Рулевой трапеции карьерного самосвала БелАЗ-7516 грузоподъемностью 135 тонн (Расчет № 816), страница 3

Таблица 3 Ф° P, МПа Робр,Мпа 0 14,50961 14,50961 5 14,42236 14,48837 10 14,41985 14,54743 15 14,48765 14,67203 20 14,61314 14,84827 25 14,78484 15,06239 30 14,99262 15,30096 35 15,22896 15,5523 40 15,49156 15,80945 42 15,60517 15,91409

Рис. 5

3. Прочностной расчет деталей рулевой трапеции

Прочностной расчет деталей рулевой трапеции проводится по максимально возможным нагрузкам – при повороте управляемых колес на месте (см. п. 2) и при повороте колес при одновременном их торможении. Момент тормозной силы относительно шкворня (для одного колеса):

, где

М_τ=348.7 кН·м – максимальный тормозной момент, обеспечиваемый тормозом,

е=600 мм – плечо обкатки,

r_о=1457 мм – радиус качения колеса.

.

Момент, создаваемый тормозной силой на одном колесе больше, чем суммарный момент сопротивления повороту, т.о. прочностной расчет проводится по этому моменту.

3.1. Расчет шпилек крепления рычага к кулаку

Для крепления рычага к кулаку используются шпильки с резьбой М36х2, изготовленные из стали 40Х, термообработка – улучшение. Расчет шпилек проводится из условия действия максимальной тормозной силы, действующей на рычаг. Шпильки  установлены без зазора и сила затяжки в стыке рычаг-кулак не учитывается (см. рис. 6).

Рис. 6. Силы, действующие на шпильки крепления рычага

3.1.1  Расчетная нагрузка на шпильку:

, где

R_P – сила реакции на сдвигающую силу,

R_Q – сила реакции на крутящий момент.

3.1.2  Усилие в тяге рулевой трапеции:

.

3.1.3  Реакция шпильки на сдвигающую силу:

, где

Р – усилие в тяге рулевой трапеции при торможении,

z =9 – количество шпилек.

.

3.1.4  Нагрузки от момента распределяются по шпилькам пропорционально их деформациям при сдвиге деталей, которые, в свою очередь, пропорциональны расстояниям от центра тяжести стыка; направление реакций – перпендикулярно их радиусам из центра тяжести. При r₁=r₈, r₂=r₇, r₃=r₆, r₄=r₅, то R_Q1=R_Q8, R_Q2=R_Q7, R_Q3=R_Q6, R_Q4=R_Q5, уравнение моментов сил относительно центра тяжести:

при этом:

; ; ; .

Из анализа направления сил R_P и R_Q следует, что наиболее нагруженной является шпилька №1 (см. рис. 6):

.

3.1.5 Суммарная сила, действующая на шпильку №1, определяется графическим методом (см. рис. 7), R=134.28 кН.

                                                                                            R_P1

                                                         R_Q1

                                                                    R       

Рис. 7. Определение суммарной силы.

3.1.6  Площадь сечения шпильки по внутреннему диаметру резьбы:

, где

d = 32 мм

3.1.7  Напряжение в шпильке:

3.1.8  Допустимые напряжения в шпильках:

Для динамических нагрузок [τ]=0.2÷0.3σ_Т.