3.1.2Вибір гідронасосів

Для подавання робочої рідини до гідромоторів пересування котка вибираємо об’ємний гідропривід ГСТ-90, що має насос змінного подавання по величині та напрямку потоку, механічним перемиканням напрямку потоку, гідравлічним регулюванням величини потоку. Максимальний робочий об’єм насосу НП-90 гідроприводу V₀ = 90 см³, номінальний тиск – 16 МПа, максимальний – 25 МПа, коефіцієнт корисної дії насосу η = 0,95.

При робочих рухах котка насос повністю забезпечує величину витрати рідини двома гідромоторами приводу пересування за формулою:

м³/с = 4,275 л/с.

Тоді дійсна швидкість транспортного пересування:

хв.^-1;

м/с = 14,7 км/год.

4Розрахунки на міцність

4.1.1Розрахунок зусиль в механізмі керування

При повороті ведучого блоку коліс котка між ним і поверхнею ущільнюваного матеріалу виникають сили тертя, які повинні долатися механізмом керування (рис.32). Сили тертя обумовлені різною швидкістю по ширині коліс при повороті, що викликає їх проковзування.

Рис. 32 Схема сил, діючих при повороті котка

Нехай Р₁ – сила тяжіння котка, що приходиться на ведучу вісь.

,

тоді

кН,

де G_к – вага котка (див. пі дрозд. 2.1.4).

При повороті відносно керованої осі виникає момент, що заважає повороту:

,

тоді

кн.,

де μ – коефіцієнт тертя-ковзання гумових шин по ущільненому ґрунту, μ = 0,25.

Момент на шворні, створюваний поворотним механізмом, М_пов = М_тр = 18 кН·м.

Визначення параметрів рульового механізму і розрахунок його деталей на міцність виконуються відповідно з обраним видом (ручне, гідравлічне) і конструкцією. При ручному керуванні момент на штурвалі

М_шт = М_тр/(u·η),

де u – передаточне число механізму ручного керування;

η – ККД механізму ручного керування.

Зусилля на штурвалі

Р_шт = М_шт/(r·η),

де r – радіус штурвала.

По нормам економічних показників, зусилля на штурвалі не повинно перевищувати Р_шт = 225 Н, тоді визначимо момент на штурвалі та передаточне число механізму керування:

М_шт = Р_шт ·r·η,

отже

М_шт = 0,225·0,6·0,95 = 0,128 кН·м,

тоді

.

4.1.2Розрахунок на міцність деталей підвіски

Цей розрахунок виконується по найбільшим зусиллям, що виникають при наїзді коліс на перепону.

Штовхаючи зусилля, що передається на колеса від рами котка, приймають рівним зусиллю, яке розвивається двигуном котка при русі на першій передачі, кН.

Зусилля на колесо при швидкості руху 1 м/с:

Н ≈ 33 кН.

Реакція перепони на вісь колеса:

,

де r₁ – радіус колеса;

h_пр – висота перепони;

k – коефіцієнт динамічності, який вводиться для врахування динамічної дії зусиль при наїзді на перепону.

Щоб визначити граничну висоту перепони, що долається котком на робочій швидкості, з умови рівноваги колеса навкруги точки А знаходимо:

.

Виразивши довжину плечей сил за допомогою кута φ отримаємо:

;

де Т₁ – зусилля на колеса з урахуванням коефіцієнта динамічності, Н;

G₁ – вага колеса разом з вагою котка, яка приходиться на валець,

G₁ = G_к/4 = 147/4 =- 36,8 кН.

Звідси

,

тоді

;

м;

м;

кН.

Шкворень підлягає сумісній дії стискання зі згином. Небезпечним перерізом буде місце замурування шворня в раму, переріз І-І (рис. 33).

Рис. 33 Схема до розрахунку шкворня

Тут згинаючий момент дорівнює:

,

де Т₁ – зусилля на колесо з урахуванням динамічності;

h_шк – висота розташування небезпечного перерізу шворня від поверхні пересування, h_шк = 1,35 м;

h_пр – висота перепони, h_пр = 0,221 м.

кН·м.

Крутний момент дорівнює:

М_кр = R·c,

де с – відстань від лінії центра обертання шворня до перепони:

М_кр = 122,3·0,6 = 73,4 кН·м.

Крутний момент передається на шкворень через важіль керування вальцем.

Сумарний момент, що діє в небезпечному перерізі шворня знаходимо за формулою:

кН·м.

З умови пружності по напруженням згину знаходимо момент опору небезпечного перерізу шворня:

,

де - допустима напруження, що обирається залежно від матеріалу шворня (для сталі 30ХН3А = 550 – 700 МПа).

м³.

Діаметр шворня знаходимо за формулою:

,

тоді

м.

Приймаємо D = 140 мм.

Перевірка шворня на зріз силою Т₁.

Умова міцності при зрізі:

,

де F_ср – площа перерізу шворня, м²;

;

- допустима дотична напруження для сталі 30ХН3А, = 320 – 400 МПа;

Па = 3,3 МПа ≤ .

Умова міцності виконується, отже діаметр і матеріал шворня вибрані вірно.

Вилка ведучого колеса підлягає згину. Небезпечним перерізом тут буде переріз ІІ – ІІ. Згинаючий момент в цьому перерізі:

,

де h_в – висота небезпечного перерізу вилки.

кН·м.

Площа поперечного перерізу вилки і момент опору будемо знаходити виходячи з того, що кінець шворня, який входить у вилку, не змінює своїх розмірів і являє в перерізі квадрат зі стороною 0,13 м. Тоді момент опору вилки буде дорівнювати:

.

Знайшовши потрібний момент опору перерізу вилки, що виготовлена із сталі 40, у якої = 240 МПа за формулою:

м³.

Підставивши відому величину в рівняння і прирівнявши його знайденому значенню, отримаємо:

.

Прирівнявши рівняння в чисельнику нулю і розв’язавши його відносно h, наближеним методом дотичних отримаємо чисельне значення h = 0,175 м.

Перевіряємо знайдений переріз із урахуванням напруження стискання від ваги котка, що приходиться на вилку за формулою:

;

де F_b – площа поперечного перерізу спрямовуючої вилки котка.

кН;

м²;

МПа < .