Определение реакций на передних колесах и выносных опорах экскаватора

Цель работы: определить реакции на передних колесах и выносных опорах экскаватора.

Расчетная схема экскаватора и исходные данные для расчета

Расчетная схема для определения статических реакций на опорах экскаватора при копании грунта представлена на рисунке 4.1.Копание экскаватором производится вдоль его продольной оси. Рабочие органы направлены в сторону переднего моста машины.

Исходными данными для выполнения практической работы являются:

1) вертикальная составляющая сопротивлению копания , кН;

2) горизонтальная составляющая сопротивлению копания , кН;

3) расстояние от линии действия силы до оси вращения поворотной части, м;

4) расстояние от линии действия силы до опорной площадки, м;

5) расстояние от оси задних колес до линии действия веса поворотной части, м;

6) расстояние от оси задних колес до линии действия веса ходовой части, м;

7) расстояние от оси задних колес до оси вращения поворотной части, м;

1 – двигатель; 2 – кабина управления; 3 – гидроцилиндры; 4 – стрела; 5 – рукоять; 6 – ковш;

7 – передний мост; 8 – выносные опоры (аутригеры)

Рисунок 4.1 – Устройство экскаватора с обратной лопатой и расчетная схема для определения статических реакций на его опорах при копании грунта:

а – устройство экскаватора и общая схема нагружения; б, в, г – вспомогательные расчетные схемы

8) база экскаватора L, м;

9) расстояние от оси задних колес до места установки передних аутригеров;

10) силы тяжести отдельных элементов экскаватора:

моноблочной стрелы ; гидроцилиндра подъема стрелы ; гидроцилиндра поворота рукояти ; гидроцилиндра поворота ковша ; рукояти ; ковша ; рычага ковша ; тяги ковша ; рабочего оборудования (равна сумме веса всех предыдущих элементов); поворотной платформы ; ходовой части ;

11) Расстояние от центра масс элемента до оси вращения поворотной части экскаватора:

моноблочной стрелы ; гидроцилиндра подъема стрелы ; гидроцилиндра поворота рукояти ; гидроцилиндра поворота ковша ; рукояти ; ковша ; рычага ковша ; тяги ковша .

В ходе выполнения практической работы необходимо изобразить схему экскаватора с обозначением всех недостающих на рисунке 1, а сил тяжести отдельных элементов рабочего оборудования, включая их координаты.

Исходные данные представлены в таблице 4.1.

Порядок выполнения работы

Определяем положение центра масс рабочего оборудования экскаватора относительно оси вращения его поворотной части:

. (4.1)

Таблица 4.1 – Варианты исходных данных

№ Вар.
			3,5	2,55	0,39	1,567	1,64	2,4	3,3											2,7		3,4	4,2	4,0	4,4	4,4	4,45
			3,65	2,55	0,39	1,567	1,64	2,4	3,3											2,7		3,4	4,2	4,1	4,4	4,4	4,45
			3,65	2,55	0,39	1,567	1,64	2,4	3,3											2,8		3,45	4,42	4,2	4,5	4,5	4,55
			3,65	2,67	0,4	1,618	1,71	2,47	3,4											2,8	1,1	3.45	4,42	4,2	4,5	4,5	4,6
			3,75	2,8	0,41	1,618	1,71	2,47	3,4											2,8	1,1	3,5	4,42	4,3	4,5	4,5	4,65
			3,75	2,8	0,42	1,618	1,71	2,47	3,4											2,9	1,2	3,55	4,42	4,3	4,55	4,55	4,75
			3,75	2,8	0,43	1,618	1,71	2,47	3,4											2,9	1,2	3,6	4,42	4,3	4,55	4,55	4,75
			3,9	2,85	0,44	1,703	1,8	2,6	3,45											2,9	1,2	3,65	4,65	4,35	4,55	4,55	4,75
			4,01	2,94	0,45	1,788	1,89	2,7	3,8											2,9	1,2	3,7	4,65	4,35	4,55	4,55	4,75
			4,01	2,94	0,45	1,788	1,89	2,7	3,8											2,9	1,3	3,7	4,65	4,4	4,55	4,55	4,75
			4,01	2,94	0,46	1,788	1,9	2,7	3,8											3,0	1,3	3,7	4,65	4,4	4,6	4,6	4,8
			4,1	3,02	0,47	1,788	1,9	2,7	3,8											3,0	1,3	3,7	5,1	4,4	4,6	4,6	4,8
			4,1	3,02	0,47	1,788	1,9	2,86	3,8											3,0	1,3	3,75	5,1	4,4	4,6	4,6	4,8
			4,1	3,02	0,48	1,873	1,98	2,86	3,8											3,0	1,3	3,75	5,1	4,4	4,6	4,6	4,8
			4,3	3,02	0,48	1,873	1,98	2,86	3,8											3,0	1,3	3,75	5,1	4,4	4,65	4,65	4,85
			4,3	3,14	0,49	1,873	1,98	2,86	3,8											3,1	1,4	3,75	5,1	4,5	4,65	4,65	4,85
			4,3	3,14	0,49	1,873	1,98	2,86	4,1											3,1	1,4	3,75	5,1	4,5	4,65	4,65	4,85
			4,5	3,14	0,49	1,873	1,98	2,99	4,1											3,1	1,4	3,8	5,1	4,5	4,65	4,65	4,85
			4,5	3,35	0,5	1,958	2,07	2,99	4,1											3,1	1,4	3,8	5,1	4,5	4,7	4,7	4,9
			4,5	3,35	0,5	1,958	2,07	2,99	4,1											3,1	1,4	3,8	5,1	4,5	4,7	4,7	4,9
			4,5	3,35	0,51	1,958	2,07	2,99	4,1											3,1	1,4	3,8	5,3	4,6	4,7	4,7	4,9
			4,6	3,42	0,52	1,958	2,07	2,99	4,1											3,1	1,4	3,8	5,3	4,6	4,7	4,7	4,9
			4,6	3,42	0,52	1,958	2,07	3,00	4,1											3,2	1,4	3,85	5,3	4,6	4,75	4,75	4,95
			4,6	3,42	0,52	2,000	2,1	3,1	4,1											3,2	1,4	5,85	5,3	4,6	4,75	4,75	4,95

Найдем суммарную вертикальную нагрузку на поворотную часть машины

. (4.2)

Вычисляем расстояние от точки приложения силы до оси вращения поворотной части экскаватора (рисунок 4.1, б):

,

где – расстояние от центра масс поворотной части машины до оси ее вращения, откуда

.

Определим суммарную вертикальную нагрузку от ходовой и поворотной части экскаватора

. (4.3)

Вычисляем расстояние от точки приложения силы до вертикали проходящей через ось передних колес экскаватора (рисунок 4.1, в)

,

откуда

.

Рассчитываем вертикальную нагрузку R_В, действующую на выносные опоры экскаватора (рисунок 4.1, г):

,

откуда

.

Рассчитываем вертикальную нагрузку R_А, действующую на задние колеса экскаватора (рисунок 4.1, г)

,

откуда

.

После вычислений можно сравнить нагрузки, действующие на передние колеса и выносные опоры экскаватора.

Контрольные вопросы

1. Как устроен одноковшовый экскаватор?

2. Какие основные нагрузки действуют на экскаватор при копании грунта?

3. Как определить центр масс рабочего оборудования экскаватора?

4. Как определить расчетом координаты расположения какой-либо составной части экскаватора относительно оси вращения поворотной платформы или ребра опрокидывания.

5. Сохранит или потеряет устойчивость экскаватор по результатам проведенного расчета?

6. Какие расчетные схемы используют для определения нагрузок на опоры экскаватора?

Практическая работа №5