Антиплагиат полный (1225336), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Во втором расчётном положении на автогрейдер действуют случайные нагрузки,возникающие при встрече его с непреодолимым препятствием. Наиболее неблагоприятные условия при этомскладываются, когда наезд на препятствие происходит краем выдвинутого в сторону отвала при движенииавтогрейдера по горизонтальной поверхности на максимальной рабочей скорости с малым пробуксовываниемведущих колёс, что имеет место при работах по разравниванию и перемещению грунта.При внезапной встрече конца отвала с жёстким препятствием происходит их соударение, что приводит квозникновению дополнительной динамической нагрузки на основную раму.При расчёте на прочность рабочего оборудования принимают, что масса и жесткость препятствияво много разпревышает массу и жёсткость автогрейдера.
Тогда дополнительную динамическую нагрузку на автогрейдеропределяют только массой и жёсткостью последнего, а также скоростью столкновения и подсчитывают:(2.43)где v – скорость автогрейдера в момент встречи с препятствием; Gсц – вес автогрейдера с оборудованием, Gсц =82468 Н; g – ускорение свободного падения;С – суммарная жёсткость автогрейдера(2.44)где С1 = 120 кНм – жесткость металлоконструкции автогрейдера, зависящая от величины сцепного веса; Нотв =0,62м – высота отвала; Lотв = 3,72м – длина отвал;С2 = 2· Сш = 2·45 = 90кН/м – суммарная жёсткость передних колёс.На рисунке 2.5 показана схема сил, действующих на автогрейдер во втором расчётном положении.
В центретяжести сосредотачиваются сила веса автогрейдера и дополнительная динамическая нагрузка. В точке О контактаотвала с препятствием действуют усилия Рх и Ру, а Рz = 0, так как резание грунта не производится. В условныхточках О2 и О3 действуют боковые усилия Y2 и Y1Рисунок 2.5 - Схема сил, действующих на автогрейдер во втором расчётном положенииВозникающие вертикальные реакции на задний и передний мосты обозначены соответственно через Z2 и Z1. Этиреакции с учётом динамической нагрузки определяют из уравнений моментов, составляемых относительно точекО2 и О3:(2.45)(2.46)где G1 и G2 – соответственно силы тяжести, приходящиеся на передний и задний мосты ()Размеры[1] а1 = 0,5м; с’ = 0,87м; l1 = 2,6м; l2 = 3,2м; n’ = 0,9м[2]снимаемс чертежа.Остальные неизвестные силы определяем, составляя следующие уравнения равновесия :(2.47)∑X = 0: X2п + X2л + Ри – Рх = 0;∑Y = 0: Y1 – Py – Y2 = 0;Принимая X2п = X2л , Y1 = Z1Θmax получаем:( 2.48)Z2·Θmax + Ри – Рх = 0Z1·Θmax - Y2 - Py = 0Решая эти уравнения относительно неизвестных членов, находим(2.49)Ру = Z1Θmax - Y2 (2.50)Py = 41,1 .
0,85 – 7,7 = 27,2 кНРх = Z2Θmax + Ри (2.51)Рх[1]= 64,2 . 0,85 + 34 = 87,9кНX2п = X2л (2.52)X2п = X2лY1 = Z1Θmax (2.53)Вмоментвнезапной встречи сжёсткимпрепятствиемведущиеколёсаавтогрейдера,начинаютполностьюпробуксовывать, развивая суммарную силу тяги[1]Х2:http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055491&repNumb=118/2216.06.2015АнтиплагиатX2 = X2п + X2л (2.54)X2 = 27,3 +27,3 = 54,6кНРисунок 2.6 - схема сил, действующих на шаровой шарнир тяговой рамы во втором расчётном положенииПользуясь приведённой на рисунке 2.6 для второго расчётного положения схемой сил, действующих на шаровойшарнир тяговой рамы, определяем возникающие в этом шарнире усилия Х4, Y4, Z4:∑X = 0: Х4 – Рх = 0, Х4 = Рх = 87,9кН[1](2.55)(2.56)(2.57), (2.57)Рисунок 2.7 -Схема нагружения основной рамы во втором расчётном положенииСхема нагружения основной рамы во втором расчётном положении на рисунке 2.7.
Точка Е на схеме обозначенаусловная точка приложения динамической нагрузки от масс, приходящихся на задние мосты. Координаты К дляточки Е определяются из соотношения:( 2.58)Точкой приложения суммарной силы тяги Х2 и реакции Z2 показана средняя точка О2 условной оси задних мостов.В такой же средней точке О1 оси переднего моста приложены реакция и динамическая нагрузка от масс,приходящихся на передний мост.Слева от сечения I-I (со стороны заднего моста ):(2.59)(2.60)(2.61)(2.62)Справа от сечения I-I (со стороны переднего моста):(2.63)(2.64)(2.65)(2.66)Площадь и моменты инерции прямоугольного поперечного сечения составляют:;;Допускаемое напряжение [о] = 541,7МПаПрофиль бруса выбираем с соответствующим первому расчётному положению.
Зная геометрические размерысечения и его форму можно подсчитать возникающие в нём максимальные напряжения.Возникающие в опасном сечении I-I основной рамы напряжения от воздействия на него силовых факторов,действующих слева и справа от сечения, подсчитывают раздельно и принимают в расчёт наибольшее.Для сечения I-I (со стороны заднего моста):Тогда максимальное напряжение для сечения I-I со стороны заднего моста:Для сечения I-I (со стороны переднего моста):Тогда максимальное напряжение для сечения I-I со стороны переднего моста:Условие выполняется с большим запасом.2.4 Расчёт тяговой рамыПри расчёте тяговой рамы для расчётного положения принимаю, что на неё действуют максимальные нагрузки,возникающие в условиях нормальной эксплуатации.
При этом сочетание возможных нагрузок выбирается таким,чтобы тяговая рама находилась в наиболее благоприятных условиях. Такие условия возникают, если нож отвалаавтогрейдера в процессе резания встречает поверхностный слой более плотного грунта или под плотным слоемоказывается более рыхлый.Рисунок 2.7 – действие ножаПри этом реакция грунта Z на площадку затупления ножа О оказывается меньше, чем составляющая Рв от силы Р,действующей по нормали к ножу (рисунок 2.7).
В силу этого суммарная сила Р’z действует вниз, вызываясамозатягивание отвала в грунт. Ведущие колёса автогрейдера находятся на пределе полного буксования.Схема нагружения автогрейдера при расчёте тяговой рамы показана на рисунке 2.8. На конце режущей кромки Оножа отвала действуют усилия Рх, Ру, Рz. Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на прочностьтяговой рамы оказывают усилия Рх и Рz.
Поэтому рассматриваем случай, когда автогрейдер находится нагоризонтальной площадке, так как при этом указанные усилия достигают максимальных величин. В условных точкахО’2 и О’’2 задних мостов действуют вертикальные реакции Z2п и Z2л и силы тяги X2п и X2л. Кроме того, на заднихмостах за счёт упора боковых поверхностей шин в грунт возникает боковая реакция Y2 (на создание её усилийсцепление не расходуется). Передним мостом воспринимается боковая реакция Y1 по пределу сцепления.
В точкахО’1 и О’’1 действуют реакции Z1п и Z1л в центре тяжести автогрейдера сосредотачивается сила его веса G иравнодействующая инерционных сил Ри подсчитываемая по формуле:(2.67)где КД = 1,5 – коэффициент динамичности, принимаемый для первогорасчётного положения; Θ[1]max= 0,85 –[3]максимальный коэффициент использования сцепного веса; G2 = 76,2кН– сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на задний мостhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055491&repNumb=119/2216.06.2015АнтиплагиатРисунок 2.8 - Схема сил для расчёта тяговой рамыСоставляя уравнения равновесия, получаем выражение для определения неизвестных сил:(2.68)после подстановки значения Рх получаем:(2.69)(2.70)Реакцию Z2л находим из уравнения:(2.71)(2.72)Реакцию Z2п находим из уравнения:(2.73)(2.74)Значение Y1 подсчитываем по выражению:(2.75)где - максимальный коэффициент бокового сдвигаf = 0,05 – коэффициент сопротивления перекатываниюЗначение Y2 подсчитываем по выражению:(2.76)(2.77)Остальные реакции колёс находим из уравнений :(2.78)(2.79)(2.80)(2.81)Боковую реакцию грунта находим из уравнения∑Y = 0: Y2 + Py – Y1 = 0 (2.82)Py = Y1 - Y2 (2.83)Py = 25 – 16 = 9кНУсилия в шаровом шарнире О4 определяем с помощью схемы на рисунке 2.9Рисунок 2.9 - Схема сил, действующих на шаровой шарнир при расчёте тяговой рамы∑X = 0: Х4 = Рх = 94,5кН[1](2.84)(2.85)(2.86)(2.87)[3]Заменяяшарнир О4 равновеликой системой сил Х4, Y4, Z4, можно рассматривать тяговую раму как консольнуюбалку с местом заделки в плоскости Q’.
Максимальные нагрузки будут в месте заделки, т.е. в сечении I-I снаибольшим плечом n. На это сечение будут воздействовать:- изгибающий момент(2.88)- изгибающий момент(2.89)- растягивающее усилиеДля расчёта профиля, составленного из двух стандартных, выбираю швеллер №24а с размерами Јх1 = Јх2 = 3180см4, Јy1 = Јy2 = 254 см4, h = 24см, b=9,5 см, х0 = 2,67 см, F = 32,9 см2Задаваясь параметрами и типом сечения рисунок 2.10, определяем возникающие в нём напряжения:(2.90)(2.91)( 2.92)При этом должно выполняться условие:(2.93)[1]Рисунок 2.10 - Поперечное сечение тяговой рамы.2.5 Расчет механизмаподъема отвалаОтвал автогрейдера через поворотный круг и тяговую раму подвешен к основной раме в точках А, В, О ( рисунок2.11), из которых точка О (шарнир тяговой рамы на передней оси) неподвижная, а точки А и В могут изменять своеположение относительно точки О в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Механизм подъема отвала[16]выполнен с передачей движ ения вертикальным тягамчерез шток гидравлического цилиндра.В задачу расчета механизма подъема автогрейдера входят:1) определение подъемного усилия;2) определение потребной мощности для выполнения операции подъема NП;3) кинематический расчет для обеспечения выбранной скорости vП;4) расчет деталей механизма подъема на прочность.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055491&repNumb=120/2216.06.2015АнтиплагиатДля определения величины подъемного усилия SП принимается следующее расчетное положение: отвал заглубленодной стороной, производится подъем заглубленного конца отвала;горизонтальная составляющая реакции грунта Р1([1][16]наотвал действует максимальнаярисунок 2.12).
При этом имеютсявертикальная составляющая реакции грунта препятствует[1]подъему [16]отвала,[16]следующиедопущения:вес отвала с ножом, весповоротного круга и всей тяговой рамы сосредоточены в центре тяжести системы, нагрузка воспринимается одниммеханизмом[1]подъема.[16]Рисунок 2.11 – Схема подвески отвала автогрейдераРисунок 2.12 – Схема для определения усилия в механизме подъеме отвала автогрейдераВеличины силы SП без учета инерц ионных сил находим по формуле:SП=, (2.94)где GТ.Р. – сила тяж ести тяговой рамы с отвалом, GТ.Р.=20 кН;Р2 – вертикальная составляющ ая реакц ии грунта.Для общ его случая расчета мож но принять Р2=0,5Р1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
