Старший преподаватель Сердобов В.Б.
Кафедра Дорожно Строительные Машины
МАДИ (ГТУ)
При расчете на прочность какого-либо элемента металлоконструкции навесного оборудования составляют расчетную схему и определяют расчетные положения, при которых в рассчитываемом месте конструкции возникают максимальные напряжения или деформации. При решении такой задачи необходимо знание закона изменения величины максимально возможной нагрузки на рабочем оборудовании бульдозера в зависимости от места приложения и направления ее действия. Максимально возможная нагрузка на рабочем оборудовании определяется параметрами устройства подвода энергии к рабочему органу.
В большинстве случаев нагрузка на рабочем органе создается опорно-ходовым устройством тягача, тяговые возможности которого зависят от неравномерности распределения давления гусениц на опорную поверхность и наличия опрокидывающего и разворачивающего моментов, являющихся следствием величины, направления действия силы со стороны препятствия и места ее приложения. Кроме того, при определении максимального значения нагрузки необходимо учитывать ограничения по опрокидыванию бульдозера относительно рёбер его опорного контура и ограничение по мощности силовой установки.
Рис. 1. Схема сил, воспринимаемых гусеничным бульдозером при встрече с препятствием
В общем случае расчетная схема для определения максимальной нагрузки на рабочем органе, реализуемой движителем гусеничного бульдозера, представлена на рис.1. Здесь приняты следующие обозначения: составляющие равнодействующей силы отпора Р на тягач состороны препятствия, действующие соответственно вдоль осей X, Y, Z. где - угол между равнодействующей силой Р и опорной поверхностью тягача, - угол между проекцией равнодействующей силы Р на опорную поверхность и осью X.XP, YP, ZP -координаты точки соприкосновения препятствия с рабочим оборудованием тягача. GX, GY, GZ - проекции веса бульдозера на оси координат соответственно X, Y, Z. Оси Х иY выбранной системы координат определяют плоскость опорной поверхности тягача. При наличии уклона опорной поверхности относительно горизонта в продольном и поперечном направлениях составляющие веса бульдозера с навесным оборудованием определяются формулами: где - угол продольного уклона, т.е. угол междуосью Х и горизонтальной плоскостью; -угол поперечного уклона опорной поверхности, т.е. угол между осью Y и горизонтальной плоскостью.
Составляющая веса, перпендикулярная опорной поверхности, xG, yG, zG - координаты центра тяжести тягача снавесным оборудованием. q - нормальное давление элементарной площадки гусеничного тракана опорную поверхность. Размеры этой площадки: dx и dy, а х и у - координаты ее положения. ? - угол между радиусом r возможной траектории движения элементарной площадки относительно препятствия и осью X. - реактивная сила грунта на элементарную площадку гусеничного трака, ориентированная в направлении противоположном возможному движению ее скольжения относительно опорной поверхности при условии поворота бульдозера относительно препятствия. Направление действия силы перпендикулярно радиусу r, соединяющему точку встречи препятствия с центром элементарной площадки (рис.1). t - продольная реактивная сила от грунтана элементарную площадку гусеничного трака, вызванная натяжением опорной ветви гусеницы при движении бульдозера. Величина силы t не меняется по длине гусеницы на участках, где результирующая реактивная сила грунта на элементарную площадку гусеницы не превышает предельной величины по условию скольжения относительно опорной поверхности. Точки А, A1, В, B1 - вершины прямоугольника опорного контура бульдозера. qA, qA1, qB и qB1 - нормальное давление гусеничного трака соответственно в вершинах опорного контура бульдозера А, А1, В и В1. L и b - соответственно длина и ширина гусеницы. В - поперечная база бульдозера.
Предельное состояние тягача рассматривается при равномерном движении, поэтому силы инерции в расчетной схеме не учитываются. Учет этих сил предполагается при дальнейшем анализе максимальных нагрузок на базе динамического расчета. При встрече бульдозера с препятствием в произвольной точке и под произвольным углом в месте контакта его с конструкцией навесного оборудования возникает сила, величина которой определяется ограничениями системы двигатель - движитель - опорная поверхность. Такими ограничениями являются: предельная сила тяги, развиваемая двигателем бульдозера при движении со скоростью, соответствующей ступени коробки передач, т.е. условие достаточности мощности двигателя тягача; опрокидывание бульдозера относительно ребер АА1; ВВ1; АВ; А1В1 опорного контура гусеничного движителя; буксование гусеничного движителя по направлению проекции равнодействующей силы отпора препятствия на опорную поверхность; разворот бульдозера относительно препятствия.
|
