С момента начала опрокидывания экскаватора к перечисленным выше силам добавляются нагрузки, сопутствующие повороту экскаватора относительно ребра опрокидывания (см. рис. 1):
Рцо - центробежная сила от поворота экскаватора относительно ребра опрокидывания, линия действия которой проходит через центр тяжести элемента перпендикулярно к ребру опрокидывания;
Рио - касательная сила инерции от неравномерного движения опрокидывания экскаватора, проходящая через центр тяжести элемента перпендикулярно к центробежной силе от опрокидывания Рцо и расположенная в плоскости, перпендикулярной к ребру опрокидывания;
Ркпо - составляющая силы Кориолиса, возникающая при совмещении поворотов платформы и экскаватора при опрокидывании, проходящая через центр тяжести элемента перпендикулярно к опорной плоскости экскаватора;
Рксо и Ркро - составляющие силы Кориолиса, возникающие при совмещении поворотов стрелы и экскаватора и поворотов рукояти и экскаватора при опрокидывании, направленные через центр тяжести элемента перпендикулярно к проекции вектора относительной скорости поворота соответственно стрелы и рукояти на плоскость, перпендикулярную к ребру опрокидывания.
Численные значения всех вышеупомянутых сил определяются по известным формулам механики.
Силы тяжести всех элементов экскаватора G, угловые скорости , w угловые ускорения e и радиусы вращения r определяются из конструкторской документации.
Центробежные силы рассчитываются по формуле
Рц=G×w2×r/g , Н ,
где g - ускорение силы тяжести, м/с2.
Касательные силы инерции, действующие при торможении вращающихся элементов, определяются по формулам
Ри= G×e ×r/g , или Ри= G×w×r/(g×t) , Н,
где t- время торможения, с.
Силы Кориолиса, действующие при совмещении, например, поворотов платформы и стрелы, определяются по формуле
Pкc=G×(2×wп×Vотн×sind)/g , Н,
где wп - угловая скорость платформы, 1/с ; Vотн= wс×r - линейная относительная скорость центра тяжести рассчитываемого элемента , м/с; wс- угловая скорость стрелы, 1/c; r - расстояние от центра тяжести элемента до шарнира поворота стрелы, м; d - угол между векторами угловой скорости платформы и относительной скорости центра тяжести элемента, рад.
Определение удерживающего и опрокидывающего моментов состоит в суммировании моментов, создаваемых отдельными нагрузками, действующими на элементы экскаватора. При этом решается достаточно сложная задача определения координат точек приложения сил и плеч действующих сил до ребра опрокидывания с учетом положения платформы и рабочего оборудования, а для сил тяжести - с учетом угла наклона опорной площадки экскаватора к горизонту.
|
