125012 (690234), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

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, значит выбранное сечение удовлетворяет условиям прочности и может быть использовано в рабочем оборудовании.

Второе расчётное положение. Во втором расчётном положении на автогрейдер действуют случайные нагрузки, возникающие при встрече его с непреодолимым препятствием. Наиболее неблагоприятные условия при этом складываются, когда наезд на препятствие происходит краем выдвинутого в сторону отвала при движении автогрейдера по горизонтальной поверхности на максимальной рабочей скорости с малым пробуксовыванием ведущих колёс, что имеет место при работах по разравниванию и перемещению грунта.

При внезапной встрече конца отвала с жёстким препятствием происходит их соударение, что приводит к возникновению дополнительной динамической нагрузки на основную раму.

При расчёте на прочность рабочего оборудования принимают, что масса и жесткость препятствия во много раз превышает массу и жёсткость автогрейдера. Тогда дополнительную динамическую нагрузку на автогрейдер определяют только массой и жёсткостью последнего, а также скоростью столкновения и подсчитывают:

где v – скорость автогрейдера в момент встречи с препятствием

G_сц – вес автогрейдера с оборудованием, G_сц = 82468 Н

g – ускорение свободного падения

С – суммарная жёсткость автогрейдера

здесь С₁ = 120кНм – жесткость металлоконструкции автогрейдера, зависящая от величины сцепного веса

Н_отв = 0,62м – высота отвала

L_отв = 3,72м – длина отвала

С₂ = 2С_ш = 2 ^. 45 = 90кН/м – суммарная жёсткость передних колёс

На рис.7 показана схема сил, действующих на автогрейдер во втором расчётном положении. В центре тяжести сосредотачиваются сила веса автогрейдера и дополнительная динамическая нагрузка. В точке О контакта отвала с препятствием действуют усилия Р_х и Р_у, а Р_z = 0, так как резание грунта не производится. В условных точках О₂ и О₃ действуют боковые усилия Y₂ и Y₁

Рис.7 Схема сил, действующих на автогрейдер во втором расчётном положении

Возникающие вертикальные реакции на задний и передний мосты обозначены соответственно через Z₂ и Z₁. Эти реакции с учётом динамической нагрузки определяют из уравнений моментов, составляемых относительно точек О₂ и О₃:

где G₁ и G₂ – соответственно силы тяжести, приходящиеся на передний и задний мосты ( )

Размеры а₁ = 0,5м; с’ = 0,87м; l₁ = 2,6м; l₂ = 3,2м; n’ = 0,9м снимаем с чертежа.

Остальные неизвестные силы определяем, составляя следующие уравнения равновесия:

∑X = 0: X_2п + X_2л + Р_и – Р_x = 0;

∑Y = 0: Y₁ – P_y – Y₂ = 0;

Принимая

X_2п = X_2л , Y₁ = Z₁Θ_max

получаем:

Z₂Θ_max + Р_и – Р_x = 0

Z₁Θ_max - Y₂ - P_y = 0

Решая эти уравнения относительно неизвестных членов, находим

P_y = Z₁Θ_max - Y₂ = 41,1 ^. 0,85 – 7,7 = 27,2кН

Р_x = Z₂Θ_max + Р_и = 64,2 ^. 0,85 + 34 = 87,9кН

X_2п = X_2л

Y₁ = Z₁Θ_max = 41,1 ^. 0,85 = 34,9кН

В момент внезапной встречи с жёстким препятствием ведущие колёса автогрейдера, начинают полностью пробуксовывать, развивая суммарную силу тяги Х₂

X₂ = X_2п + X_2л = 27,3 +27,3 = 54,6кН

Рис.8 схема сил, действующих на шаровой шарнир тяговой рамыво втором расчётном положении

Пользуясь приведённой на рис.8 для второго расчётного положения схемой сил, действующих на шаровой шарнир тяговой рамы, определяем возникающие в этом шарнире усилия Х₄, Y₄, Z₄:

∑X = 0: Х₄ – Р_x = 0, Х₄ = Р_x = 87,9кН

,

,

Рис.9 Схема нагружения основной рамы во втором расчётном положении

Схема нагружения основной рамы во втором расчётном положении на рис.9. Точка Е на схеме обозначена условная точка приложения динамической нагрузки от масс, приходящихся на задние мосты. Координаты К для точки Е определяются из соотношения:

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):

Справа от сечения I-I (со стороны переднего моста):

Площадь и моменты инерции прямоугольного поперечного сечения составляют:

;

;

Допускаемое напряжение [σ] = 541,7МПа

Профиль бруса выбираем с соответствующим первому расчётному положению. Зная геометрические размеры сечения и его форму можно подсчитать возникающие в нём максимальные напряжения:

где σ_сум – суммарное напряжение от изгиба и растяжения-сжатия

τ – напряжение от кручения

где М_и^в, М_и^г – суммарные изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях

Р – сжимающее усилие, кН

М_кр – суммарный крутящий момент, действующий на расчётное положение

W_y, W_z, W_p, F – моменты сопротивления сечения изгибу и кручению и площадь этого сечения

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.

Расчёт тяговой рамы

При 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 отвала автогрейдера в процессе резания встречает поверхностный слой более плотного грунта или под плотным слоем оказывается более рыхлый.

рис.10

При этом реакция грунта Z на площадку затупления ножа О оказывается меньше, чем составляющая Р_в от силы Р, действующей по нормали к ножу (рис.10). В силу этого суммарная сила Р’_z действует вниз, вызывая самозатягивание отвала в грунт. Ведущие колёса автогрейдера находятся на пределе полного буксования.

Схема нагружения автогрейдера при расчёте тяговой рамы показана на рис.11. На конце режущей кромки О ножа отвала действуют усилия Р_x, Р_y, Р_z. Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на прочность тяговой рамы оказывают усилия Р_x и Р_z. Поэтому рассматриваем случай, когда автогрейдер находится на горизонтальной площадке, так как при этом указанные усилия достигают максимальных величин. В условных точках О’₂ и О’’₂ задних мостов действуют вертикальные реакции Z_2п и Z_2л и силы тяги X_2п и X_2л. Кроме того, на задних мостах за счёт упора боковых поверхностей шин в грунт возникает боковая реакция Y₂ (на создание её усилий сцепление не расходуется). Передним мостом воспринимается боковая реакция Y₁ по пределу сцепления. В точках О’₁ и О’’₁ действуют реакции Z_1п и Z_1л в центре тяжести автогрейдера сосредотачивается сила его веса G и равнодействующая инерционных сил Р_и подсчитываемая по формуле:

где К_Д = 1,5 – коэффициент динамичности, принимаемый для первого

расчётного положения

Θ_max = 0,85 –максимальный коэффициент использования сцепного веса

G₂ = 76,2кН – сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на задний мост

Рис.11 Схема сил для расчёта тяговой рамы

Составляя уравнения равновесия, получаем выражение для определения неизвестных сил:

∑X = 0:

после подстановки значения Р_х получаем:

Реакцию Z_2л находим из уравнения:

Реакцию Z_2п находим из уравнения:

Значение Y₁ подсчитываем по выражению:

где - максимальный коэффициент бокового сдвига

f = 0,05 – коэффициент сопротивления перекатыванию

Значение Y₂ подсчитываем по выражению:

Остальные реакции колёс находим из уравнений:

Боковую реакцию грунта находим из уравнения

∑Y = 0: Y₂ + P_y – Y₁ = 0

P_y = Y₁ - Y₂ = 25 – 16 = 9кН

Усилия в шаровом шарнире О₄ определяем с помощью схемы на рис.12

Рис.12 Схема сил, действующих на шаровой шарнир при расчёте тяговой рамы

∑X = 0: Х₄ = Р_x = 94,5кН

,

,

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, выбираю 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 рис.13, определяем возникающие в нём напряжения:

Характеристики

Список файлов курсовой работы