5. Расчет устойчивости погрузчиков
5.1.Общие положения
У погрузчиков, как машин с высоким расположением центра тяжести с поднятым грузом расчет устойчивости ведут по методике, принятой для стреловых кранов. Критерием устойчивости является допускаемый коэффициент k=Му/Мо, где Му и Мо - удерживающий и опрокидывающий моменты относительно грани опрокидывания. У одноковшовых погрузчиков критерием устойчивости является допустимый угол склона поверхности, на котором погрузчик может находиться без опрокидывания под действием внешних сил.
Различают первичное и полное опрокидывание погрузчика. Первичное опрокидывание - обратимый процесс, состоящий в отрыве одной или нескольких опор колесного погрузчика или 1/3 опорной длины гусеничного погрузчика от рабочей поверхности; при снятии внешних нагрузок (разгрузке ковша и др.) погрузчик возвращается в рабочее положение.
Опрокидывается погрузчик по грани, иногда выходящей за опорный контур. Форма и размеры опорного контура зависят от типа и конструкции ходовой части, принятой системы поворота погрузчика, а так же от места расположения погрузочного оборудования на погрузчике (Рис.5.1.).
Погрузчик с жесткой подвеской колес и бортовой системой поворота имеет прямоугольный опорный контур (Рис.5.1., а),
Рис.5.1.Схемы опорных контуров погрузчиков
образованный соединением точек A, B, C, D, являющихся центрами пятен контакта каждого колеса. Условно считают, что эти точки находятся на пересечении проекций линий колеи ходовой части и осей опорных мостов погрузчика. Опорный контур подобного погрузчика лежит в плоскости рабочей поверхности и является оптимальным.
Для погрузчиков с задним балансирным мостом, поворотными колесами и рабочем оборудованием, устанавливаемым на раме, опорный контур имеет треугольную форму (Рис.5.1., б) с вершиной, расположенной на оси качания моста. При этом основание треугольного опорного контура лежит по оси переднего моста в плоскости рабочей поверхности, а вершина поднята на высоту оси качания моста.
При использовании переднего балансирного моста (традиционная схема подвески корпуса трактора) опорный контур имеет также треугольную форму. Однако расположение вершины его зависит от места установки погрузочного оборудования. При креплении оборудования на переднем мосту опорный контур располагается вершиной назад (Рис.5.1., в), при установке погрузчика на раме или заднем мосту опорный контур вершиной вытянут в направлении переднего моста (Рис.5.1., г). В связи со значительным смещением общего центра тяжести вперед при монтаже погрузочного оборудования на базовом шасси и с грузом в ковше схема, приведенная на Рис.5.1., в, обеспечивает лучшие параметры устойчивости и является более предпочтительной.
Колесные погрузчики с шарнирно-сочлененной системой поворота имеют треугольный опорный контур, деформирующийся при увеличении угла складывания полурам. При этом форма его зависит от подвески ходовой части. При использовании схемы ходовой части с задним балансирным мостом и установке оборудования на передней полураме (Рис.5.1., д) в соосном положении форма и расположение опорного контура аналогичны схеме, приведенной на Рис.5.1., б. При взаимном повороте полурам опорный контур с сохранением размеров и положения основания вытягивается таким образом, что вершина его находится на пересечении продольной оси погрузчика и оси балансирного моста АВО.
При балансирной подвеске передней полурамы и соосном положении погрузчика опорный контур аналогичен схеме, показанной на Рис.5.1. в. При складывании полурам опорный контур получают соединением точек контакта передних колес с осью АВО.
В связи с особенностью конструкции для шарнирно-сочлененных погрузчиков рассматривают устойчивость задней полурамы, опорные контуры для которой имеют идентичные треугольники CDE в соосном положении и деформирующиеся при повороте в форме фигуры C’D’E’.
Для гусеничных погрузчиков наиболее характерно применение жесткой ходовой части, которая обеспечивает прямоугольный опорный контур устойчивости (Рис.5.1. ж). В отдельных случаях для погрузчиков используют гусеничную ходовую часть в виде тележек с передней балансирной балкой, которая образует треугольный опорный контур с вершиной, направленной в сторону рабочего оборудования (Рис.5.1., з). Рабочее оборудование при данной конструктивной схеме крепится на раме погрузчика. Треугольный опорный контур гусеничных погрузчиков обеспечивает худшие параметры устойчивости по сравнению с прямоугольным при жесткой ходовой части.