Расчет присоединительного треугольника
Навесные устройства орудий, агрегатируемых с тракторами, являются пространственными конструкциями, передающими усилия трактора на раму орудия (машины).
Во время работы орудия раскос работает на поперечный и продольный изгиб, а стойки – на растяжение. При поднятом орудии раскос работает на изгиб и растяжение, стойки – на продольный изгиб от их сжатия.
При проектировании рекомендуется проводить расчет на прочность стоек присоединительного треугольника орудия в транспортном положении. В транспортном положении на орудие действует его сила тяжести Gм. Однако необходимо учитывать, что при транспортировке машин по лесным дорогам, когда трактор переезжает через неровности дороги, нередки случаи резкого подбрасывания орудия вверх с последующим падением вниз. При этом на него действуют инерционные силы, суммарная сила которых приложена в центре тяжести орудия, направлена вниз, и значение ее достигает величины, примерно равной силе тяжести орудия (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Схема к определению параметров присоединительного треугольника
1. Определяют силу Рк (в верхней тяге навески трактора), действующую на раскос (рис. 2.7):
(2.20)
где 2Gм – сила тяжести орудия с учетом инерционных сил;
ℓG – кратчайшее расстояние от линии действия силы Gм до точки D2;
ℓр – кратчайшее расстояние от линии действия силы Рк до точки D2.
2. Рассчитывают нагрузку S на каждую стойку присоединительного треугольника:
(2.21)
где α – угол между направлением силы Рк и продольной осью раскоса;
АС – длина раскоса;
ВС – часть длины раскоса между точками В и С;
ψ – угол между стойками и раскосом;
γ – половина угла между стойками навесного треугольника, определяемая
из выражения
(2.22)
где ℓ – длина оси подвеса (рис. 2.6, табл. 2.2);
BD – расстояние между точками В и D на боковой проекции орудия.
Стойки обычно изготовляют из полосной стали прямоугольного сечения.
Расчет стоек значительно упрощается, если, задавшись параметрами их сечения, вести его как проверочный.
Параметры поперечного сечения полос рекомендуется принимать в следующих пределах: толщина h = 1,5…2,5 см, ширина b = 5…8 см. Большие значения b и h принимают для орудий, агрегатируемых с тракторами класса 30 кН и выше.
3. Расчетное напряжение в каждой стойке равно
(2.23)
где F – площадь поперечного сечения полосы, см2, F = b ∙ h;
φ – коэффициент уменьшения допускаемых напряжений при продольном
изгибе, зависящий от гибкости стойки λ, определяемой из выражения
(2.24)
где μ – коэффициент приведенной длины (при шарнирном закреплении обоих
концов стоек – μ = 1; если один конец закреплен жестко, а другой шарнирно –
μ = 0,7);
ℓст – длина стойки, равная
(2.25)
r – радиус инерции поперечного сечения стойки, равный
(2.26)
Значения коэффициента φ в зависимости от гибкости стоек λ, изготовленных из стали Ст.3, приведены в таблице 2.4. Для стали Ст.3 [σ] = 1500 даН/см2.
Таблица 2.4
Зависимости коэффициента φ от гибкости стоек λ
Гибкость λ | Коэффициент φ | Гибкость λ | Коэффициент φ |
0,99 | 0,52 | ||
0,96 | 0,45 | ||
0,94 | 0,40 | ||
0,92 | 0,36 | ||
0,89 | 0,32 | ||
0,86 | 0,29 | ||
0,81 | 0,26 | ||
0,75 | 0,23 | ||
0,69 | 0,21 | ||
0,60 | 0,19 |