Неизвестные внешние реактивные силы R , R и P могут быть найдены из уравнений статики (SX = 0; SY = 0; SMА = 0) согласно расчётной схеме (рис. 3.5, а):
R1 = Ga /[l + m (tg a c - h)];
R2 = G – Ga (l + tg a m)/[l + m (tg a c - h)];
P = Ga /[(1/m + tg c - h) cos a ].
Силы, действующие непосредственно на раму, определяют из условия равновесия тягача (рис. 3.3, б). Влияние скрепера заменяется реакциями RЕ, RК и FК, действующими на тягач в седельном устройстве.
Из уравнений SMЕ = 0; SMК = 0; SY = 0 получаем:
RЕ = [Gт (a1 +a2 ) – R1 (m h1 +a1 )] / h2 ;
RК = [R1 m (h1 + h2) + R1 a1 – Gт (a1 + a1 )] / h2 ;
FК = Gт – R1 , где Gт - вес тягача.
Силы в механизме подъёма ковша Рц могут быть найдены из рассмотрения равновесия коша (см. рис. 3.5, а).
3.2.2. Стрела экскаватора
При работе экскаватора на рабочее оборудование (стрела, рукоять, ковш) действуют нагрузки как в вертикальной (рис. 3.6, а), так и в горизонтальной (рис. 3.6, б) плоскостях.
В общем случае сила сопротивления копанию Р направлена произвольно. На рис. 3.6, а показана схема нагружения характерная для копания. В задании для расчета предложена схема, имеющая место при заглублении ковша в грунт, причем происходит упор ковша в непреодолимое препятствие. При этом сила Р достигает своей максимальной величины, зависящей от усилия, развиваемого гидроцилиндром рукояти Rp в момент срабатывания защиты (определяется заданием). Принято, что сила Р действует в плоскости симметрии рабочего оборудования. Она может быть определена из рассмотрения равновесия система ковш-рукоять (рис. 3.6, в)
P = (b3 Rp + b2 Gp + b1 Gк) / b4 , где Gp и Gк – силы тяжести соответственно рукояти и ковша.
Силы тяжести рукояти и ковша на данной стадии расчета неизвестны, их принимают по аналогии с существующими конструкциями. Если их определение вызывает трудности, то при данной схеме нагружения (рис. 3.6, в) они могут не учитываться, так как такое упрощение идет в запас прочности. При расчете стрелы сила тяжести стрелы Gc должна быть учтена. Удельный вес, приходящийся на один метр длины стрелы, может быть принят в диапазоне 0,5…3 кН/м (большие значения соответсвуют большей длине).
Реакцию Rв в шарнире В может быть найдена из равновесия системы ковш-рукоять.
Боковая сила Fb определяется заданием. Она не только будет создавать поперечные усилия в стреле в горизонтальной плоскости, но и скручивать ее, то есть создавать крутящий момент Мкр относительно оси стрелы равный
Мкр = Fb hb , где hb – плечо действия боковой силы относительно центра тяжести рассматриваемого сечения стрелы.
4. Выбор материала и основные методы прочностного расчета
4.1. Материалы для металлических конструкций машин
Проектируемая конструкция должна наилучшим образом соответствовать назначению машины, обеспечивать возможность ее эксплуатации в заданном районе, а также иметь минимально возможную массу и стоимость изготовления. Исходя из этого, материал, из которого она будет изготовлена, должен обладать высокой конструкционной прочностью, способностью хорошо обрабатываться (свариваться, резаться, гнуться и т.д.), при этом иметь невысокую стоимость.
Климат России характеризуется исключительно большим разнообразием. При этом более 50% территории страны относится к климатической зоне с холодным климатом (со среднегодовой температурой января ниже – 200). Большинство же грузоподъемных и строительных машин работают в зоне с умеренным климатом (средняя из ежегодных максимумов температура воздуха равна или ниже +400, а средняя из ежегодных минимумов воздуха равна или выше – 450).
Под действием низких температур металлы, как и многие материалы, изменяют свои физические свойства. С понижением температуры у большинства металлов наблюдается повышение предела прочности при растяжении sВ (до некоторой температуры, после которой начинается его резкое снижение), предела текучести sТ, но при этом происходит снижение пластичности (характеризуется относительным удлинением e, %) и ударной вязкости (характеризуется удельной работой разрушения a, Дж/см2). Это связано со снижением подвижности дислокаций в кристаллах металла (охрупчивание).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.