Расчёт устойчивости автомобиля в рабочем состоянии
Основной параметр – коэффициент устойчивости
Муд – момент относительно ребра опрокидывания направленный на удержание машины в равновесии
Моп – момент относительно ребра опрокидывания, направленный на переворот грузоподъёмной машины.
Расчёт необходимой нагрузки для проверки устойчивости грузоподъёмной машины, рисунок 3
Рис. 3 Схема определения массы стрелы, приведенной к оголовку
Расчёт центра тяжести сортиментовоза (рис. 4)
Рис.4 Положение центра тяжести сортиментовоза
Проверка устойчивости автомобиля в положении Б, рисунок 5.
Автомобиль устойчив в рабочем положении Б.
Рис. 5 Схема расчета устойчивости в положении перпендикулярном ребру опрокидывания Б
Проверка устойчивости автомобиля в положения В, рисунок 6
Автомобиль устойчив в положении В.
Расчёт устойчивости относительно ребра опрокидывания Г равен устойчивости сортиментовоза при ребре опрокидывания Б, вылет правой, левой опоры одинаковы. Ось поворота манипулятора совпадает с осью автомобиля.
Расчёт устойчивости в положении относительно ребра опрокидывания А не производим, опрокидывающие моменты стрелы отсутствуют.
Рис.6 Схема грузоподъёмной машины в рабочем положении перпендикулярном ребру опрокидывания В
Расчёт отбора мощности
На автомобиль установлена КП ZF16S151. Возможность установки коробки отбора мощности ZF NH/1C
Таблица 2 Характеристики КОМ
|
Наименование |
Значение |
|
Мощность, кВт |
137 |
|
Масса, кг |
5 |
|
Вращение насоса |
влево |
|
Крутящий момент, Н·м |
800 |
Предварительный выбор насоса MDS80
Таблица 3 Характеристики насоса MDS80
|
Наименование |
Значение |
|
Рабочий объём, см3 |
77,3 |
|
Рабочее давление, МПа |
31,5 |
|
Подача, л/мин |
55-118 |
|
Диапазон оборотов, об/мин |
500-1500 |
Частота вращения насоса
Подача насоса составляет
Расчёт отбираемой мощности
Надстройка надрамника
Конструкция должна исключать перегрузку задней тележки, а также обеспечивать минимальную загрузку передней оси.
Ширина надрамника должна соответствовать ширине рамы шасси, а его наружный контур должен повторять очертания основной рамы. Лонжерон надрамника должен плотно прилегать к верхней полке лонжерона рамы. Конструкция надрамника должна, по возможности, допускать деформацию скручивания. Широко распространены лонжероны рам U – образной формы (швеллеры), хорошо отвечают требованию по скручиваемости. Если в некоторых местах надрамника используется закрытый профиль, то переход от закрытого профиля к швеллеру производится постепенно. Длина перехода должна составлять не менее утроенной ширины лонжерона рамы.
Рис. 6. Конструкция надрамника
Лонжерон надрамника должен начинаться как можно раньше в передней части рамы и располагаться, по меньшей мере, над задним кронштейном передней рессоры.
Производитель надстройки несёт ответственность за правильное распределение нагрузки от надстройки по надрамнику, правильное размещение надстройки на раме и соответствующие соединения. Не допускается установка между рамой и надрамником либо между рамой и надстройкой деревянных или эластичных проставок.
Надрамник может быть соединён с рамой неподвижно (жёстко) или подвижно (не жёстко). В зависимости от конкретных условий возможно применение комбинированного соединения. Зона крепления неподвижного соединения ограничена.
Подвижные нежёсткие соединения являются фрикционными, надрамник может в определённых пределах перемещаться относительно рамы. Все надстройки, закрепляемые с помощью кронштейнов, считаются нежёсткими. При установке неподвижного крепления обеспечивается жёсткая кинематическая связь соединяемых частей. Следует использовать чистовые (призонные) болты. Класс прочности не ниже 10.9. Стенки отверстия не должны соприкасаться с резьбой болта. Зазор по диаметру между болтом и отверстием должен составлять менее 0,2 мм.
Расчёт на прочность надрамника
На
раму автомобиля КАМАЗ 65225 устанавливается
надрамник, на который крепится
гидроманипуляторная установка ОМТЛ –
97. Надрамник состоит из двух продольных
швеллеров, соединённых поперечинами.
Необходимо из условия прочности
рассчитать размеры поперечного сечения
продольных балок, образующих надрамник.
Расчёт производится по напряжениям
изгиба при максимально допустимой
нагрузке. При этом рассматривается
положение стрелы гидроманипулятора,
при котором она повёрнута на угол
к продольной оси автомобиля. Считается,
что в таком положении вся нагрузка
приходится на одну продольную балку
рамы, (см. рисунок 7). Надрамник выполняется
из стали 09Г2С и должна воспринимать 80%
нагрузки. Коэффициент запаса прочности
1,5.
Рисунок 7 – Расчётное положение стрелы манипулятора
Проверка прочности рамы
Условие прочности балки по напряжениям изгиба записывается следующим образом:
,
где 
-
максимальное напряжение изгиба в балке,
МПа;
-
допускаемое нормальное напряжение для
данного материала, МПа.
Допускаемое напряжение вычисляется по формуле:
,
где 
-
предел текучести данного материала
(для стали 09Г2С
;
-
коэффициент запаса прочности (
).
Определение нагрузок действующих на балку
При расчёте на прочность считаем, что всю нагрузку воспринимает одна продольная балка. Расчётная схема балки с действующими на неё нагрузками представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 – Расчётная схема балки
-
пара сил, создаваемых изгибающим моментом
в местах расположения шпилек, крепящих
кран к монтажной раме.
Изгибающий
момент создаётся двумя силами: весом
груза
и весом гидроманипулятора
Будем
рассчитывать раму при вылете стрелы
манипулятора
(максимальный вылет стрелы)
где 
-
максимальный грузовой момент
гидроманипулятора, Н∙м.
Центр
тяжести гидроманипулятора находится
на расстоянии
от оси вращения крана
Вес гидроманипулятора: Р=mg
Расчёт изгибающего момента, созданного силами Р и Q
Силы
,
создаваемые изгибающим моментом,
определим из следующих соотношений
Для
расчёта напряжений изгиба необходимо
построить эпюру изгибающих моментов.
Для этого сначала из уравнений статики
найдём реакции опор
и
.
Уравнения статики для расчётной схемы
(см. Рисунок9)
выглядят следующим образом:
Рисунок 9 – Расчётная схема реакций опор
Построение эпюры изгибающих моментов
Составляем
уравнения изгибающего момента по
участкам. Для этого на каждом участке
вводим горизонтальную ось координат
и записываем зависимость изгибающего
момента от координаты
:
Экономическая часть
Основной задачей экономической части является оценка эффективности модернизации сортиментовоза КАМАЗ 65225, путём установки на задний свес манипулятора ОМТЛ – 97. Аналогом для сравнения выбран автомобиль – сортиментовоз с манипулятором на базе МАЗ 631708 (БТ).
Стоимость НТ (2990т.руб.)
Стоимость БТ (4770 т.р.)