Басов, И. Г.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Том 146 1966И З В Е С Т И ЯТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГОИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВАК РАСЧЕТУ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА БАРА ЗЕМЛЕРЕЗНОЙ МАШИНЫИ. Г. БАСОВМеханизм поворота бара землерезной машины предназначен для создания необходимого усилия при заглублении бара или удержания его под нужным углом наклона к почве во время прорезания щели в мерзлом грунте и в транспортном положении.У землерезіных машин, нарезающих щели в мерзлом грунте при совмещенных движениях режущей цепи и всей установки, наибольшеераспространение получили механизмы поворота бара, принципиальные схемы которых изображены на рис. 1, а, б, в.Прежде чем перейти к рассмотрению работы механизмов, представ­ленных на рис. I, примем следующие условные обозначения:136Г ' fc' • ”— ' W-jbtnxtr*'+XbVf-'- -"*■O1O2 =  a  — расстояние от центра вращения бара до точки подвески гидродомкрата;O2O3 = b — гидродомкрат;O2O3 = с — коромысло, жестко связанное с баром и шарнирно с г и ­дродомкратом;L6 — длина бара;H  — расстояние от почвы до центра вращения бара;L/щ — глубина врубовой щели;/ц — расстояние от центра поворота до центра тяжести бара; G6 — вес бара;Fn — активная площадь поршня; р  — давление масла;Pn -  усилие подачи;7 — постоянный для каждой конструкции угол между осями бара и коромысла; a — угол между осью коромысла и линией, соединяющей точки подвески домкрата и бара. Этот угол постоянен для данной конструкции механизма поворота бара, если пос­ледний находится в вертикальном заглубленном положе­нии и при наиболее полном сокращении гидродомкрата. Изменяется a с изменением угла наклона бара; ѵ- і j у ß — угол наклона бара к вертикали; h — плечо действия усилия гидродомкрата;Lгус — длина гусеницы; ат — продольная координата центра тяжести землерезной ма­шины относительно середины гусеницы;Gm — вес землерезной машины.Рассмотрим три наиболее характерных случая в работе поворот­но го  механизма бара (рис. I, а) : 1 — подъем бара в транспортное по­ложение; II — начало заглубления бара; III — работа бара, установлен­н о го  под углом ß.Положение I. Гидродохмкрат должен развивать усилие на штокеп    п  G6ZllSin ß +  М тр ^1 шт г п P : > V1/hгде M 1 р — момент трения в поворотных цапфах подвески барового исполнительного органа.Момент сопротивления от трения в поворотных цапфах может быть найден из выраженияуИтр =  (Ршт +  G6) -/-Гд,где / — коэффициент трения в поворотных цапфах;Гц— радиус сопротивления трущихся поверхностей,L iiit, G6 — составляющие сил, представляющие касательное окружное усилие в сфере трущихся поверхностей.Выразим h через постоянные а , b , с.h = С—^ ~ sin (а +  ß).ЬПо теореме косинусовb = У а2 +  с2 — 2а- с -cos (a + ß),137Знаки +  и — в выражении (2) ставятся в случаях расчетов схем механизмов поворота бара, изображенных соответственно на рис. 1, а  и рис. 1, б.Подставив (2) в уравнение (1), получимр  _  ( G 6Zu Sin ß 4 -  М тѵ) V  а 1 +  с 1 —  2 a - E - c o s  (а +  ß) / о \шт~  Е -а -sin (а ±  ß)Из уравнения (3) следует, что усилие на штоке гидродомкрата при подъеме бара из щели зависит от веса и длины бара и конструк­тивных параметров механизма поворота. Расчет необходимо вести на случай, когда момент сопротивления повороту бара будет максималь­ным, т. е. при ß =  90°.Положение II соответствует началу разрушения мерзлого грунта режущей цепью (рис. 1, а), когда землерезная машина не движется. На конце бара возникает сила сопротивления его поворотур    Rfjit * +  ^ 6In SІП ß M rp  ^^L6Превышение скорости поворота бара над возможной скоростью внедрения его в грунт может привести к тому, что составляющая RcnSin ß будет стремиться опрокинуть машину вокруг точки А (рис.1, а). Для предотвращения такого случая необходимо соблюдать условиеPcn sin ß (L6 sin P ±  Z1 +  Lryc) <С Gm (0,5Lryc ±  а т)   (5)Решая совместно (4) и (5), найдем, что для предотвращения случая опрокидывания землерезной машины при заглублении бара усилие на штоке гидродомкрата не должно превышать величины, которая может быть найдена из выражения__ Ц Р и (0,SLryc ±  a j _  м  _  I gin ß. (6)s in ß ( I 6sinß ± b  +  L ryc)Р ц ГПри известных размерах гидроцилиндра для данной конструкции механизма поворота бара можно из (6) найти максимально допустимое давление масла р при заглублении.Положение IHa соответствует случаю, когда бар заглубляется. Землерезная машина неподвижна. Величина заглубления близка к мак­симальной. Сопротивление повороту бара в данном случае будет скла­дываться из сопротивления от трений в поворотной цапфе и сопротивле­ния внедрения режущих зубков в мерзлый грунт. Если допустить, что равнодействующая от сил сопротивления внедрению режущих зуб­ков P n проходит посредине заглубленной части бара, то из уравнения суммы моментов относительно точки Oi можно найти усилие на штоке гидродомкратар  _  Pu (L6 cos В +  Я )  +  2/Итр -f 2G6l6 sin ß /у\шт~  2 hнеобходимое для преодоления сил сопротивления повороту бара.Положение ІІІб соотвествует случаю, когда бар установлен под углом ß и прорезает щель в мерзлом грунте глубиной H щ при непре­рывном перемещении землерезной машины.138В этом случае усилие на штоке гидродомкрата, необходимое для удержания бара в нужном положении,о _  P n ZZn cos ß ф И ) — 2Мтр cos 3 — 2%/ц sin ß cos 3 /очшт ~  0/ (о)2Л cos ßИз уравнения (8) может быть найдено максимальное р, по которому должен настраиваться предохранительный клапан гидросистемы. Ho при этом все узлы механизма поворота бара и их крепления необходимо проверить из условия прочности с учетом действия сил, методика рас­чета которых приведена выше.Расчет усилий, возникающих при работе в поворотном механизме бара, схема которого представлена на рис. 1, в, ведется аналогично, заисключением лишь того, что в этом случае I i=  =  const. Максималь­ный ход поршня гидродомкрата определяется величиной принятого угла ô между крайними возможными положениями бара (рабочим и транспортным) может быть найден из уравненияК =  —— — 0,00872 Dfi. 360Достоинством данной схемы по сравнению с вышерассмотренными является то, что при сравнительно небольших размерах механизма по­ворота бара можіно получить угол ô равным даже 180°. Последнее жела­тельно иметь для уменьшения продольных габаритов машины и сниже­ния динамических нагрузок на детали крепления редуктора исполни­тельного органа при холостых перегонах землерезной машины.

К расчету механизма поворота бара землерезной машины

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University