Расчет коэффициента «грузовой» устойчивости

Тракторы с навешенным на него подъемником должен быть устойчив при работе.

Коэффициент «грузовой» устойчивости, т.е. отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом трактора с гидроподъемником с учетом всех усилий, действующих на агрегат (инерционные силы, возникающие при пуске или торможении механизмов подъема стрелы с грузом и передвижения трактора) и влияния наибольшего допустимого при работе гидроподъемника уклона пути, к моменту, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра опрокидывания должен быть не менее 1, 15.

Коэффициент грузовой устойчивости вычисляют по формуле:

 

 

где G - суммарный вес трактора с гидроподъемником, кг;

Gпр - вес стрелы гидроподъемника, кг;

Q - вес поднимаемого груза, кг;

l - расстояние от точки подвеса груза до ребра опрокидывания при установки трактора с гидроподъемником на горизонтальной плоскости, м;

а - расстояние от общего центра тяжести погрузчика с трактором до ребра опрокидывания при установки трактора, в горизонтальной плоскости, м.

h_l - расстояние от точки подвеса груза до плоскости, проходяще] через точки опорного контура, м;

h₂ - расстояние от общего центра тяжести гидроподъемника i трактора до плоскости, проходящей через точки, опорного, 1сойхура^ м;

v₁' - скорость горизонтального перемещения груза, в м/с;

v_l - скорость передвижения трактора с подъемником, м/с;

v_l" - скорость вертикального перемещения груза, м/с;

t_l - время неустановившегося движения (пуск, торможение) трактора с;

t₂ - время неустановившегося режима работы механизма подъема стрелы, с;

а - угол наклона трактора с подъемником, град.

 

Выбор гидроцилиндра для основной стрелы Схема к определению усилия на штоке

Определим ход поршня.

Ориентируясь на параметры механизмов подъема сельскохозяйственных погрузчиков, примем r = 710 мм:

 

a=arccos(H₀/R)                                                                     (3.2)

 

где Но - расстояние от земли до точки соединения основной стрелы с платформой;

R - длина стрелы основной и передней вместе.

 

 

Расстояние между опорами гидроцилиндра при полностью втянутом штоке:

 

                    (3.3)

 

При подъеме груза на заданную высоту угол поворота стрелы равен:

 

                                                   (3.4)

В этом случае расстояние между опорами цилиндра должно быть:

 

                 (3.5)

 

Ход штока цилиндра будет равен:

 

                                                       (3.6)

 

Определение диаметра цилиндра. Из уравнения моментов:

 

                                                           (3.7)

при

                                               (3.8)

 

Находим выражение для усиления на штоке:

 

                              (3.9)

 

Принимая рабочее давление в гидросистеме трактора р=10 Мпа и коэффициент запаса по усилию на штоке k=1, 1 находим диаметр цилиндра

 

                                               (3.10)

 

Исходя из конструктивных соображений возьмем два цилиндра, поэтому диаметр одного цилиндра будет равен:

 

                                                             (3.11)

 

По полученным данным выбираем гидроцилиндр l_min=940 мм,

 

l_max=1570 мм, D = 75 мм.

 

Для того чтобы цилиндр поднял стрелу на заданную высоту расстояние г нужно взять исходя из условия.

 

                                                                             (3.12)

                                                                           (3.13)

                                                                              (3.14)

                                                                             (3.15)

 

 

Для того чтобы цилиндр опустил стрелу на заданную величину, его длина должна быть:

 

 (3.16)

 

За счет перемещения упора гидроцилиндра по штоку на 60 мм, достигаем это условие.

 

Выбор гидроцилиндра для передней стрелы -

Определим усилие на шток цилиндра исходя из уравнения моментов:

 

                                                                         (3.17)

                                                (3.18)

 

Найдем диаметр цилиндра:

 

                                                   (3.19)

 

По полученным данным выбираем гидроцилиндр

 

D = 110 мм, l_ш=250мм, l_min=560 мм, l_max=810 мм.

 

Точку опоры гидроцилиндра определяем исходя из условия, что передняя и основная стрелы должны находиться на прямой линии при полностью вытянутом штоке.

Расчет стрелы

 

Определим силу F из уравнения моментов:

 

                                                                               (3.20)

                                                                              (3.21)

 

Определим реакцию опоры:

 

                                                   (3.22)

 

Построим эпюру изгибающих моментов. Выбираем сечение стрелы из условия:

 

                                                                                     (3.24)

 

где W - момент сопротивления сечения;

М - крутящий момент;

[s] - наибольшее нормальное напряжение.

Возьмем материал Ст6, sп4=650 Н/мм, запас прочности n = 1, 5. Наибольшее нормальное напряжение будет:

 

[s]=s_п4/1, 5

[s]=650/1, 5 = 433 Н/мм².

 

Найдем момент сопротивления сечения:

 

W=25192860/433=58182 мм2.

 

Из таблицы сортамента выбираем необходимое сечение: труба квадратная 100х100х8 (ГОСТ 8639-57). Проверим:

 

[s]=25192860/83700=301 Н/мм < [s].

Переднюю и основную стрелу изготовим из одинакового материала.

 

Определение диаметра болта

 

Для соединения стрелы с платформой определим диаметр болта. Определим горизонтальную составляющую силы Fш.

 

F_r=F× tga,                                                                                    (3.25)

 

где

 

tga=r/h                                                                                      (3.26)

 

Отсюда

 

F=r/h× F                                                                                      (3.27)

F=963/710× 36940=50103H.

 

Общая реакция опоры А:

 

                                         (3.28)

 

Возьмем материал болта Ст6, s_т=360 Н/мм², sт=220 Н/мм³. В данном случае болт будет работать на срез и на смятие. Предел прочности на срез и смятие:

 

[s_ср] = s_т× 0, 8 = 220× 0, 8 = 176 Н/мм²,

[s_см] = s_т× 0, 2 = 360× 0, 2 = 72 Н/мм²

Определим диаметр болта [24]:

 

                                                      (3.29)

d=R_об/([s_см× l),                                                                       (3.30)

d=56251/(72× 110)=7, 1 мм.

 

Возьмем диаметр болта равный d = 15 мм.

Проверим:

 

t_cp=R_об/((2p× d²)/4)                                                                          (3.31)

t_ср=56521/((2*3.14*15**2)/4)=160 Н/мм2< [t_cp]

s_cм=R_об/(d× l)                                                                               (3.32)

s_см=56521/(15× 110)=34 Н/мм2

 

В двух вертикальных стойках и в основной стреле сверлится отверстие диаметром 25 мм, и в эти отверстия запрессовываются втулки с наружным диаметром 25 мм и внутренним диаметром 15 мм.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: