Другие предметы \ Проектирование стартовых комплексов

Разработка системы подъема транспортно-пускового контейнера, страница 4

15. Гидропривод герметичен и не нуждается в смазке.

Наряду с положительными качествами гидропривод имеет и ряд недостатков, к которым относятся следующие факторы:

1. Чрезвычайно высокая стоимость, связанная с

1.1 Сложностью;

1.2 Высокими требованиями по точности изготовления;

1.3 Малым объемом производства;

2. Неоднозначность характеристик КПД у приводов с различным регулированием;

3. Изменение характеристик связанных с износом;

Невозможность ремонта в полевых условиях.

Все выше перечисленное склоняет к выбору гидравлического привода. Эта схема выбрана исходя из массы поднимаемого груза (механическая система будет работать при очень больших напряжениях в зоне контакта, если не использовать специальных разгружающих устройств, а их задействование усложняет конструкцию делая ее менее надежной) и безопасности эксплуатации данной системы.

Энергия на подъем находится в баллонах со сжатым газом, который закачивается в них от небольшого компрессора, который поддерживает постоянное значение давления в воздушном аккумуляторе давления. Преимущество этой схемы в том, что не требуется большая мощность приводного мотора компрессора, так как используется аккумулированная энергия и график давления в вытеснительной камере гидроцилиндра будет ближе подходить к графику равновесного давления. Баллоны со сжатым газом располагаются в свободном пространстве системы для обеспечения более рационального использования места в приводе подъема. Масса самих баллонов меньше чем масса закачанного в них газа, так как использованы взрывобезопасные баллоны из армидных волокон, полученные намоткой и футерованные алюминием. Во избежание проблем со смазкой и уплотнениями силового гидроцилиндра выбрана не чисто пневматическая схема, а пневмо-гидравлическая, когда энергия сжатого газа преобразуется в поступательное движение поршня вытеснителя, который через жидкость приводит в движение основной гидроцилиндр. Надежность такой системы достаточна для обеспечения надежности комплекса в целом, так как такие системы хорошо отработаны и часто применяются.

2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОГО ТРЕУГОЛЬНИКА

Рис. 3.1.Установка

Таблица исходных данных

m_п*, кг*	D_р*, м*	L_р*, м*	x_р*, м*
90000	2,5	32	18

m_п– масса поднимаемого груза вместе со стрелой;

D_тпк - диаметр ТПК;

L_тпк– длина ТПК;

x_р - центр тяжести ракеты;

При выборе параметров силового треугольника следует руководствоваться рядом принципов:

1. Количество степеней гидроцилиндра не должно превышать 4.

2. Отношение максимального плеча к начальному не должно превышать 1,3.

3.1. Подбор размеров силового треугольника

Рис. 3.2. Силовой треугольник.

Варьируя параметры с и а, добьемся выполнения обоих ограничений, тогда а = 7,86 м, с =11,14 м, а остальные параметры рассчитываются так:

𝜑 – угол подъёма ТПК;

L₀ – длина гидроцилиндра в сложенном состоянии;

L_k – длина гидроцилиндра в выдвинутом состоянии;

χ – ход гидроцилиндра;

– максимальный ход гидроцилиндра;

h – плечо приложения силы;

Рис. 3.3. График хода гидроцилиндра в зависимости от угла 𝜑.

Рис.3.4. График изменения плеча гидроцилиндра в зависимости от угла 𝜑.

4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ

4.1. Определение наветренной площади

Исходными данными для определения наветренной площади и точек приложения силы ветра будут геометрические размеры контейнера и рамы установки. В зависимости от высоты меняется коэффициент учитывающий ветровую нагрузку, в пределах 10 м его можно считать постоянным (интегральным), разобьем все на участки.

Первый участок h<10 м:

υ₁ = 5,710593, υ₂ = 14,03624; R₁ = 30,14963; r₁ = 2,061553;

Второй участок: 10<h<20:

Третий участок: 20<h<30:

Четвертый участок: h>30:

Где, - это угол между горизонталью проходящей через ось цапф и отрезком, соединяющим ось цапф с точкой А;

- это угол между горизонталью проходящей через ось цапф и отрезком, соединяющим ось цапф с точкой В;

– расстояние от земли до оси цапф;

– проекция контейнера на вертикальную ось;

– высота верхней точки контейнера;

– высота центра давления i-го участка;

– это текущий угол подъема контейнера.

4.2. Расчет ветровой нагрузки

1) Расчет скоростного напора:

= 1,29 кг/м³ – плотность воздуха при температуре 0°С;

V_p=20 м/с – скорость ветра;

2) Расчет статической ветровой нагрузки:

C_j =0,7– аэродинамический коэффициент, зависящий от формы конструкции;

K_j – коэффициент увеличения скоростного напора по высоте:

▪ H≤10 м K = 1;

▪ 10<H ≤20 м K = 1,22;

▪ 20<H ≤ 30 м K = 1,37 ;

▪ 30<H < 40 м K = 1,48;

F_j – наветренная площадь (см. п. 2.2);

3) Расчет пульсирующей нагрузки:

t_β =1,5– число стандартов нормального распределения, соответствующих заданной вероятности нагрузки. Зависит от вида нагрузки, от суммарного времени эксплуатации агрегата;

A=0,8 – коэффициент масштаба конструкции;

m_j – коэффициент вариации скоростного напора (зависит от высоты ):

▪ H ≤10 м m = 0,33;

▪ 10<H ≤ 20 м m = 0,272;

▪ 20<H ≤ 30 м m = 0,256;

▪ 30<H < 40 м m = 0,246;

4) Расчет инерциальной составляющей ветровой нагрузки:

B=0,21 – спектральный коэффициент. Зависит от скорости набегающего потока и от собственной частоты колебаний;

𝛾=0,01 – коэффициент затухания;

υ=0,63 – коэффициент, учитывающий несинхронность ветрового потока. Зависит от длины конструкции, скорости набегающего потока и частоты собственных колебаний;

5) Суммарная сила: