Исходные данные к статическому расчету

Гусеничной машины

Перечень подлежащих определению величин:

- координаты центра масс машины;

- координаты центра давления;

- среднее, максимальное и минимальное давление;

- размеры ядра сечения;

- деформации несущего основания.

Таблица 1П

Значения исходных данных

№ пп	Наименование	Обозначение	Единица измерения	Значение
1.	Масса гусеничного хода		кг
2.	Координаты центра масс гусеничного хода		м
3.	Масса двигателя		кг
4.	Координаты центра масс двигателя		м
5.	Масса металлической конструкции		кг
6.	Координаты центра масс металлической конструкции		м
7.	Масса ковшовой рамы		кг
8.	Координаты центра масс ковшовой рамы		м
Продолжение табл. 1П
9.	Угол продольного крена		град.
10.	Угол поперечного крена		град.
11.	Угол наклона ковшовой рамы		град.
12.	Усилие со стороны массива на ковшовую раму		Н
13.	Координаты точки приложения усилия		м
14.	Длина опорной поверхности гусениц		м
15.	Ширина гусениц		м
16.	Колея гусеничного хода		м
17.	Модуль Юнга грунта		кПа

Расчетная схема

Рис. 1П

Таблица 2П

Варианты задания № 1

№ пп	Обозначение	Ед. измерения	В а р и а н т
1.		кг
2.	, ,	м	0,1; 0,3; 0,6	-0,1; 0,4; 0,5	0,2; 0,2; 0,4	-0,2; 0,3; 0,6	0,3; 0,4; 0,5	0,1; 0,4; 0,7	0,3; 0,2; 0,9
3.		кг
4.	, ,	м	-0,3; 1,6; 1,2	-0,2; 1,7; 1,3	0; 1,5; 1,1	-0,2; 1,8; 1,4	0,3; 1,5; 1,2	-0,3; 1,4; 1,4	-0,5; 1,7; 1,3
5.		кг
6.	, ,	м	-0,2; -0,6; 0,7	0,2; -0,5; 0,7	-0,3; -0,4; 0,6	0,4; -0,4; 0,8	-0,3; 0,4; 1,0	0,4; 0,6; 0,8	-0,3; 0,5; 0,9
7.		кг
Продолжение табл. 2П
8.	, ,	м	0; -2,6; 0,7	0; -2,4; 0,5	0; -2,5; 0,8	0; -2,7; 0,7	0,3; -2,5; 0,5	0; -2,7; 0,3	0; -2,7; -0,1
9.		град.
10.		град.
11.		град.
12.		Н
13.	,	м	-3,0; -1,0	-2,8; -1,1	-2,7; -1,2	-3,0; -1,5	-2,8; -1,2	-2,9; -1,0	-3,0; -1,2
14.		м	5,1	5,0	4,8	5,2	4,5	4,8	5,1
15.		м	0,9	0,8	0,8	0,9	0,8	0,7	0,9
16.		м	4,1	4,0	3,8	4,2	3,6	3,7	4,0
17.		кПа

Продолжение табл. 2П

Варианты задания № 1

№ пп	Обозначение	Ед. измерения	В а р и а н т
1.		кг
2.	, ,	м	0,4; 0,3; 1,0	-0,3; -0,4; 0,8	0,2; 0,4; 0,8	0,2; 0,4; 0,5	0,3; 0,3; 0,7	0,1; 0,5; 1,1	0,2; 0,5; 0,7
3.		кг
4.	, ,	м	0,5; 1,4; 1,6	-0,2; 1,5; 1,2	0,3; 1,4; 1,0	-0,3; 1,7; 1,5	-0,5; 1,7; 1,3	0,5; 1,5; 1,4	-0,3; 1,7; 1,4
5.		кг
6.	, ,	м	0,5; -0,4; 1,2	0,3; 0,5; 0,7	-0,3; -0,4; 0,8	-0,3; -0,6; 0,9	0,5; 0,6; 0,8	-0,4; 0,6; 0,9	-0,3; 0,5; 0,9
7.		кг
Продолжение табл. 2П
8.	, ,	м	0; -2,8; 0,3	0; -2,5;	0; -2,6; 0,6	0; -2,9; 0,3	0; -2,5; 0,2	0; -2,6; 0,8	0; -2,9; -0,4
9.		град.
10.		град.
11.		град.
12.		Н
13.	,	м	-3,2; -1,0	-2,9; -1,4	-2,8; -1,2	-3,2; -1,2	-2,9; -1,2	-2,9; -1,0	-3,1; -1,2
14.		м	4,9	4,7	4,85	5,2	5,0	4,0	4,2
15.		м	0,9	0,8	0,8	0,9	0,8	0,7	0,8
16.		м	3,8	3,9	3,6	4,0	3,8	3,5	3,6
17.		кПа

Продолжение табл. 2П

Варианты задания № 1

№ пп	Обозначение	Ед. измерения	В а р и а н т
1.		кг
2.	, ,	м	-0,1; 0,4; 0,5	0,2; 0,2; 0,4	-0,2; 0,3; 0,7	0,1; 0,4; 0,67	0,3; 0,2; 0,9	0,2; 0,4; 0,8	0,3; 0,3; 0,7
3.		кг
4.	, ,	м	-0,2; 1,8; 1,4	0,3; 1,5; 1,2	-0,3; 1,4; 1,4	0,5; 1,4; 1,6	0,5; 1,3; 1,5	0,4; 1,5; 1,5	0,3; 1,47; 1,0
5.		кг
6.	, ,	м	0,4; 0,6; 0,8	-0,3; 0,5; 0,9	0,5; 0,4; 1,2	0,3; 0,5; 0,7	0,3; 0,5; 0,7	0,4; 0,6; 0,8	-0,3; 0,5; 0,9
7.		кг
Продолжение табл. 2П
8.	, ,	м	0; -2,8; 0,3	0; -2,5;	0; -2,6; 0,6	0; -2,5;	0; -2,9; 0,3	0,3; -2,5; 0,5	0; -2,5; -0,3
9.		град.
10.		град.
11.		град.
12.		Н
13.	,	м	-2,9; -1,2	-3,0; -1,2	-3,2; -1,2	-3,0; -1,3	-3,0; -1,1	-2,7; -1,2	-3,0; -1,3
14.		м	4,0	5,1	4,7	5,1	4,8	5,0	4,0
15.		м	0,6	0,5	0,7	0,8	0,7	0,9	0,7
16.		м	3,2	3,5	3,8	4,0	3,5	4,0	3,5
17.		кПа

ПРИМЕР РАСЧЕТА

1. В соответствии с исходными данными составляем расчетную таблицу 1.1 и схему точек приложения центров масс составных частей машины (рис. 1П).

Таблица 1.1

Данные для вычисления координат центра масс машины

№ п/п	Наименование	Обозначение	Масса , кг	Координаты, м
1.	Гусеничный ход			0,4	0,3	1,0
2.	Двигатель			-0,2	1,5	1,3
3.	Металлоконструкция			0,3	-0,5	1,0
4.	Ковшовая рама				-2,8	0,4
5.	Масса машины и координаты центра масс			0,19	-0,17	0,95

2. Координаты центра масс машины (формулы 1.1):

м;

м;

м.

Полученные значения координат точки С записываем в табл. 1.1 и наносим ее на расчетную схему (рис. 1П).

3. Составляем схему к определению координат и центра давления D (рис. 1.2).

4. Проекции силы тяжести на оси (формулы 1.18):

Н;

Н;

Н.

5. Проекции усилия со стороны массива на ковшовую раму:

Н;

Н;

6. Проекции равнодействующей внешних сил (формулы 1.19):

Н;

Н;

Н.

7. Моменты равнодействующей относительно осей и (формулы 1.20), в которые проекции сил и подставляются со знаком «+», а их координаты – с учетом знака:

8. Координаты центра давления (формулы 1.6):

м; м.

9. Среднее давление машины на грунт (формула 1.10)

Па.

10. Моменты сопротивления и опорной площади для двухопорных гусениц, жестко соединенных с рамой машин (формулы 1.12):

м³;

м³.

11. Максимальное и минимальное давления на грунт (формулы 1.11):

Па;

Па.

12. Размеры ядра сечения соответственно (формулы 1.14-1.16):

м;

м.

13. По вычисленным координатам предельных точек ядра сечения строим ромб, который является ядром сечения двухопорного гусеничного хода, и наносим на полученную схему (рис. 1.5) координаты центра давления .

Если в результате расчетов оказалось, что , то это означает, что опорная площадь гусениц машины используется для передачи давления на грунт не полностью (рис. 1.4) и центр давления расположен за пределами ядра сечения. В рассматриваемом случае .

14. Средняя, наибольшая и наименьшая деформации грунта (формулы 1.17):

м;

м;

м.

Таким образом, центр масс многоковшового экскаватора расположен в точке С с координатами = 0,19 м; = −0,17 м и = 0,95 м; центр давления D имеет координаты = 0,20 м и = −0,25 м и не выходит за пределы ядра сечения, ограниченного ромбом с координатами вершин 1,66 м и 0,88 м. Наибольшее и наименьшее давления на грунт соответственно равны = 25,1 кПа и = 10,7 кПа, при этом деформации грунта не превышают допустимой и составляют = 0,097 м, = 0,042 м и = 0,07 м.

Приложение 2