Исследование гидроцилиндра и системы домкратов для подъема транспортно-пускового контейнера в вертикальное положение

Балтийский государственный технический университет «Военмех»

им. Д.Ф. Устинова

Расчет гидроцилиндра и системы домкратов для подъема ТПК в вертикальное положение

                                                                                                           Выполнил: ст. гр. А483:      Подколзин А.С.

                                                                                                          Проверил:

                                                                                                                    Храмов Б. А.

г. Санкт-Петербург

2012 г

Таблица данных.

mр , кг	Dр, м	Lр, м	xр, м	a, м	b, м	с, м	d,м
100000	2,9	31	17	6, 17	1,65	8,92	0,3

m_р – масса ТПК;

D_р  - диаметр ТПК;

L_р – длина ТПК;

x_р - центр тяжести ТПК;

 Подбор размеров:

=3,371м

=12,393 м

O₁O₂ – характеризует длину цилиндра;

χ – ход цилиндра;

График изменения длины и плеча цилиндра в зависимости от угла α:

Определение наветренной площади.

Первый участок  Za<10 м:

H_o = 2,75 м; R₁ = 28,536 м; r₁ = 2,693 м;

Второй участок:  10<Za<20м:

Третий участок:   20<Za<30 м:

Четвертый участок:   Za>30 м:

Расчет ветровой нагрузки.

1) Расчет скоростного напора:

 = (1,16-1,58) – плотность воздуха. Примем  = 1,29;

V_p² – скорость ветра; V_p² = 20 м/с;

2) Расчет сил:

C_j – аэродинамический коэффициент; Примем C_j =0,8;

K_j – коэффициент увеличения скоростного напора ( зависит от высоты).

а) H < 10 м  K = 1;   

в) 10<H < 20 м  K = 1,22;  

с) 20<H < 30 м  K = 1,37 ;  

d) 30<H < 40 м  K = 1,48;

F_j – наветренная площадь;

3) Расчет пульсирующей нагрузки:

t_β = (1-3)– число стандартов нормального распределения, соответствующих заданной вероятности нагрузки. Зависит от вида нагрузки, от суммарного времени эксплуатации агрегата. Примем t_β =1,5.

A – коэффициент масштаба конструкции. A=0,9.

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

а) H < 10 м  m = 0,333;   

в) 10<H < 20 м  m = 0,272;  

с) 20<H < 30 м  m = 0,258;   

д) 30<H < 40 м  m = 0,246;

4)Расчет суммарной нагрузки:

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

γ – коэффициент затухания. Примем γ = 0,01;

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

5) Суммарная сила:

6) Расчет моментов.

7) Расчет суммарного момента:

Расчет момента неуравновешенности.

Q – масса ракеты;

g – ускорение свободного падения;

ρ – расстояние от оси цапф до центров масс ракеты;

M_в – ветровой момент;

M_ст – момент от весовой нагрузки;

График зависимости статического момента и момента от ветровой нагрузки от α:

Расчет параметров штока и цилиндра.

График нагрузки на шток:

Расчет минимальной площади гидроцилиндра.

P_ном – номинальное давление в гидроцилиндре. Принимаем P_ном =20 МПа.

Значения R₀, R₁, R₂, R₃ берем из графика нагрузки на шток при определенном значении угла α.

Расчет диаметра штока и его площади.

E – модуль упругости;

Y – момент инерции штока относительно точки закрепления;

μ – коэффициент заделки. Для шарнира он равен 1.

L – длина цилиндра;

P_кр = 2R₀ – критическая сила, при которой цилиндр теряет устойчивость;

Полученные значения больше минимально-допустимых, поэтому принимаем в качестве диаметров именно эти значения.

Расчет моментов и сил действующих на объект в рабочем (вертикальном) положении при скорости ветра V=20 м/с.

;

;

;

;

Муд =1.5 Мопр = 1268931 Н м ;

Откуда получаем В = 2.053 м , принимаем В = 3 м.

В транспортном положении, при скорости 30 м/с:

;

;

;

Максимальное усилие,приходящееся на домкрат = 768320,5 Н, по нему производим расчет необходимой площади :

P_max – максимальное давление в полости домкрата. Принимаем P_max = 20 Мпа.

Для основного заряда:

 ;  ;  ;  ;

Для пускового заряда :

;

;

;

;

где L - длина одной шашки ,    - суммарная площадь горения,     – площадь горения внутреннего канала,  d – диаметр отверстия,D – наружный диаметр шашки, n – число шашек, e – толщина сгоревшего слоя.

;