Дядченко М.Г., Котиев Г.О., Сарач Е.Б. - Конструкция и расчет подвесок БГМ (1037720), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Расчет подшипников опорных катковРасчет подшипников опорных катков выполняют в следующем порядке.Определяют радиальные нагрузки на подшипники (рис. 3.2):Rа = Pст b/(a + b),Rb = Pст a/(a + b).Средняя плоскость каткаRbRaPстabРис. 3.2. Схема расчета подшипников опорного катка33Осевую нагрузку на подшипники определяют по формуле:A = ψPст,где ψ = 0,1…0,15.Приведенная радиальная нагрузка на шариковый радиальный подшипник:Qпр = (RKк + Am) KбKт,где Kк = 1,2 — коэффициент вида нагрузки для неподвижной относительно внутреннегокольца нагрузки; m = 1,5 — коэффициент влияния осевой нагрузки; Kб = 3 — коэффициентбезопасности (для тяжелых условий работы с ударами); Kт = 1 — температурный коэффициент (для нормальных условий).Приведенная радиальная нагрузка для роликового радиального подшипника:Qпр = RKкKбKт.Далее подбираем подшипники по динамической грузоподъемности:C = Qпр(6⋅10–5⋅nh)1/α,где n — частота вращения катка при движении машины со средней скоростью, об/мин;h = 600…700 — ресурс подшипника, ч; α = 3,0 для шарикового, α = 3,3 — для роликовогоподшипника.3.3.
Расчет балансира на прочностьРасчет балансира на прочность ведут с использованием алгоритмов расчета пространственных балок, изложенных в курсе «Сопротивление материалов». Учитывают все силы, действующие на балансир: реакции в подшипниках верхней и нижней оси балансира, силы состороны амортизатора и отбойника, момент от торсиона. Пример расчетной схемы балансирапоказан на рис. 3.3.MRcRdR maxпр.штLaRбRbRaРис. 3.3. Расчетная схема балансира34Балансир рассчитывают в нескольких наиболее нагруженных положениях (варианты приβ = 90° и β = βm обязательны для рассмотрения).
Строят эпюры нагружения и определяютряд наиболее опасных сечений. Далее из конструктивных соображений размеры и формуучастков балансира выбирают таким образом, чтобы коэффициенты запаса во всех опасныхсечениях были примерно одинаковы и равны 3.Значения силовых факторов берут из характеристик упругого и демпфирующего элемента.
В случае пробоя подвески (β = βm) силы, действующие на балансир со стороны отбойникаи катка, принимают равными утроенной максимальной силе от упругого элемента подвески.Далее необходимо рассчитать подшипники балансира в корпусе, а также оценить работоспособность шлицевых соединений балансира. Игольчатые подшипники балансира выбирают по статической грузоподъемности, подшипники скольжения — по допускаемым давлениям в зависимости от материала вкладышей и типа смазки. Шлицевые соединениярассчитывают на смятие.3.4. Определение основных размеров телескопических амортизаторовДля определения размеров амортизатора необходимо сначала перейти от сил на катке ксилам, действующим непосредственно на шток амортизатора. Для этого находят передаточное отношение «каток — шток амортизатора» (рис. 3.4):ia = υк/υшт = Rб/La.Плечо установки амортизатора на балансире выбирают по конструктивным соображениям, а также на основе расчета основных размеров амортизатора.
Типичный диапазон значений ia = 1,0…4,0.Максимальная сила сопротивления на штоке амортизатора на прямом и обратном ходе:maxmaxRпр.шт= Rпр.кia ;maxRоб.шт= P ( fполн )ia .Диаметр поршня амортизатора:Dп = 2maxRоб.шт,2πpmax (1 − d шт/ Dп2 )где отношение диаметров dшт/Dп = 0,3…0,4 в существующих конструкциях, максимальноедавление pmax находится в пределах (1,5…4,5)⋅107 Па.Длины штока и цилиндра определяют исходя из конструктивных и компоновочных соображений, причем длина цилиндра должна обеспечивать полный ход штока и гарантированный зазор 0,02…0,04 м.Толщину стенок амортизатора рассчитывают по формулам курса «Сопротивление материалов» для цилиндра, нагруженного внутренним давлением.Для штока амортизатора в выдвинутом положении выполняют проверку на устойчивостьпри сжатии (рис. 3.5). Считая цилиндр абсолютно жестким на изгиб, критическую силу определяют по формулеPкр =14, 6 EI,l2где I — осевой момент инерции штока; l — длина амортизатора с полностью выдвинутымштоком.35PкрuштuкlLaRбРис.
3.4. К определению передаточногоотношения каток — шток амортизатораРис. 3.5. Проверка устойчивостиштока амортизатора3.5. Расчет дроссельной системы амортизатораЗдесь предлагается упрощенный алгоритм расчета дроссельной системы амортизатора.Допущением является то, что мы рассматриваем только местные гидравлические сопротивления, пренебрегая потерями на трение в трубопроводах. Также мы считаем, что на прямом иобратном ходе работает по одному отверстию.
Площади поперечных сечений этих отверстийи необходимо определить.Исходными данными для расчета является уточненная характеристика демпфирующегоэлемента подвески Rд.к(υк), которую с учетом передаточной функции «каток — шток амортизатора» необходимо преобразовать в зависимость силы на штоке от скорости штокаRд.шт(υшт).До сих пор мы допускали, что характеристика амортизатора кусочно-линейная. Теперьмы должны перейти к квадратичной зависимости демпфирующей силы от скорости штока.Для этого линейные наклонные участки прямого и обратного хода на характеристики амортизатора (см. рис. 2.3) заменяем квадратичными параболами из условия равенства площадейпод графиками.Полученную в итоге характеристику демпфирующего элемента нам необходимо реализовать, подбирая площади поперечных сечений отверстий для прямого и обратного хода.
Дляэтого сначала найдем демпфирующую силу местного сопротивления.Чтобы определить демпфирующую силу местного сопротивления (дроссельного отверстия), рассмотрим выражение для расхода жидкости через местное сопротивление [4]:G=2S 2 p1 − p2 ,ζρгде ζ — коэффициент местных потерь; ρ — плотность жидкости (ρ = 900 кг/м3); S2 — площадь поперечного сечения на выходе из местного сопротивления; p1–p2 — перепад давленияна местном сопротивлении.После некоторых преобразований получим демпфирующую силу местного сопротивления:R = ζэρ 2Sυ1 ,2где ζ э = ζ S12 / S 22 — эквивалентный коэффициент местных потерь (S1 — площадь поперечного сечения на входе местного сопротивления; S2 — площадь, на которую действует перепаддавления); υ1 — скорость жидкости на входе местного сопротивления.36Если представить гидравлические потери в амортизаторе в виде суммы i эквивалентныхместных потерь, то демпфирующая сила на штоке будет равнаRд.шт = ∑ ζ эiiρ2Sпυшт,2где Sп — площадь поршня; υшт — скорость штока.Сумма эквивалентных коэффициентов местных потерь амортизатора состоит из потерьна сужение и расширение потока жидкости в дроссельном отверстии, приведенных к скорости штока (домноженных на S п2 / S12 ).
Потери на сужение и расширение определяют по формулам [5]:ζ расш = (1 − S1 / S 2 ) 2 ;ζ сужен = 0,5(1 − S2 / S1 ).Таким образом, изменяя площадь поперечного сечения (эквивалентный диаметр) дроссельного отверстия, добиваемся того, чтобы сила сопротивления на нем совпадала с выбранной по характеристике амортизатора при той же скорости штока.37СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Расчет и конструирование гусеничных машин / Под ред. Н.А.Носова. Л.: Машиностроение,Ленингр. отд-ние, 1972. 559 с.2. Дмитриев А.А., Чобиток В.А., Тельминов А.В. Теория и расчет нелинейных систем подрессоривания гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1976. 207 с.3. Дядченко М.Г., Котиев Г.О., Наумов В.Н. Основы расчета систем подрессоривания гусеничныхмашин на ЭВМ: Учеб. пособие.
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 52 с.4. Котиев Г.О., Смирнов А.А., Шилкин В.П. Исследование рабочих процессов в пневмогидравлических устройствах систем подрессоривания гусеничных машин: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУим. Н. Э. Баумана, 2001. 80 с.5. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Учеб. пособие для машиностр. специальностей вузов / Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г. Подвидз и др.; Под ред. И.И. Куколевского, Л.Г.Подвидза. 4-е изд., перераб.
М.: Машиностроение, 1981. 464 с.38ОГЛАВЛЕНИЕВведение .....................................................................................................................................................31. Конструкции подвесок быстроходных гусеничных машин ..................................................................41.1. Опорные катки.................................................................................................................................41.2. Балансиры ........................................................................................................................................51.3.
Крепление балансира в корпусе ....................................................................................................131.4. Регулировка положения катков.....................................................................................................161.5. Крепление амортизаторов и ПГР ..................................................................................................161.6. Ограничители хода и подрессорники............................................................................................171.7. Торсионы .......................................................................................................................................171.8. Амортизаторы (демпферы)............................................................................................................212.
Получение упругой и демпфирующей характеристики подвески ........................................................222.1. Выбор жесткости упругих элементов подвески ...........................................................................222.2. Определение диаметра торсиона...................................................................................................232.3. Построение упругой характеристики подвески............................................................................262.4. Удельная потенциальная энергия подвески..................................................................................272.5.
Определение основных характеристик демпферов ......................................................................282.6. Уточнение характеристики демпфирующего элемента с использованиемпрограммного комплекса «Trak» ..................................................................................................303.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
