Назначение, устройство и работа машины ЩОМ 4М. Общий вид машины ЩОМ-4М. Общая компоновка рабочего оборудования на машине, страница 7

 Основные геометрические параметры рамы: расстояние между осями стоек b_С;  высота стоек h_С; расстояние между шарнирами крепления рычагов к раме h_Ш; расстояния от шарниров рычага до проушин крепления гидроцилиндра h_ГВ, h_ГН; максимальный  и минимальный  выход рамы относительно оси пути (рисунок 11).

        Рисунок 11 – Компоновка узлов несущей рамы.

    Общая высота рамы:

                  ,                                                 (40)

где Dh - величина, на которую увеличивают верхнюю часть рамы для размещения лебедки, Dh=270 мм.

hПЯ – высота пятника стойки, hПЯ=110мм (принято по прототипу).

    Для обеспечения прохода ленты через несущую раму, она имеет П-образную форму. Нижняя часть выполнена в виде двух стоек. Высота стоек:

                                                                                                     (41)

где  d_Л - конструктивный зазор между лентой и нижней планкой рамы, соединяющей стойки, м (0,2…0,3м).

С целью дальнейшей компоновки остова рамы, узлов и механизмов, расположенных на нем, производят предварительный выбор и проверочный расчет сечений стоек по их высоте. Каждую стойку рассматривают как консольную балку с расстоянием между опорами h_Ш и длиной консоли h_РК.

 Стойки несущих рам воспринимают нагрузку от подрезного ножа, равную F_РБ. В расчете полагают, что 2/3 F_РБ приходится на передние стойки, которые и подлежат расчету как более нагруженные. Сечение стойки – прямоугольник с наибольшей стороной по направлению действия силы [1].

Расчетная схема стойки представлена на рисунке 12. Расчет сводится к подбору сечения стойки по определенным нагрузкам на неё. В качестве материала стойки примем конструкционную сталь 09Г2С с расчетным пределом [σ]=275 МПа.

Рисунок 12 - Расчетная схема стойки и эпюра изгибающих моментов.

Из курса сопративления материалов известно:

                   ,                                    (42)      

  где М – максимальный изгибающий момент, М=504,3 кНм

WZ – момент сопративления сечения.

            ,                                          (43)     

  где  IZ – момент инерции сечения;

y – максимальная координата от оси сечения до края сечения (см.   рисунок 13).

          

  Таким образом, сечение должно иметь момент сопративления сечения .

 На рисунке 13 приведено поперечное сечение стойки несущей рамы. Подобрав момент инерции сечения (а значит определив его геометрию) мы обеспечиваем выполнение равенства (43), а значит и прочность элемента.

               Рисунок 13 – Поперечное сечение стойки.

Суммарный момент инерции сечения равен:

                                                      (44)                            

    где момент инерции элемента, составляющего поперечное сечение;

        а – координата от оси сечения до центра тяжести элемента сечения;

       А – площадь поперечного сечения элемента.

      ,                                                   (45)

где b, h – ширина и высота элемента;

В ходе экспериментального подбора были установлены геометрические размеры сечения приведенные на рисунке 13.

  

- прочность выбранного сечения  достаточна.

По принятому сечению рамы в наиболее нагруженном месте устанавливают ее ширину b_СН понизу

,                                                            (46)

где b_С – назначенное расстояние между стойками рамы, bс=1700мм;

    а – размер стойки в опасном сечении по ширине рамы, а=380мм.

Расстояние b_БШ между шарнирами по ширине рамы уточняют с учетом размеров bСН:

                                            (47)

                

Расстояние между внутренними стенками стоек:

                              ,                                (48)

            где bБ – расстояние между осями роликовой батареи;

bСЗ  - ширина ступицы звездочки (ролика), bСЗ=140мм    (принято конструктивно);