Разработка бульдозеров (стр. 3 из 4)

Схемы сил, действующие на нож отвала при расчёте на прочность

Расчетное положение II (см.рис.). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом гидроцилиндры развивают усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А.

Принимаем, что на кромку ножа (точка О) действуют вертикальное и горизонтальное усилия Вертикальное усилие:

, Н (21)

где:

- линейные размеры, мм.

Горизонтально усилие:

, Н (22)

где:

Расчетное положение III (см.рис.2,в). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на крайней точке(О~) отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А.

Кроме вертикального и горизонтального усилий, определяемых как и для расчетного положения П. на нож отвала действует боковое усилие:

, (24)

где: В – ширина отвала, мм.

Расчетное положение IV (см.рис.2.в) В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала, при этом развивается усилие, достаточное для опрокидывания фактора относительно точки В.

Расчетная схема положения бульдозера при опирании на кромку ножа отвала

Принимаем что на кромку ножа действует вертикальное горизонтальное усилие.

Вертикальное усилие:

, Н (25)

Горизонтальное усилие:

, Н (26)

Выбран расчетные положения и наметив расчетные условия, приступают к определению сил. действующих на машину и ее части.

На рабочее оборудование бульдозера по время работы действую; следующие силы (рис.4) : результирующая сил сопротивления копанию Ро ; сила, тяжести навесного оборудования

; сила со стороны механизма подъемного отвала 8 (усилие на штоке гидроцилиндра) ; реакция в упряжном шарнире О.

Направление действия силы Ро зависит от угла резания, от вида и состояния грунта. При угле резания 50° и заглублении на 10-.12 см сила,

приложена на высоте При нормальной работе бульдозера

однако при выявлении максимальных усилий следует принять;

Спроектирован вес силы на горизонтальную ось, можно найти горизонтальную составляющую реакции в упряжном шарнире

Вертикальная реакция К_;. найдется из уравнения равновесия относительно точки В (точки приложения силы Ро).

• линейные размеры (см.рис.4) мм.

Вертикальная составляющая сил сопротивления копанию определяется по формуле

Сила со стороны механизма подъема определяется из условия равновесия относительно точки О (см. рис.)

Схема сил действующих на бульдозер

Из уровня моментов относительно точки А (∑M_A= 0), выразим силу внедрения

(22)

Второе расчетное положение – определение условий выглубления зуба при максимальном его заглублении. В этом случае силу выглубления

, кН, рисунок 4б, определяем из условий опрокидывания рыхлителя относительно точки В.

Из уравнения моментов относительно точки В (∑М_б = 0), выразим силу выглубления

, кН:

(23)

Наибольшим является усилие выглубления,

, и поэтому расчет на прочность ведем из условия опрокидывания трактора назад.

В процессе работы рыхлителя на него также действуют динамические нагрузки, которые значительно превышают тяговые и весовые показатели машины. Учитывая динамические нагрузки усилие выглубления определяется [1]:

, (24)

где

= 1,5 – коэффициент динамичности вертикальных усилий,

Схема четырехточечной параллелограммной подвески рыхлителя и действующих на него сил для второго расчетного положения показана на рисунке.

Определим усилия, действующие в элементах подвески. Усилия, направленное вдоль элемента ДС, определяется из суммы моментов относительно точки В (∑М_в=0):

(25)

Горизонтальную составляющую усилия R_вх, действующую в элементе АВ, определяем, составив сумму моментов проекции на ось Х (∑х=0):

R_вх=R_c * cos α₁- T_max, (26)

где T_max– максамальная сила тяги, кН;

R_вх = 447,6*cos 15^о – 162,81 = 269,5 кН

Вертикальную составляющую R_ву определяет из суммы проекций всех сил на ось Y:

R_ву=R_c* sinα₁- G_po+ R_Z^B_o, (27)

R_ву= 269,5*sin 15^о – 20,1+181,2=230,8 кН.

Усилия R_o в гидроцилиндре (элемент ДВ) определяем из уравнения моментов сил действующих в узле относительно точки А (∑М_А=0):

(28)

Повторный расчет производим для случая, когда на оборудование рыхлителя действуют максимальные нагрузки. Они могут возникать в случае упора зуба рыхлителя в препятствие при максимальной глубине рыхления.

Производим проверку стойки зуба на изгиб.

Условия прочности на изгиб:

, (29)

где

- напряжение, воздействующее в стойке зуба, МПа,

[δu]-допускаемое напряжение на изгиб. Мпа,

М_и- изгибающий момент

W_x– момент сопротивления сечения.

Согласно рисунка, изгибающий момент определяется относительно точки С.

М_и= R_o*b₂ – T_max* (H+h₄) – G_po*m₁ (30)

М_и= 458500*1092-162810*(700+600)-20100*430=280386*10³ Н мм

Момент сопротивления сечения W_x, мм³, определяем по формуле:

, (31)

где b – толщина стойки, мм;

h – ширина стойки, мм:

=2535*10² ,мм³

МПа ‹ МПа

Пальцевое соединение на смятие прочно.

Основную металлоконструкцию изготавливаем из стали 15ХСНД.

Охрана труда и окружающей среды

С целью предотвращения аварий и несчастных случаев, постоянно совершенствуются конструкции машин, улучшаются условия труда оператора, разработаны специальные требования и правила безопасности, которые должен знать и выполнять оператор.

На рабочей площадке должны быть приняты меры, предотвращающие опрокидывания или сползания машины. Откосы и косогоры, на которых предстоит работать машине, не должны превышать значений, допускаемых техническим паспортом машины.

В случае расположения рабочей площадки около ЛЭП, необходимо учитывать требования электробезопасности.

Во время работы рыхлителя с заглубленными зубьями, запрещается делать повороты машины. При заднем ходе рыхлителя оборудование должно быть поднято. Во время движения запрещается становиться на подвеску рыхлительного оборудования.