Бирюк СЛ (1218749), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

∑X = 0: Х₄ = Р_x = 93,5 кН (2.77)

, (2.78)

, (2.79)

Заменяя шарнир О₄ равновеликой системой сил Х₄, Y₄, Z₄, можно рассматривать тяговую раму как консольную балку с местом заделки в плоскости Q’. Максимальные нагрузки будут в месте заделки, т.е. в сечении I-I с наибольшим плечом n. На это сечение будут воздействовать:

- изгибающий момент

- изгибающий момент

- растягивающее усилие

Для расчёта профиля, составленного из двух стандартных, выбирается швеллер №24а с размерами Ј_х1 = Ј_х2 = 3180 см⁴, Ј_y1 = Ј_y2 = 254 см⁴, h = 24см, b=9,5 см, х₀ = 2,67 см, F = 32,9 см²

Задаваясь параметрами и типом сечения, определяем возникающие в нём напряжения:

(2.80)

(2.81)

(2.82)

При этом должно выполняться условие:

(2.83)

Рисунок 2.15 - Поперечное сечение тяговой рамы.

2.3.3 Расчёт отвала

Расчёт отвала следует проводить с учётом нагружения его максимальной реакцией грунта Р_х, приложенной к концу отвала, находящегося в положении наибольшего выноса в сторону относительно кронштейнов (рисунок 2.16). При этом считают, что сила Р_х действует по оси симметрии отвала, изгибая его в горизонтальной плоскости, и пренебрегают возникающими в нём напряжениями от кручения. Таким образом, расчёт отвала сводится к расчёту его на изгиб как консоли.

Изгибающий момент в опасном сечении I-I

(2.84)

где l₀ – длина консольного конца отвала при его максимальном боковом смещении относительно кронштейнов.

(2.85)

здесь L_отв = 4,8 м – длина отвала

l = 0,81м – максимальный вынос отвала в сторону

l₁ = 1,5м – расстояние между опорами отвала

Рисунок 2.16 - Схема сил для расчёта отвала

Под действием силы Р_х в волокнах части сечения, расположенной справа от нейтральной линии ОО, возникнут напряжения растяжения, а в части, расположенной слева от сечения, - напряжения сжатия.

Для расчётов моментов сопротивления зоны растяжения сечения W_р и зоны сжатия W_сж необходимо определить расположение нейтральной линии ОО сечения. Это расположение определяется расстояниями а и b от нейтральной линии до крайних точек сечения:

(2.86)

(2.87)

где R₀ = 0,58мм – средний радиус кривизны сечения отвала

ά₁ = ω/2 = 65°/2 = 32,5° = 0,567 – центральный угол дуги отвала

Момент инерции в сечении I-I

Ј = (2.88)

где δ = 10мм – толщина отвала

Тогда моменты сопротивления зон растяжения и сжатия сечения определяют по выражениям:

(2.89)

(2.90)

Нормальные напряжения:

в растянутых волокнах

(2.91)

в сжатых

(2.92)

Полученные напряжении необходимо сравнить с допускаемыми и убедиться, что они не превышают последних.

Допускаемое напряжение [σ] = 541,7МПа, тогда ;

Отвал из выбранного материала и выбранной толщины отвала удовлетворяет условиям прочности расчёта.

Коэффициент запаса прочности

(2.93)

где - наибольшее из напряжений растяжения и сжатия

Коэффициент запаса прочности большой, значит, можно уменьшить толщину стенки или выбрать другой менее прочный материал, что приведёт к уменьшению металлоёмкости и капиталовложений в производимый отвал.

2.4 Расчёт механизмов управления рабочим оборудованием автогрейдера

Наиболее нагруженным механизмом управления автогрейдера является механизм подъёма и опускания отвала, поэтому передаваемая системой управления мощность определяется в основном параметрами операции отвала.

2.4.1 Механизм подъёма отвала

Механизм подъёма отвала рассчитывают, исходя из следующих предпосылок.

Рабочий ход механизма подъёма должен обеспечивать заданную глубину копания, возможность полного выглубления отвала и удовлетворять условиям проходимости автогрейдера в транспортном положении. Усилие подъёма определяется в соответствии с расчётной схемой (рисунок 2.17).

Рисунок 2.17 - Схема для определения усилия подъёма отвала

Для определения величины подъёмного усилия S_п принимаю следующее расчётное положение: отвал заглублён одним концом, производится подъём этого конца вала; на отвал действует максимальная горизонтальная составляющая реакции грунта Р₁. При этом принимаю следующие допущения: вертикальная составляющая реакции грунта препятствует подъёму отвала; вес отвала с ножом, вес поворотного круга и всей тяговой рамы сосредоточены в центре тяжести системы; нагрузка воспринимается одним механизмом подъёма.

При расчёте подъёмного механизма не учитывают инерционные силы, так как скорость подъёма отвала принимают равной 15 м/с, тогда подъёмное усилие без учёта инерционных сил можно рассчитывать по формуле:

(2.94)

где Р₂ = 0,5 Р₁ = 0,5 * 87,98 = 43,9кН – сила, прижимающая отвал к грунту

G_р = 34 кН – сила тяжести поднимаемого оборудования

Р₁ – сила сопротивления грунта

(2.95)

здесь ψ = 0,75 – коэффициент, учитывающий колёсную формулу

φ_сц = 0,45 – коэффициент сцепления

G = 260,69кН – вес автогрейдера.

Рисунок 2.18 – Схема для определения максимальной нагрузки на механизм подъема отвала.

Из рассмотрения условия равновесия автогрейдера в плане (рисунок 2.18) могут быть три случая действия реакции грунта на нож:

1.Точка приложения реакции грунта будет находиться в пределах угла НОК, что возможно при горизонтальном положении ножа. В этом случае от грунта отрываются колеса передней оси, автогрейдер опрокидывается вокруг оси АА.

При этом сила, действующая на нож:

(2.96)

Подставляя значения, получим:

кН.

2. Точка приложения реакции грунта находится в пределах угла EOН или угла FOK. При этом приподнимается переднее колесо и происходит опрокидывание вокруг линий ВС или LC (при одной задней оси) или линий В'С или L'С (при наличии балансира):

(2.97)

Где - расстояние центра тяжести от оси опрокидывания;

- расстояние точки упора ножа от линии ВС пли В'С.

кН.

Величина вертикальной реакции в шарнире телескопической тяги может быть с некоторым допущением определена из выра­жения:

(2.98)

51,75 кН.

Так как подъём опускание отвала производят два гидроцилиндра, то приходящееся на каждый гидроцилиндр максимальное усилие:

Внутренний диаметр гидроцилиндра

(2.99)

По ГОСТ 12477-80 выбирается стандартный внутренний диаметр гидроцилиндра,

Диаметр штока

(2.100)

Мощность механизма подъёма отвала

(2.101)

2.4.2 Механизм поворота отвала

Мощность привода механизма поворота вследствие её небольшой величины требуется определять только в случаях, когда поворот отвала производится от индивидуальных гидромоторов (рисунок 2.19).

Рисунок 2.19 - Схема для определения усилия поворота отвала

Механизм поворота отвала рассчитывают для положения, когда отвал вынесен в сторону и к его концу приложена максимально возможная сила:

Р_к = КF_ст = 15 ^. 0,768 = 11,7 кН (2.102)

где К = 15 кПа – удельное сопротивление грунта резанию

F_ст = 0,768 м² – площадь поперечного сечения вырезаемой стружки

Тогда с учётом коэффициента динамичности k_д момент на поворотном круге находится по формуле:

M = k_дР_кl₁ = 1,2^. 11,7 ^. 1,5 = 21,1 кНм (2.103)

По моменту сопротивления повороту рассчитывается мощность привода механизма поворота отвала:

(2.104)

где - угловая скорость поворота

2.4.3 Механизм изменения угла резания отвала

Механизм изменения угла резания отвала рассчитывают по усилию, равному силе тяжести отвала.

Внутренний диаметр гидроцилиндра

(2.105)

где G_отв = 8кН – сила тяжести, создаваемая отвалом

По ГОСТ 12477-80 выбирается стандартный внутренний диаметр гидроцилиндра,

Диаметр штока , принимается

Мощность механизма изменения угла резания отвала:

(2.106)

где V_и = 0,02м/с – скорость изменения угла резания отвала

2.4.4 Механизм выдвижения отвала

Механизм выдвижения отвала рассчитывают по усилию, равному силе тяжести отвала. Скорость выдвижения отвала для гидравлического привода принимается равной 0,1 м/с. Мощность механизма выдвижения отвала:

(2.107)

Внутренний диаметр гидроцилиндра:

(2.108)

По ГОСТ 12477-80 выбирается стандартный внутренний диаметр гидроцилиндра,

Диаметр штока , принимается

2.4.5 Механизм выноса тяговой рамы в сторону

Механизм выноса тяговой рамы в сторону рассчитываю при выглубленном отвале:

Р_вын = (G_отв + G_рамы)/2 = (9+25)/2 = 17кН (2.109)

Мощность механизма выноса тяговой рамы

(2.110)

где V_в = 0,08м/с – скорость выноса тяговой рамы

Внутренний диаметр гидроцилиндра

(2.111)

По ГОСТ 12477-80 выбирается стандартный внутренний диаметр гидроцилиндра,

Диаметр штока , принимается

Характеристики

Список файлов ВКР