6 Основные расчетные положения

Расчетные положения и внешние нагрузки. Расчетным положением считают внедрение в штабель с углом установки днища ковша 5° по отношению к опорной поверхности. При расчете учитывают способ выполнения работ (совмещенный или раздельный). Внешние усилия условно считают приложенными к режущей кромке основного ковша при самом неблагоприятном их сочетании.

Основными расчетными положениями являются следующие (Рис. 10):

1. Удар края ковша о труднопреодолимое препятствие; погрузчик движется по горизонтальной поверхности; гидроцилиндры рабочего оборудования заперты.

2. Внедрение края ковша в массу материала с вывешиванием погрузчика на направляющих или передних колесах на горизонтальной поверхности; гидроцилиндры поворота ковша развивают выглубляющее усилие на режущей кромке, обеспечивающее опрокидывание машины относительно точки А.

3. Заглубление края ковша с вывешиванием на звездочках или задних колесах при движении вперед по горизонтальной поверхности; гидроцилиндры стрелы развивают усилие, необходимое для опрокидывания погрузчика относительно точки Б.

Боковую составляющую сил сопротивления при расчете не учитывают. Для наиболее распространенных схем работ и конструкций погрузчиков ее величина и частота появления сравнительно невелики.

Внешние силы для каждого расчетного случая имеют различные значения:

1 расчетное положение соответствует моменту удара о препятствие в начальном этапе внедрения ковша или при бульдозерных работах. Внешнюю нагрузку воспринимает крайний зуб ковша. Принимают, что горизонтальное усилие R_x действует по оси зуба.

Величина горизонтального усилия определяется тяговым усилием трактора, массой машины и скоростью движения:

,

(38)

где Rx_c – статическое напорное усилие погрузчика, равное номинальному тяговому усилию Rx_c = Т_к; R_Xд – динамическое усилие, кг,

,

(39)

где v_P –рабочая скорость внедрения, м/с; С – приведенная жесткость, кг/м; М – приведенная масса погрузчика с учетом вращающихся масс двигателя и трансмиссии, кг^.с²/м.

Приведенную жесткость определяют по жесткости погрузочного оборудования и возможных препятствий (таблица 3):

,

(40)

гдеС₁ – жесткость погрузочного оборудования; С₂ – жесткость препятствий.

I

II

III

а – положение погрузчика; б – схемы приложения нагрузок;

I, II, III – расчетные положения

Рис. 10 – Расчетные положения и внешние нагрузки на погрузочное оборудование

Величину жесткости для наиболее распространенного погрузочного оборудования ориентировочно определяют по формуле

,

(41)

где k_ж — коэффициент жесткости оборудования на 1 кг массы,

k_ж=0,1.

Приведенную массу приближенно определяют:

,

(42)

где M_n – эксплуатационная масса погрузчика; k_T – коэффициент влияния маховых масс трансмиссии и ходовой части, k_T=1,3; J_ДВ– момент инерции вращающихся масс двигателя; i – передаточное отношение трансмиссии на рабочей передаче; r_K – радиус качения колеса; _Т – К.П.Д. трансмиссии.

Если , то ,

(43)

где  – наибольший коэффициент сцепления, развиваемый движителем.

2 расчетное положение. Вертикальная и горизонтальная силы приложены по оси крайнего зуба основного ковша, установленного в положение внедрения. Величину вертикальной силы определяют из условия устойчивости машины (для случая, когда стрела не опирается башмаками на грунт) по выглубляющему усилию, развиваемому гидроцилиндром поворота ковша:

.

(44)

Горизонтальную силу принимают равной номинальному тяговому усилию погрузчика

.

(45)

3 расчетное положение. Вертикальная и горизонтальная силы действуют по оси крайнего зуба. В качестве вертикальной силы принимают усилие отпора, создаваемое при вывешивании трактора на задних колесах и на зубьях ковша, который установлен в положение внедрения (Рис. 11):

.

(46)

Горизонтальную силу определяют по сцепной массе с учетом разгрузки машины

.

(47)

Устойчивость. При расчетах устойчивости допускаемый угол ограничивается наибольшими углами наклона рабочей площади (6…10°) и подъездных путей (15…25°) .

Таблица 3 – Величины жесткости некоторых препятствий и удельного коэффициента жесткости

Вид препятствий	Жесткость препятствий, кг/см	Удельный коэффициент жесткости
		по площади, кг/см3	по диаметру, кг/см2
Кирпичная кладка глубиной до 80 см (d=45 см; F=2700 см2)	10500	4,0	233
Железобетонный столб, врытый на глубину 120 см (d=20 см, F=400 см2)	11 000	27,5	550
Сосновый столб, врытый на глубину 100 см	6 500	20,7	325