Повышение эффективности работы автогрейдера в условиях ООО ДальЖелДор-Логистик (1225337), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

- минимальный радиус инерции сечения штока

.

мм

.

.

При этом =0,8.

МПа =160 МПа.

Таким образом, условие прочности для штока соблюдается.

2.6 Расчёт автогрейдера на устойчивость

2.6.1 Расчёт продольной устойчивости

В процессе работы потеря устойчивости и опрокидывание автогрейдера могут произойти при его движении по наклонной поверхности и при повороте. Автогрейдер – длиннобазовая машина, поэтому его продольная устойчивость (рисунок 2.13) против опрокидывания обеспечена на уклонах, являющихся предельными по условию сцепления движителя с дорогой.

Предельный угол подъёма, преодолеваемый автогрейдером по условию сцепления движителя с дорогой, рассчитывают:

tgάп = φ – f = 0,6 – 0,05 = 0,55

Рисунок 2.13 - Схема для определения устойчивости автогрейдера

Тогда предельный угол подъёма άп = arctg0.55 = 28,8°

Наибольший угол подъёма, преодолеваемый по условию реализации 100% мощности двигателя, устанавливается по соотношению:

sinάп = Nή/GV(1+f2) (2.101)

sinάп = 99 . 0,76 / 108,8 . 1,1 (1+0,052) = 0,63

Тогда наибольший угол подъёма άп = arcsin 0.63 = 39° предельный уклон по условию сцепления тормозящих колёс с дорогой находят из равенства:

(2.102)

Тогда предельный уклон άп = arctg0.33 = 18,3°

2.6.2 Расчёт поперечной устойчивости

По условию опрокидывания допускаемый угол поперечного уклона

tgάп = 0,5b/1,2hц (2.103)

tgάп = 0,5 . 2,0/1,2 . 1,06 = 0,79

где b = 2,0м – ширина колеи автогрейдера; hц = 1,06м – расстояние от опорной поверхности до центра тяжести автогрейдера

Тогда допускаемый угол поперечного уклонаάп = arctg0.79 = 38,3°

Максимальную скорость движения на поворотах по условию опрокидывания находят из формулы:

(2.104)

где Куст = 1,2 – коэффициент устойчивости; р – радиус поворота; е =0 - эксцентриситет центра тяжести относительно продольной оси машины

(2.105)

По условию сцепления движителя с дорогой допускаемый угол поперечного уклона

tgά = 0,8φ /1,2

tgά = 0,8 . 0,6 /1,2 = 0,4 (2.106)

Тогда допускаемый угол поперечного уклона άп = arctg0.4 = 21,8°

Максимальная скорость движения на поворотах по условию сцепления движителя с дорогой

(2.107)

(2.108)

2.7 Усовершенствование рабочего оборудования автогрейдера

В данной работе модернизация автогрейдера заключается в создании грейферного отвала изменяемой длины в средней части лобового отвала.

1 – отвал выдвижной; 2 и 4 – нож; 3 – отвал лобовой; 5 – козырек; 6 – гидроцилиндр; 7 – двухзаходные пазы по винтовой линии; 8 – нож боковой

Рисунок 2.14. Грейдерный отвал спереди с выпущенными

боковыми отвалами

На грейдерном отвале на задней радиусной поверхности лобового отвала установлены выдвижные отвалы, в которых по торцу приварен боковой нож. Эти ножи при задвинутых выдвижных отвалах являются боковыми ножами лобового отвала. Между задвинутыми выдвижными отвалами на задней стенке лобового отвала приварена коробка жесткости. Задний плоский лист коробки имеет выступы, входящие в пазы кронштейнов автогрейдера, по которым отвал с помощью гидроцилиндра может перемещаться в обе стороны, как в направляющих.

Выдвижные отвалы по передней радиусной стенке имеют Т – образные винтовые двухзаходные пазы, которыми они с помощью ползунов, закрепленных винтами с потайной головкой М16х35 на задней стенке лобового отвала, закреплены на лобовом отвале с возможностью горизонтального перемещения.

На задних стенках лобового и выдвижных отвалов сверху приварены оси для крепления гидроцилиндров. Пространственное соединение осей с гидроцилиндрами осуществляется шарнирными подшипниками ШС. При горизонтальном перемещении выдвижных отвалов гидроцилиндрами производится их перемещение винтовыми пазами по ползунам вверх или вниз относительно радиусной поверхности лобового отвала, т.е. создается пространственное изменение положения осей.

Рисунок 2.15. Грейдерный отвал сзади с видом коробки

Рисунок 2.16. Грейдерный отвал сзади с втянутыми боковыми отвалами

В гидравлическую схему автогрейдера введена дополнительная рабочая секция гидрораспределителя для ручного управления работой гидроцилиндров выдвижных отвалов из кабины. Рукава от гидроцилиндров отвала подсоединены к этой секции распределителя.

В исходном положении боковые ножи выдвижных отвалов примыкают к торцам лобового отвала и подняты относительно ножа лобового отвала примерно на 40 мм, штоки гидроцилиндров втянуты. При полном выдвижении штоков гидроцилиндров ножи выдвижных отвалов устанавливаются в одном уровне с ножом лобового отвала.

1 – отвал; 2 – нож; 3 – козырек; 4 – коробка жесткости; 5 – гидроцилиндр

Рисунок 2.17. Грейдерный отвал в разрезе

2.7.1 Расчет отвала на прочность

Сила сопротивления, действующая на отвал /12/

F_с = F_р + F_пр + F'_от + F''_от (2.109)

F_с = 6380 + 7428 + 3255 + 4116 = 21179Н,

где Fр – сопротивление резанию грунта;

Fпр – сопротивление трению грунтовой призмы о грунт;

F'от, F''от – сопротивления, возникающие от перемещения грунта вверх

и вдоль по отвалу

Сопротивление резанью грунта:

(2.110)

где k = 11000 кг/м² – коэффициент сопротивления резанью по таблице 2.2;

В = 5,8 м – ширина отвала;

(2.111)

Где – глубина резания во время перемещения призмы грунта

k_n = 0,06 – коэффициент потерь грунта при перемещении по таблице 2.2

(2.112)

Где – объем призмы волочения

_{Талица 2.2- значения коэффициентов k (при α = 45…60°) и kn}

Категория грунта	k, кг/м2	Грунты	kn
I	7000	связные	0,025…0,032
II	11000	несвязные	0,06…0,07
III	17000	--------	--------

Сопротивление трению грунтовой призмы о грунт

(2.113)

где γ_гр = 2400 кг/м³ – объемная масса грунта в плотном теле;

K_р = 1,2 – коэффициент разрыхления грунта по таблице 2.3;

μ₁ = tg φ = tg 32˚ = 0,62 – коэффициент трения грунта о грунт /5/;

α = 40˚ – угол захвата, /12/

Таблица 2.3 - средние значения коэффициента разрыхления k_p

Категория породы по трудности разработки	Разновидность горной породы	kp
I	Песок, супесок, растительный грунт, торф	1,05...1,12
II	Легкий и лессовидный суглинок, влажный рыхлый лёсс, мягкий солончак, гравий мелкий и средний, песок, супесок и растительный грунт, смешанные со щебнем и галькой, насыпной слежавшийся грунт с примесью щебня или гальки	1,12....1,20
III	Жирная мягкая глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, галька мелкая, щебень крупностью 15...40 мм, суглинок со щебнем пли галькой	1,20...1,25

Cопротивление, возникающее от перемещения грунта вверх отвала

(2.114)

Cопротивление, возникающее от перемещения грунта вдоль отвала

(2.115)

Оптимальная площадь сечения стружки, разрабатываемой автогрейдером за один проход в естественных условиях работы автогрейдера колеблется в пределах 0,45≤ Рс.опт ≤0,55, при этом коэффициент буксования δ≈ 0,18÷0,22, а рабочая скорость машины без применения автоматов не превышает 4км/ч.

(2.116)

где: Р_х= 96000 Н – тяга на ведущих колесах;

К = 220000 Н/м² – расчетное значение сопротивления грунта копанию, учитывающий как резание, так и перемещение грунта

Рассмотрим случай нагружения отвала максимальной реакцией грунта q, приложенной на конце отвала, находящегося в положении наибольшего выноса в сторону относительно кронштейнов. При этом считаем, что сила q действует по оси симметрично отвала, изгибая его в горизонтальной плоскости и пренебрегая напряжениями, возникающими в нем от кручения.

Таким образом, расчет отвала сведен к расчету его на изгиб при нагружении отвала распределенной силой от части силы сопротивления, действующей на отвал от опоры до конца выдвижного отвала (рисунок 2.18)

Рисунок 2.18 Схема сил при расчете отвала

Распределенная сила на отвал от опоры А до конца выдвижного отвала

q = W/В (2.117)

q= 21179/5,8 = 3652Н/м

Реакции опор R_А и R_В из уравнений статики

ΣR = q× l₀ + R_В – R_А = 0 (2.118)

ΣM₀ = – q× l₀ ×(0,7 + l₀/2) – R_В ×0,7 + R_А ×0,7 = 0 (2.119)

R_А = [q× l₀ ×(0,7 + l₀/2) – R_В ×0,7]/ 0,7 =

= [3652× 2,1 ×(0,7 + 2,1/2) – R_В ×0,7]/ 0,7 = 19173 – R_В

R_В = R_А – q× l₀ = 19173 – R_В – 3652× 2,1 = 11503,8 – R_В

R_В = 11503,8/2 = 5751,9Н

R_А = 19173 – R_В = 19173 – 5751,9 = 13421,1Н

Характеристики

Список файлов ВКР