Контрольні питання

1. Призначення автомобілів самонавантажувачів ?

2. Особливості конструкції автомобілів-самонавантажувачів ?

Лабораторна робота №5 Компоновка автомобілів і причепів цистерн для перевезення нафтопродуктів і розрахунок коефіцієнта статИчної стійкості

Мета роботи – ознайомитися з конструктивними особливостями автомобілів і причепів цистерн для перевезення нафтопродуктів та розрахувати коефіцієнт статичної стійкості.

6.1. Стислі теоретичні відомості

Компонування цистерн починають із визначення допустимої маси самої цистерни, палива і її технологічного обладнання, яка може бути визначена виходячи із максимальної повної маси базового автомобіля.

(5.1)

де - повна маса базового автомобіля;

- маса шасі базового автомобіля.

В склад m_гр входять маса, ємність цистерни, маса самого палива і маса технологичного обладнання (паливна арматура, шланги, прилади, клапани, насосна установка і т. д.)

(5.2)

Для проектного розрахунку можна скористатися процентним співвідношенням цих мас для існуючих конструкцій цистерн, а за цим уточнють цей параметр на етапі конструювання коли відомий склад і вагові характеристики обладнання. Тоді

(5.3)

Тоді маса палива складе

(5.4)

В цистерні можуть перевозиться різноманітні сорта палив, які відрізняются густиною, хоч і для одного і того ж сорта палива густина не являється величиною постійною. Тому в розрахунок закладають максимальну величину густини рівну 0,76 т/м³. Тоді об’єм палива, який в першому наближенні, можна рахувати рівним об’єму цистерни, визначимо за формулою

(5.5)

На наступному етапі розрахунку визначають площу поперечного січіння резервуара. Як правило, він має еліптичну форму. Це знижує центр тяжіння автомобіля і підвищує статичну і динамічну стійкість. Хоча існують цистерни круглого и прямокутного січення. При визначенні ширини січення ємності припускають, що вона не може бути ширше, чим максимально допустима ширина транспортного засобу рівна 2,5 м, або бути не ширше самого автомобіля. Як правило, ширина профіля приблизно відповідає колії задніх коліс автомобіля. Довжина цистерни також назначаєтся за виконанням компонування. Для чого необхідно накреслити автомобіль в масштабі і заміряти величину . Тоді площа поперечного січення резервуара визначається за формулою

(5.6)

Рисунок 6.1 Схема автомобіля

Площа поперечного січення резервуара еліптичної форми визначається за формулою

, (5.7)

де , - відповідно велика і мала осі еліпса.

Тоді, знаючи величину площі поперечного січення ємності, можно легко визначити її висоту за формулою

, (5.8)

Після визначення основних параметрів компонування приступають до проектного міцнісного розрахунку ємності. Товщина стінки ємності вираховується за наступною формулою

, (5.9)

де - надлишковий тиск всередині ємності;

- діаметр для круглої і великої вісі b для еліптичної форми профілю;

- коефіцієнт зниження міцності зварювального шва. Для одностороннього шва рівний 0,8;

- допустимі напруження для матеріала ємності. Для Ст2 - 134 МПа, для Сталі 10кп - 138 МПа;

- поправка на корозію металу із розрахунків 0,3 мм/рік. При цьому термін служби рахують рівним не менше 5-ти років.

Отриману таким чином товщину стінки цистерни заокруглюють в більшу сторону до найближчого стандартного розміру листа. Величина внутрішнього тиску p_в може бути вирахована різними способами. При цьому необхідно враховувати тиск насичених парів всередині ємності, величину гідростатичного тиску і динамічну добавку, пов’язану з збільшенням ваги рідини при дії на неї горизонтальних і вертикальних прискорень під час руху, а також враховуючу рухливість рідинии в ємності за формулою

(5.10)

де - надлишковий тиск насичених парів всередині ємності. Для бензину складає 500 мм. рт. ст. (666Кпа) при температурі +38С. Нормується стандартами на паливо і не може перевищувати вказаних величин.

і - відповідно, коефіцієнти перевантажень у вертикальній і горизонтальній площинах, і .

- вага рідини в цистерні;

- максимальна висота стовба рідини в ємності, рівна висоті a.

Товщину плоского днища цистерни визначають наближено за формулою

(5.11)

Після цього визначають вагу ємності за формулою

(5.12)

де - питома вага матеріалу ємності, для сталі рівна 7,8 т/м³.

Після цього порівнюють сумарну вагу палива і вагу ємності з величиною прийнятою на початку розрахунку. Якщо розходження складає більше 5, рорахунок повторяють.

На наступному етапі визначаютьют коефіцієнт статичної стійкості автомобіля цистерни. Для цього компонують цистерну в поперечному січенні (визначають вертикальне положення ємності по відношенню до рами автомобіля) таким чином, щоб при максимальному ході підвіски автомобіля між колесом і корпусом ємності залишався би гарантований зазор рівний не менше 50...70мм. Після чого вираховують розміщення центру тяжіння автомобіля за формулою

, (5.13)

Коефіцієнт стійкості рівний частці від ділення колії на подвоєну висоту центра тяжіння визначають за формулою

(5.14)

Поперечний кут нахилу повинен бути не менше 30. Якщо величина кута складає менше 30 то необхідно змінити параметри компонування (знизити висоту центра тяжіння) і провести розрахунок знову.

На завершення задання необхідно в масштабі визначити результати розрахунку з вказанням розрахованих величин у відповідності з рисунком.

Таблиця 6.1 – Вихідні дані

№ варіанта	Повна маса автомобіля, mп, кг	Маса шасі mш, кг	Довжина Lа, м	Габарит l, мм	Висота центра ваги шасі hш, мм	Висота рами автомобіля hп, мм	Колія В, м	Шини
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	5320 7157 8604 10830 5170 5305 8745 14875 5150 7000 8000 5120 7357 8104 11830 5570	2300 2705 3750 4215 2786 2245 3610 7000 2100 2500 3910 2300 2705 3750 4215 2786	6200 6190 6566 6565 5550 6110 6770 7600 6000 6120 6450 6400 6490 6166 6365 5150	1850 1850 1900 1900 1650 1650 1900 1200 1800 1795 1810 1950 2050 1995 2150 1550	950 980 1030 1030 950 960 1030 1136 940 955 1010 970 990 1080 1135 998	1280 1350 1450 1450 1210 1200 1450 1380 1180 1050 1320 1280 1350 1450 1450 1210	1650 1690 1690 1630 1690 1690 1690 1900 1600 1700 1695 1650 1690 1690 1630 1690	220х508 240х508 260х508Р 260х508Р 220х508 220х508 260х508Р 320х508 220х508 240х508 260х508 220х508 240х508 260х508Р 260х508Р 220х508

Продовження таблиці 6.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
17 18 19 20 21 22 23 24 25	15200 5950 6500 8000 5120 7823 8104 12435 5570	7100 2000 2000 3000 2300 2915 3950 4415 2346	8000 6000 6500 6450 6000 6893 6368 6865 5000	1200 1800 2000 2210 1750 2050 1995 2150 1450	1036 940 955 1010 970 990 1080 1135 998	1380 1180 1050 1320 1280 1350 1450 1450 1210	1900 1600 1700 1695 1650 1690 1690 1630 1690	320х508 220х508 240х508 260х508 220х508 240х508 260х508Р 260х508Р 220х508