4.2. Расчет внешних нагрузок

Расчет рабочего оборудования и элементов конструкции базового шасси самоходных одноковшовых погрузчиков выполняют по внешним нагрузкам, условно приложенным к режущей кромке основного ковша, возникающим при внедрении его в штабель груза при максимальном тяговом усилии базовой машины. При этом может быть совмещение движения машины по горизонтальной поверхности с поворотом ковша. На Рис.4.7. представлены основные расчетные схемы для определения внешних нагрузок.

Схема 1 (Рис.4.7. а) — упор кромки ковша в труднопреодолимое препятствие при движении по горизонтальной поверхности с максимальным тяговым усилием. При этом возникает внешняя нагрузка по оси X — R_X , приложенная к краю режущей кромки.

Нагрузку R_X определяют из уравнения тягового баланса погрузчика. При этом касательную силу тяги базовой машины принимают равной величине силы тяги по сцеплению. При встрече машины с препятствием возникает динамическая нагрузка, которая в расчетах учитывается коэффициентом динамичности К_Д = 1.3...1.5.

Р ис.4.5.Конструктивные схемы полурам погрузчика

I-грузовая, II-моторная; 1,3,4-кронштейны для крепления гидроцилиндров стрелы и поворота ковша,стрелы; 2-опора переднего моста; 5,6-шарниры соединения полурам; 7,8 -кронштейны для крепления кабины и балансирной подвески заднего моста; 9-бампер; 10,11-опоры для радиатора и двигателя;12- кронштейны для крепления коробки передач;13- кронштейны для крепления гидроцилиндров поворота полурам;14,15,18-подшипники; 16,17-оси вертикальных шарниров

Р ис.4.6. Конструктивная схема портала

R_X ={P_ -[G_П (f*cos +sin)]}*K_Д , (4.1)

где Р_ =G_СЦ * _СЦ — сила тяги базовой машины по сцеплению,

G_СЦ — сцепной вес машины — нагрузка на ведущие колеса или гусеницы. Для гусеничного погрузчика и колесного с формулой 4 x 4 G_СЦ =G_{П. ,} f — коэффициент сопротивления движению,

 — угол подъема погрузочной площадки,

_СЦ — коэффициент сцепления движителя с поверхностью пути.

Числовые значения коэффициентов f и _СЦ приведены в таблицах 3.1, 3.2, 3.3.

Схема 2 (Рис.4.7. б ) — внедрение ковша в штабель материала одним краем с одновременным поворотом ковша гидроцилиндрами привода, вследствие чего происходит отрыв задних колес или части гусениц от поверхности площадки — вывешивание погрузчика относительно передних колес или направляющих колес гусеничного погрузчика. При этом возникают горизонтальная R_X и вертикальная R_Y составляющие внешней нагрузки. Точка приложения нагрузок принимается расположенной на расстоянии, равном В/4 от края ковша. Горизонтальная нагрузка R_X определяется по формуле (4.1) при К_Д =1. Вертикальная нагрузка принимается равной выглубляющему (подъемному) усилию N_П и может быть определена по выражению: R_Y = N_П =(G_Т *X_T - G₀ *b)/ l , (4.2)

где G_T — вес базовой машины, G₀ — вес рабочего оборудования, X_T , b, l — плечи действия сил (Рис.4.8).

Горизонтальная нагрузка R_X равна силе тяги по сцеплению. Сцепной вес складывается из сцепного веса машины и вертикальной нагрузки N_B = N_П — выглубляющему усилию по гидроцилиндрам поворота ковша: R_X =(G_СЦ +N_П )*_СЦ. (4.3)

Рис.4.7.Схемы действия внешних сил

Схема 3 (Рис.4.7. в) — внедрение ковша одним краем в штабель с одновременным его заглублением гидроцилиндрами привода стрелы, вследствие чего происходит вывешивание машины относительно задних колес или звездочки гусеничного погрузчика(отрыв передних колес или передней части гусениц от поверхности площадки). Как и в предыдущем случае, возникают горизонтальная R_X и вертикальная R_Y

составляющие внешней нагрузки. Вертикальную нагрузку определяют из уравнения равновесия (Рис.4.8.)

, (4.4)

где А — продольная база ходовой системы .

Горизонтальная нагрузка равна силе тяги базовой машины по сцеплению с учетом разгрузки передних колес при их вывешивании

R_X = (G_П - R_П )*_СЦ (4.5)