1.11 Расчет механизма телескопирования секций стрелы

Для расчета принимается наиболее неблагоприятный случай нагружения стрелы – максимально выдвинутая по горизонтали стрела с грузом на крюке. Вес груза соответствует данному вылету.

Длина стрелы L_стр=3,8 м, вылет L=3,5 м, вес груза Q=0,5 т. Схема для определения усилий действующих на секции стрелы приведена на рисунке 10.

а )

б )

Рисунок 10 – Схема для определения усилий в опорах секций стрелы:

а) в опорах 3-ей секции;

б) в опорах 2-ой секции.

Составим систему уравнений для определения усилий для 3-ей секции

∑М_с=0 R_D∙l₁-G_c3∙l₂- G_гр∙l₃=0, (46)

Отсюда выразим реакцию R_D,

R_D= , (47)

где G_c3 – вес третьей секции, кН;

G_гр – вес груза и крюковой подвески, кН.

R_D= =50,175 кН.

∑М_D=0 -R_С∙l₁-G_c3∙l₄- G_гр∙l₅=0, (48)

R_С=- , (49)

R_С=- =-42,765 кН.

Составим систему уравнений для определения реакций в опорах 2-ой секции

∑М_А=0 R_D∙l`<sub>1</sub> + R<sub>В</sub>∙l`₂ - R_С∙l`<sub>3</sub> - G<sub>гр</sub>∙l`₄-G_c3∙l`<sub>5</sub>-G<sub>c2</sub>∙l`₆=0, (50)

Отсюда

R_В= , (51)

R_В= =14,87 кН.

∑М_В=0 -R_А∙l`<sub>2</sub> + G<sub>c2</sub>∙l`₇+ G_c3∙l`<sub>8</sub>+ G<sub>гр</sub>∙l`₉+R_С∙l`<sub>10</sub>- R<sub>D</sub>∙l`₁₁=0, (52)

R_A= , (53)

R_A= =412,25 кН.

Далее определяется необходимое усилие на выходном звене – штоке гидроцилиндра для обеспечения телескопирования стрелы. Схема для определения усилий приведена на рисунке 11.

Р исунок 11 – Схема для определения усилий на штоке гидроцилиндра

Усилие, развиваемое гидроцилиндром для выдвижения второй секции Т₂, кН.

T₂=S_мах+F_rВ+ F_rА; (54)

где S_мах – максимальное натяжение каната, кН;

F_rВ, F_rА – силы трения возникающие в опорах при выдвижении секции, кН.

F_rC=R_C∙f, (55)

где f – коэффициент трения качения для пары бронза – сталь f=0,16.

F_rВ=1,87∙0,16=2,34 кН;

F_rА=412,25∙0,16=65,96 кН;

T₂=8,369+2,34+65,96=76,7 кН.

Диаметр гидроцилиндра D₂, м определяется по формуле (34)

D₂= =0,07 м;

диаметр штока

d₂=0,07∙(0,3÷0,7),

d₂=0,021÷0,049 м.

Из конструктивных соображений принимаем за основной гидроцилиндр выдвижения второй секции. Для телескопирования третьей секции принимаем аналогичный гидроцилиндр.

Параметры гидроцилиндра принимаем по прототипу:

D_ц=0,07 м, d=0,05 м, L=2,6 м.

Усилие, развиваемое на штоке гидроцилиндра Т, кН определяется по формулам:

а) при подаче жидкости в поршневую полость

Т= ∙ ; (56)

Т= ∙(17,5∙10³-0,5∙10³)∙0,9=58,85 кН;

б) при подаче жидкости в штоковую полость

Т= ∙ ; (57)

Т= ∙(17,5∙10³-0,5∙10³)∙0,9=28,8 кН.

Действительные значения скоростей поршня υ, м/с определяется по формуле:

а) при выталкивании

υ₁= , (58)

υ₁= =0,18 м/с;

б) при втягивании

υ₂= , (59)

υ₁= =0,38 м/с.

Необходимый расход жидкости для обеспечения заданной скорости поршня Q_н, м³/с:

а) при подаче жидкости в поршневую полость

Q_н= , (60)

Q_н= =7,06∙10^-4 м³/с;

б) при подаче жидкости в штоковую полость

Q_н= , (61)

Q_н= =7,3∙10^-4 м³/с.

Вывод: гидронасос системы обеспечивает режимы работы гидроцилиндра телескопирования стрелы.