14.1 Розрахунок основних конструктивних параметрів автоцистерн

Товщина стінки розраховується за формулою:

(14.1)

де Р_Σ — сумарний тиск, який складається із тиску опору запобіжних клапанів і гідростатичного тиску, кгс/см²;

R_K - радіус кривизни перерізу резервуара, см;

K_З.Ш.- коефіцієнт, який враховує міцність зварних швів (для дугового зварювання

K_З.Ш =0,8);

δ — допустиме напруження матеріалу, кгс/см ;

1 - додаткова товщина, яка враховує корозію матеріалу (1 мм).

Розрахункове значення товщини стінки заокруглюють в більшу сторону до найближчого стандартного значення товщини листка конструкційної сталі. Товщина днища розраховується за формулою:

(14.2)

Де:

- еквівалентний діаметр днища (А і В — осі еліпса), см;

кА - коефіцієнт форми днища.

При визначенні товщини днища значення коефіцієнта кА ш приймається рівним 1, за виключенням випадків, коли днище зварюється із декількох частин (тоді K_З.Ш =0,8).

Динамічні навантаження розраховуються для наступних трьох випадків:

1) гальмування;

2) виникнення відцентрових сил на поворотах;

3) навантаженню, яке передається колесами при русі на дорогах нижчого класу.

Динамічне навантаження P_S при гальмуванні складається із динамічного тиску P_Д і гідростатичного Р_Г тисків рідини:

(14.3)

(14.4)

де L - довжина відсіку, м; М - маса рідини, кг.

Відцентрові сили Р_Ц тим більші, чим більша швидкість руху автомобіля і чим менший радіус повороту R, тобто

(14.5)

де Ма - повна маса автомобіля, рівна Ga/g (Ga - повна вага автомобіля;

g -прискорення вільного падіння);

Vа - швидкість руху, м/с.

Підставивши замість Ма, Ga /g і врахувавши розмірність швидкості, формула (14.5) приймає вигляд:

(14.6)

В кінцевому вигляді:

(14.7)

Особливо небезпечні повороти при частковому заповнені резервуару цистерни (див. рис. 14.1.а,б).

Незважаючи на те, що відцентрова сила при неповному заповненні резервуара менша, чим при повному його заповненні, зміщення центра ваги при повороті може призвести до перевантаження підвіски, що може викликати втрату стійкості (перекидання). Перекидання автомобіля або автопоїзда може статися тоді, коли момент відцентрової сили на плече h буде рівний або більший стабілізуючого моменту від повної маси автомобіля на плече В/2 (В - ширина колії).

За цієї умови й визначається допустима швидкість руху автомобіля на повороті, за умови перекидання (без врахування крену кузова):

(14.8)

Рис. 14.1 Розташування центра ваги рідини в поперечній площині в процесі руху цистерни: а - прямолінійне; б - на повороті.

При русі автомобіля на повороті центр ваги рідини зміститься (рис. 14.1.б) і стабілізуючий момент буде меншим, оскільки сила Ga діє на менше плече h, a момент перекидання від сили Рц збільшується внаслідок збільшення відстані до центру ваги (h₂>h₁).

При русі автомобіля, на повороті можливе занесення транспортного засобу. Воно виникає, коли відцентрова сила Р_Ц досягає значення, рівного силі зчеплення:

(14.9)

де φ₃ - коефіцієнт зчеплення шини з дорогою.

За цією залежністю визначається допустима швидкість руху автомобіля на повороті за умови бокового занесення, км/год.:

(14.10)

Зазвичай бокове занесення настає раніше, ніж перекидання. З врахуванням поперечного крену цистерни 6...7°, допустимі швидкості, які підраховані за приведеними раніше формулами, необхідно зменшити на 10... 15%.

Динамічні навантаження, які виникають при русі на нижчого класу дорогах, залежать від висоти нерівностей та швидкості руху. Сумарне вертикальне зусилля в цьому випадку приймається з врахуванням прискорення, яке складає (і,5.. .2,6)g.