Автогрейдер ДЗ-122 с дополнительным оборудованием для профилировки откосов (стр. 4 из 7)
Рис.7 Схема сил, действующих на автогрейдер во втором расчётном положении
Возникающие вертикальные реакции на задний и передний мосты обозначены соответственно через Z2 и Z1. Эти реакции с учётом динамической нагрузки определяют из уравнений моментов, составляемых относительно точек О2 и О3:
где G1 и G2 – соответственно силы тяжести, приходящиеся на передний и задний мосты (
)Размеры а1 = 0,5м; с’ = 0,87м; l1 = 2,6м; l2 = 3,2м; n’ = 0,9м снимаем с чертежа.
Остальные неизвестные силы определяем, составляя следующие уравнения равновесия:
∑X = 0: X2п + X2л + Ри – Рx = 0;
∑Y = 0: Y1 – Py – Y2 = 0;
Принимая
X2п = X2л
, Y1 = Z1Θmaxполучаем:
Z2Θmax + Ри – Рx = 0
Z1Θmax - Y2 - Py = 0
Решая эти уравнения относительно неизвестных членов, находим
Py = Z1Θmax - Y2 = 41,1 . 0,85 – 7,7 = 27,2кН
Рx = Z2Θmax + Ри = 64,2 . 0,85 + 34 = 87,9кН
X2п = X2л
Y1 = Z1Θmax = 41,1 . 0,85 = 34,9кН
В момент внезапной встречи с жёстким препятствием ведущие колёса автогрейдера, начинают полностью пробуксовывать, развивая суммарную силу тяги Х2
X2 = X2п + X2л = 27,3 +27,3 = 54,6кН
Рис.8 схема сил, действующих на шаровой шарнир тяговой рамыво втором расчётном положении
Пользуясь приведённой на рис.8 для второго расчётного положения схемой сил, действующих на шаровой шарнир тяговой рамы, определяем возникающие в этом шарнире усилия Х4, Y4, Z4:
∑X = 0: Х4 – Рx = 0, Х4 = Рx = 87,9кН
, 
, 
Рис.9 Схема нагружения основной рамы во втором расчётном положении
Схема нагружения основной рамы во втором расчётном положении на рис.9. Точка Е на схеме обозначена условная точка приложения динамической нагрузки от масс, приходящихся на задние мосты. Координаты К для точки Е определяются из соотношения:
Точкой приложения суммарной силы тяги Х2 и реакции Z2 показана средняя точка О2 условной оси задних мостов. В такой же средней точке О1 оси переднего моста приложены реакция и динамическая нагрузка от масс, приходящихся на передний мост.
Слева от сечения I-I (со стороны заднего моста):
Справа от сечения I-I (со стороны переднего моста):
Площадь и моменты инерции прямоугольного поперечного сечения составляют:
; 
; 
Допускаемое напряжение [σ] = 541,7МПа
Профиль бруса выбираем с соответствующим первому расчётному положению. Зная геометрические размеры сечения и его форму можно подсчитать возникающие в нём максимальные напряжения:
где σсум – суммарное напряжение от изгиба и растяжения-сжатия
τ – напряжение от кручения
где Мив, Миг – суммарные изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях
Р – сжимающее усилие, кН
Мкр – суммарный крутящий момент, действующий на расчётное положение
Wy, Wz, Wp, F – моменты сопротивления сечения изгибу и кручению и площадь этого сечения
Возникающие в опасном сечении I-I основной рамы напряжения от воздействия на него силовых факторов, действующих слева и справа от сечения, подсчитывают раздельно и принимают в расчёт наибольшее.
Для сечения I-I (со стороны заднего моста):
Тогда максимальное напряжение для сечения I-I со стороны заднего моста:
Для сечения I-I (со стороны переднего моста):
Тогда максимальное напряжение для сечения I-I со стороны переднего моста:
Условие выполняется с большим запасом.
Расчёт тяговой рамы
При расчёте тяговой рамы для расчётного положения принимаю, что на неё действуют максимальные нагрузки, возникающие в условиях нормальной эксплуатации. При этом сочетание возможных нагрузок выбирается таким, чтобы тяговая рама находилась в наиболее благоприятных условиях. Такие условия возникают, если нож отвала автогрейдера в процессе резания встречает поверхностный слой более плотного грунта или под плотным слоем оказывается более рыхлый.
рис.10
При этом реакция грунта Z на площадку затупления ножа О оказывается меньше, чем составляющая Рв от силы Р, действующей по нормали к ножу (рис.10). В силу этого суммарная сила Р’z действует вниз, вызывая самозатягивание отвала в грунт. Ведущие колёса автогрейдера находятся на пределе полного буксования.
Схема нагружения автогрейдера при расчёте тяговой рамы показана на рис.11. На конце режущей кромки О ножа отвала действуют усилия Рx, Рy, Рz. Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на прочность тяговой рамы оказывают усилия Рx и Рz. Поэтому рассматриваем случай, когда автогрейдер находится на горизонтальной площадке, так как при этом указанные усилия достигают максимальных величин. В условных точках О’2 и О’’2 задних мостов действуют вертикальные реакции Z2п и Z2л и силы тяги X2п и X2л. Кроме того, на задних мостах за счёт упора боковых поверхностей шин в грунт возникает боковая реакция Y2 (на создание её усилий сцепление не расходуется). Передним мостом воспринимается боковая реакция Y1 по пределу сцепления. В точках О’1 и О’’1 действуют реакции Z1п и Z1л в центре тяжести автогрейдера сосредотачивается сила его веса G и равнодействующая инерционных сил Ри подсчитываемая по формуле:
где КД = 1,5 – коэффициент динамичности, принимаемый для первого
расчётного положения
Θmax = 0,85 –максимальный коэффициент использования сцепного веса
G2 = 76,2кН – сила тяжести автогрейдера, приходящаяся на задний мост
Рис.11 Схема сил для расчёта тяговой рамы
Составляя уравнения равновесия, получаем выражение для определения неизвестных сил:
∑X = 0:
после подстановки значения Рх получаем:
Реакцию Z2л находим из уравнения: