Расчет толкающих брусьев бульдозера

Расчет толкающих брусьев бульдозера.

Бульдозер представляет собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор, включающее отвал с ножами (рисунок 4.10), толкающие брусья или раму с подкосами и раскосами, а также систему управления.

Современные бульдозеры являются конструктивно подобными машинами, базовые тракторы и навесное оборудование которых широко унифи­цированы (таблица 4.6.

1 — отвал бульдозера; 2 — нож; 3 — толкающий брус; 4 — раскос; 5 — упряжной шарнир; 6 — гидроцилиндр управления отвалом; 7 — тру­бопровод; 8 — золотник; 9 — предохранительный клапан; 10 — насос; 11 — фильтр; 12 -бак.

Рисунок 4.10 — Бульдозерное оборудование с системой управления.

Для проектного расчета деталей и узлов бульдозерного оборудова­ния следует определить максимальные нагрузки, возникающие во время работы машины. Выбор расчетных положений позволяет изучить характер их изменения по всему рабочему циклу (рисунок 4.11) и произвести расчет на прочность деталей и узлов машин, подверженных критическим нагружениям. При этом вертикальная и горизонтальная составляющие реакции ножа с грунтом определяются как.

где — коэффициент несущей способности грунта. (50. 60), кН/м 2 ; С =1,5-2.

— ширина нижней площадки ножа, трущейся о грунт, =1,0. 1.5 см.

Для бульдозеров с канатно-блочной системой управления необходи­мо, чтобы вес рабочего оборудования обеспечивал заглубление ножа в грунт. Величина может быть определена из условия равновесия си­стемы относительно точки 0 (рисунок 4.11.

Силу сопротивления копанию представляют ее горизонтальная и вертикальная составляющие. При этом для расчетов толкающих брусьев и отвала бульдозера предполагается, что точка приложения этих сил находится на высоте.

Максимальное значение силы может рассматриваться как сумма статической силы . соответствующей условию буксования движителя, и динамической силы , зависящей от инерции масс жесткости пре­пятствия и элементов конструкции.

где — коэффициент динамичности, =1.5. 2,5.

— коэффициент сцепления движителя с грунтом, = 0,8. 1.

При заглублении отвала в грунт сила ( ) на штоке гидроцилиндра должна быть достаточной для преодоления сопротивления грунта . Зна­чение силы ( ) определяется из условия равновесия системы относи­тельно задней опорной точки гусениц В.

Рисунок 4.11 — Схема сил, действующих в элементах рабочего оборудования бульдозера.

а — круглое сечение; б — сечение из швеллера и пластины; в — сечение из двух неравнополочных уголков; г — сечение из четырех неравнополочных уголков, сваренных угловой сваркой; д — сечение из двух швел­леров; е – сечение, составленное из пластин, усиленное накладками.

Рисунок 4 . 12 — Варианты возможных сечений толкающих брусьев бульдозеров.

Рисунок 4.13 — Схема сил, действующих в сечении толкающего бруса бульдозера.

Значение реакций в упряжных шарнирах определяется из условия равновесия сил, действующих на рабочее оборудование. Так, при усло­вии . Аналогично определяется реакция.

Одной из основных задач при расчете толкающих брусьев является выбор их сечения в месте наибольшего нагружения (точка креп­ления подкосов и раскосов) различные модификации (рисунок 4.11.

В каждом варианте рассматриваемых сечений действуют следующие нагрузки (рисунок 4.13.

изгибающий момент в плоскости Х0Z.

изгибающий момент в плоскости ХОY.

где — расстояние от упряжного шарнира до опасного сечения.

— величина смещения продольной оси сечения бруса от оси кре­пления упряжного шарнира.

Уравнением прочности рассматриваемого сечения является.

где — допускаемые напряжения в сечении, мПа.

— момент сопротивления сечения относительно оси Z.

— момент сопротивления сечения относительно оси Y.

— площадь поперечного сечения толкающего бруса.

После выбора размеров сечения бруса, удовлетворяющих условию прочности, проектант должен выбрать тот исходный материал, который имеет минимальный вес, меньшую стоимость проката и наилучшую техно­логичность при изготовлении конструкции.