З розміщенням циліндрів: а - під кузовом; б - в передій частині рами.

М - маса вантажу і кузова; Q, Q₁ - сумарні зусилля на штоках гідроциліндрів; а , b₁ і b₂ - плечі, на які діють G, Q, Q₁; α - кут підйому гідроциліндра; β - кут підйому кузова.

Тиск мастила в циліндрах буде рівним сумарному зусиллю, поділеному на площу обох циліндрів.

Перевагою розташування гідравлічних циліндрів в передній частині рами або на передньому борту кузова є зниження необхідного зусилля для підйому тієї ж сумарної маси вантажу і кузова.

В цьому випадку рівняння моментів відносно т.О₂ (див. рис. 9.3.б) матиме вигляд:

(9.4)

(9.5)

Звідси:

(9.6)

Таким чином, необхідне сумарне зусилля обернено пропорційне відношенню плечей моменту, тобто менше в стільки разів, у скільки більше плече b₂ за плече b₁.

На автомобілях-самоскидах великої вантажопідйомності застосовують телескопічні гідроциліндри.

Основними перевагами телескопічних підйомних механізмів є:

• малі габарити (в транспортному положенні);

• можливість створення великого сумарного ходу гідроциліндра, що забезпечує будь-яке розташування підйомного механізму на рамі автомобіля і великі кути підйому кузова.

Визначення реактивних зусиль спрощується, якщо припустити, що несуча система повздовжньосиметрична. Для цього, крім симетрії геометричних розмірів, повинна витримуватись симетрія і жорсткість параметрів (наприклад, жорсткість шин і ресор лівого і правого бортів повинна бути однаковою).

Використовуючи таку симетрію, розглянемо ідеальний випадок розвантаження самоскида, коли всі чотири опорні точки розташовуються в горизонтальній площині, а центр маси платформи з вантажем (як в початковому положенні, так і в процесі розвантаження) знаходиться в площині симетрії автомобіля (див. рис. 9.4), що можливе тільки при розвантаженні назад. В цьому випадку в опорних точках практично діють тільки вертикальні реакції

R_zA = R_zB = 0,5R_n; R_zC = R_zD = 0,5R₃.

Рівнодіючі на передньому R_n і задньому R₃ мостах легко визначити із умов рівності нулю суми моментів цих сил і ваги G відносно осей АВ і CD.

(9.7)

(9.8)

В ідеальному випадку розвантаження зусилля в підйомному механізмі визначається за формулою:

(9.9)

Рис. 9.4 Ідеальний випадок розвантаження самоскида.

Література: [1], С.112...115.

Тема №10. Вибір об'єму кузова та гідравлічні схеми підйомних механізмів автомобілів-самоскидів

10.1 Вибір об'єму кузова самоскида.

При проектуванні кузова самоскида велике значення має правильне встановлення його об'єму і геометричних розмірів. Об'єм кузова обумовлюється об'ємною масою насипних (навалочних) вантажів, які перевозяться. Геометричний об'єм (повний об'єм) кузова може бути розрахований найбільш точно, якщо виходити з того, що всі сипучі вантажі практично завантажуються з "шапкою", тобто при механізованому способі завантаження утворюється пірамідно-подібне підвищення від бортів до центру (див. рис. 10.1). При цьому висота "шапки" буде залежати від кута природного відкосу вантажу і обмежуватись заданою вантажопідйомністю самоскида або причепа-самоскида.

Об'єм вантажу, який планується перевозити:

(10.1)

або

(10.2)

Тоді:

(10.3)

де V_B - об'єм вантажу, який перевозиться, м³;

q - вантажопідйомність, кг;

ρ - густина вантажу, кг/м³;

V_Ш - об'єм "шапки" вантажу, м³;

V_Р -робочий об'єм кузова, м³.

Об'єм всякої піраміди рівний 1/3 добутку площі основи на висоту:

(10.4)

де S - площа основи кузова, м².

Приймемо припущення, що в основі піраміди лежить квадрат із стороною, яка рівна внутрішній ширині кузова b, тоді

(10.5)

де α - кут природнього відкосу вантажу. Тоді

(10.6)

(10.7)

Робочий об'єм може бути виражений через

(10.8)

де h - висота борту кузова, м.

Поскільки величина h₁ в залежності від виду вантажу і дорожніх умов експлуатації рухомого складу знаходиться в межах 0,05...0,15 м, то

(10.9)

Із рівнянь 7 і 9 випливає:

(10.10)

(10.11)

Так як Sh = V_K, то:

(10.12)

де V_K - геометричний (повний) об'єм кузова, м³.

З отриманої формули геометричного об'єму кузова самоскида випливає, що об'єм фактично розташованого вантажу V_B може перевищувати геометричний об'єм кузова на величину, яка залежить від кута природного відкосу сипучого матеріалу. Наприклад, при куті α = 30° (в спокої), об'єм фактично розташованого вантажу на 20...25% може бути більшим геометричного об'єму кузова.

Цю властивість насипних вантажів необхідно враховувати при проектуванні кузовів самоскидів, щоб уникнути в експлуатації систематичного перевантаження рухомого складу.

Рис. 10.1

Схема розташування вантажу в кузові самоскида.