Разработка системы подъема транспортно-пускового контейнера, страница 6

Безразмерный коэффициент демпфирования материала промежуточного силового элемента γ_г=0,2.

5.3. Параметры стрелы

Суммарная масса стрелы m_c=6 т.

Материал стрелы – сталь.

Изменение погонной массы и момента инерции сечения по длине стрелы:

Высота центра масс недеформированной стрелы относительно оси цапф h_cc=-0,15 м.

Высота верхней опоры гидроцилиндра относительно оси цапф стрелы h_в=0,4 м.

Высота оси цапф относительно нижней опоры гидроцилиндра h_a=2,0 м.

Модуль продольной упругости материала стрелы Е_с=2·10¹¹ Па.

Безразмерный коэффициент демпфирования материала стрелы γ_с=0,026.

Жесткость верхнего силового элемента крепления гидроцилиндра к стреле в направлении, перпендикулярном нейтральной оси стрелы, с_Bw=7, 5·10⁸ Н/м.

Жесткость верхнего силового элемента крепления гидроцилиндра к стреле в направлении нейтральной оси стрелы, с_Bx=3,0·10⁸ Н/м.

Координаты и жесткости узлов крепления промежуточного силового элемента к стреле:

xскi, м	2,0	12,0	22,0	28,0
сскi/10-7, Н/м	3,0	3,0	3,0	3,0

5.4. Параметры рамы и опор грузоподъемной установки

На установке используются две пары гидравлических опор.

Коэффициенты жесткости опор (включая местную жесткость рамы на поперечное сжатие) k_опi=2,926·10⁸ Н/м.

Массы опор, включая массы выдвижных частей в гидравлических опорах и половину массы механизма винтовых опор m_опi=300 кг.

Размеры подошвы опоры b_1i­×b_2i=0,6×0,9 м.

Координаты опор грузоподъемной установки относительно оси цапф стрелы: z_{оп 1}=1,764 м, z_{оп 2}=18,0 м.

Суммарная масса машины (без стрелы, промежуточного силового элемента, груза, гидроцилиндра и опор) m_p=80 т.

Материал рамы грузоподъемной машины – сталь.

Изменение погонной массы и момента инерции сечения по длине рамы грузоподъемной машины:

Модуль продольной упругости материала рамы E_p=2·10¹¹ Па.

Безразмерный коэффициент демпфирования рамы γ_р=0,026.

Коэффициент приведенной вертикальной жесткости передней опоры стрелы с учетом местной жесткости рамы на поперечное сжатие от действия силы со стороны передней опоры стрелы с_с=3,344·10⁸ Н/м.

Горизонтальная координата передней опоры стрелы z_c=19,3 м.

Коэффициент приведенной жесткости нижней опоры гидроцилиндра на вертикальное усилие со стороны гидроцилиндра с учетом местной вертикальной жесткости рамы с_Аy=3,34·10⁸ H/м.

Коэффициент приведенной жесткости нижней опоры на горизонтальное усилие со стороны гидроцилиндра с учетом местной жесткости рамы и продольной жесткости участка рамы от нижней опоры гидроцилиндра A до оси цапф O с_Аz=1,672·10⁸ H/м.

Горизонтальная координата опоры гидроцилиндра на раме z_А=7,86 м.

5.5. Прочие исходные данные

Время подъема груза в вертикальное положение (с момента начала горения заряда воспламенителя) – при нормальной температуре – не более t_под=25 с.

В гидросистеме грузоподъемной установки используется масло АМГ-10. При температуре 20^◦ и атмосферном давлении это масло имеет плотность ρ_0ж=850 кг/м³, кинематическую вязкость ν=2·10^-5 м²/с (динамическая вязкость µ=1,7·10^-2 кг/м/с) и изотермический модуль объемного сжатия К_∞ж1=1250·10⁶ Па. Более подробные характеристики вязкости и сжимаемости масла см. в файле oil.txt. Предельное давление в газовых и гидравлических полостях [р₂]=280·10⁵ Па. Давление наддува бака, в который сливается жидкость из камеры противодавления, р_бак=3·10⁵ Па.

Грузоподъемная система должна работать при температурах                   -40°…+40°. Грузоподъемная установка должна осуществлять подъем груза на бетонных и грунтовых площадках. В качестве расчетного случая будем рассматривать работу на супесчаном грунте с коэффициентом пористости 0,6.

5.6. Определение параметров стрелы, промежуточного силового

элемента  и груза

Координата центра масс груза:

Момент инерции груза относительно его центра масс:

Координата центра масс промежуточного силового элемента:

Момент инерции промежуточного силового элемента относительно его центра масс:

Координата центра масс стрелы:

Момент инерции стрелы относительно оси цапф:

Разность вертикальных координат нейтральной оси недеформированной стрелы в плоскости передней опоры стрелы и в плоскости оси цапф: Δy_Cc=0.

5.7. Определение параметров гидроцилиндра и вытеснителя

Число ступеней гидроцилиндра:

Будем полагать, что клапанная коробка расположена в корпусе гидроцилиндра (такое расположение  повышает безопасность системы при обрыве трубопровода). Также примем l₁=0,55 м – расстояние от нижней оси крепления гидроцилиндра до нижних торцов цилиндров. l₂=0,15 м  – длина нижней, нерабочей части гидроцилиндров, в которой располагается пыльник, направляющая втулка, канавки под уплотнения. l₃=0,12 м  – длина верхней, нерабочей части гидроцилиндров, в которой располагаются канавки под уплотнения. l₄=0,17 м – расстояние от верхней оси крепления гидроцилиндра до верхнего его торца.

Длина гидроцилиндра в полностью сжатом состоянии L₀=4,064 м.

Ход выдвижения одной ступени Δξ_i=2,864 м.

Начальный угол наклона оси гидроцилиндра :

Наружный диаметр второй ступени гидроцилиндра:

k_р=1,07 – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводе, силу трения и инерции.

[р₂]=200·10⁵ Па – величина номинального давления в гидросистеме.

Примем зазор между внутренним диаметром первой ступени и наружным диаметром второй ступени равным 10 мм.

Внутренний диаметр первой ступени: D_ГЦ1=D_ГЦн2+2·0,01 =0,452 м.

Толщина стенки цилиндра первой (наружной) ступени:

Здесь p₀=10⁵ Па – атмосферное давление.

k_зап=2 – коэффициент запаса.

Наружный диаметр первой ступени:  D_ГЦн1=D_ГЦ1+2·δ_ГЦ1=0,49 м.

Аналогично определяем толщину стенки цилиндра второй и третьей ступени:

Внутренний диаметр второй ступени:D_ГЦ2=D_ГЦн2-2·δ_ГЦ2=0,396 м.

Примем зазор между внутренним диаметром второй ступени и наружным диаметром третьей ступени равным 10 мм.