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

ПО “Белорусский автомобильный завод”

Утверждаю

Главный конструктор ПО “БелАЗ”

_______________  

“____” _____________  2002 г.

РАСЧЕТ № 816

Рулевой трапеции карьерного самосвала БелАЗ-7516

грузоподъемностью 135 т.

Нач. КБ рулевых управлений

Инженер-конструктор I кат.

Жодино  2002

1. Кинематический расчет рулевой трапеции

Для обеспечения поворота автомобиля без бокового скольжения управляемых колес, необходимо, чтобы действительный угол поворота наружного колеса был наиболее близок к теоретическому.

φ              

Θ

Рис. 1. Схема поворота автомобиля.

φ – угол поворота внутреннего колеса,

Θ – угол поворота наружного колеса,

О – центр поворота автомобиля,

Р – расстояние между центрами поворота колес,

L – колесная база, е – плечо обкатки.

Теоретический угол поворота наружного колеса:

,   .

φ₁                                                     

φ₂

φ

λ

Рис. 2. Схема для расчета действительных углов поворота рулевой трапеции.

Для расчета действительного угла поворота наружного колеса используются формулы (см. рис. 2):

;

;

;

.

Исходные данные для расчета:

колесная база: L=5600 мм;

расстояние между центрами поворота колес: Р=3900 мм;

плечо обкатки: е=600 мм.

В результате проведенных расчетов (см. табл. 1) были выбраны следующие оптимальные параметры рулевой трапеции:

длина рычага: r=650 мм;

угол наклона рычага: λ=23°, при этом средняя разность между   теоретическим и действительным углами поворота наружного колеса составила 0.488º.

                            Таблица 1.

2. Расчет цилиндров поворота карьерного самосвала БелАЗ-7516.

Расчет проводится с целью определения геометрических параметров, а также прочностных характеристик цилиндров поворота.

2.1 Момент, необходимый для поворота управляемых колес на месте, теоретический по формуле Таборека:

, где:

G=767.1 кН – нагрузка на управляемую ось груженого самосвала,

е=0.6 м – радиус поворота колеса (плечо обкатки),

В=0.8 м – ширина отпечатка шины на дороге,

μ=0.8 – коэффициент трения о дорожное покрытие.

2.2 Работа, необходимая для совершения поворота управляемых колес из одного крайнего положения в другое, теоретическая:

 где

φ = 70º - полный угол поворота управляемых колес.

2.3  Работа, совершаемая цилиндрами для поворота управляемых колес

 где

η_тр=0.92 – к.п.д. рулевой трапеции, учитывающий трение в шарнирах и шкворне поворотного кулака

2.4  Объем цилиндров поворота, обеспечивающий выполнение работы для поворота управляемых колес:

 где

P=15000 кПа – давление в цилиндрах поворота;

η_тр=0.95 – к.п.д. цилиндров поворота;

2.5    Ход штока цилиндра поворота, минимально необходимый

, где

D = 0.14 м – выбранный диаметр цилиндра поворота,

D = 0.07 м – выбранный диаметр штока цилиндра поворота,

2.6  Напряжения в корпусе цилиндра поворота

, где

P_max = 16.5 МПа – максимальное давление в гидросистеме рулевого     управления,

δ = 0,0115 м – толщина стенки корпуса,

2.7  Запас прочности для корпуса цилиндра поворота

, где

σ = 540 МПа

2.8   Запас прочности цилиндра по сварным швам

n _с.ш. = nּk _с.ш.

k _с.ш. = 0.9 – коэффициент прочности сварных швов

n _с.ш = 5.4ּ0.9 = 4.86

2.9  Максимальная сила, развиваемая цилиндром поворота

2.10  Критическая сила для условного цилиндра постоянного сечения

, где

E = 2.1ּ10⁵ МПа – модуль упругости;

 - момент инерции цилиндра;

D_н  = 0.163 м – наружный диаметр цилиндра;

l = 1.323 м – полная длина цилиндра с выдвинутым штоком;

2.11  Запас устойчивости цилиндра

, где

ξ = 0.125 – для цилиндра поворота с принятыми геометрическими параметрами

2.12  Результаты поверочного расчета представлены в таблицах 2 и 3, на графиках рис. 4 и 5.