Задание 3.

Рассчитать гидравлический подъемный механизм телескопического типа самосвального прицепа. Данные для расчетов взять из предыдущих задач, а также из табл.3 в соответствии с рис. 2. Массу корпуса кузова принять равной 7% от полной массы прицепа. Принять, что центр тяжести кузова расположен в его геометрическом центре. По данным расчетов построить графики изменения нагрузки на гидроподъемник, длины гидроцилиндра и давления масла в цилиндре от угла подъема кузова, расположив их один под одним с сохранением масштаба угла подъема.

Рисунок 2.- Схема расположения гидроподъемного механизма кузова

Перед расчетом гидроподъемника начертите в масштабе схему подъема кузова через 5 - 6 от начального угла подъема до .

Пренебрегая трением в цилиндре и шарнирах, можно написать следующее уравнение моментов относительно точки О₂ (см. рис. 3).

,

где G - сила тяжести груза и кузова;

Q - усилие на штоке гидроцилиндра;

a_i, b_i - плечи моментов сил соответственно G и Q.

Плечи a_i, и b_i определяются графически из схемы подъема кузова

для каждого его положения. Из предыдущей формулы легко определить усилие на штоке

,

и давление масла в телескопическом гидроцилиндре

где F_j – площадь соответствующего выдвижного звена - .

Диаметр j-той ступени гидроцилиндра определим из следующего соотношения

где - наибольшая величина усилия на штоке гидроцилиндра в пределах

выдвижения j-той ступени;

- номинальное давление, развиваемое гидронасосом. Выбирается из

стандартного ряда давлений:10, 12.5, 14, 16, 29 МПа.

Рисунок 3. - Схема подъема кузова

Отметим, что давление масла в телескопических гидроцилиндрах в момент конца выдвижения предыдущего звена и начала выдвижения последующего звена скачкообразно возрастает, а затем плавно падает до полного выдвижения данного звена (см. рис.4). Это вызвано тем, что для каждого последующего выдвижного звена давление масла р в гидроцилиндре определяется он делением усилия Q на площадь F_j выдвижного звена, которая меньше площади предыдущего звена.

Значения плеч a_i, и b_i‚ а также результаты расчетов усилия на штоке Q, давления масла и длины штока для каждого положения кузова рекомендуется заносить в таблицу. Полученные данные необходимо представить в виде зависимостей Q, p и L от угла подъема кузова (см.рис.4). Следует иметь в виду, что эти кривые являются расчетными и построены они, исходя из предположения, что груз из кузова не ссыпается до полного его подъема. В действительности сваливание сыпучего груза начинается при подъеме кузова на угол  =25- 30 и поэтому фактическая нагрузка на подъемный механизм и давление масла в цилиндре при больших углах  будут значительно ниже.

Задание 4.

Определить величину коэффициента устойчивости автомобиля-самопогрузчика при минимальном и максимальном вылете стрелы и сравнить его с допустимым, при необходимости рассчитать выносные опоры. Построить характеристику безопасной работы автомобиля-самопогрузчика. Данные для расчетов взять из табл.4.

Таблица 4.

Вариант	Наиб. угол подъема max,град	Направление разгрузки	Расстояние от борта разгрузки e, м	Расстояние от днища m, м	Расстояние от оси крепления цилиндра по горизонтали с, м	Расстояние от оси крепления цилиндра по вертикали l ,м	Расстояние до оси крепления подвижной точки цилиндра по горизонтали d, м	Расстояние до оси крепления подвижной точки цилиндра по вертикали к ,м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	48 50 48 55 50 48 50 55 50 48 50 52 55 56 60 48 50 48 55 50 48 50 55 50 48 50 52 55 56 60	бок. бок. бок. назад назад бок. бок. назад назад назад бок. бок. бок. назад назад бок. бок. назад назад назад бок. бок. бок. назад назад бок. бок. назад назад назад	0,12 0,14 0,4 0,35 0,36 0,2 0,52 0,16 0,4 0,14 0,16 0,18 0,22 0,28 0,32 0,12 0,14 0,4 0,35 0,36 0,2 0,52 0,16 0,4 0,14 0,16 0,18 0,22 0,28 0,32	0,22 0,24 0,3 0,28 0,3 0,3 0,25 0,35 0,3 0,28 0,24 0,27 0,32 0,37 0,31 0,22 0,24 0,3 0,28 0,3 0,3 0,25 0,35 0,3 0,28 0,24 0,27 0,32 0,37 0,31	0,83 0,84 1,3 1,35 0,78 0,8 0,84 1,4 0,8 0,66 0,8 0,82 0,84 1,2 1,6 0,9 0,87 1,6 1,8 1,4 0,75 0,79 0,81 1,44 1,55 0,8 0,9 1,2 1,3 1,4	0,14 0,22 0,23 0,23 0,27 0,23 0,23 0,22 0,22 0,09 0,14 0,22 0,23 0,23 0,27 0,23 0,23 0,22 0,22 0,09 0,14 0,22 0,23 0,23 0,27 0,23 0,23 0,22 0,22 0,09	0,65 0,66 1,3 1,35 0,76 0,8 0,84 1,4 0,8 0,66 0,8 0,82 0,84 0,8 1 0,9 0,8 1,4 1,5 1,2 0,75 0,79 0,81 1,1 1,35 0,8 0,9 1 1,1 1,2	0,14 0,21 0,24 0,2 0,2 0,24 0,21 0,23 0,24 0,21 0,14 0,21 0,24 0,2 0,2 0,24 0,21 0,23 0,24 0,21 0,14 0,21 0,24 0,2 0,2 0,24 0,21 0,23 0,24 0,21

Степень устойчивости автомобиля-самопогрузчика определяется коэффициентом устойчивости:

, (5)

где - восстанавливающий момент, создаваемый силой тяжести шасси и грузоподъемной установки;

- опрокидывающий момент, создаваемый силой тяжести понимаемого груза;

= 1,4 - допускаемый коэффициент устойчивости.

Восстанавливающий и опрокидывающий моменты определяются из

выражений:

а) без выносных опор

(6)

б) с выносными опорами

(7)

где — суммарная масса шасси и грузоподъемной установки. т.е.

;

g - ускорение cвободного падения;

- ширина колеи шасси;

- масса поднимаемого груза;

L - вылет стрелы;

B_в - расстояние между выносными опорами.

Рисунок 5. – Схема сил, действующих на автомобиль-самопогрузчик и его характеристика безопасной работы

Рассчитав по (6) М_в и М_о при минимальном L_min и максимальном L_max вылетах стрелы и cоответствующим им массах поднимаемого груза m_{гр min} и m_{гр max}, нужно определить по выражению (5) коэффициент устойчивости и сравнить его с допустимым. Если условие устойчивости автомобиля-самопогрузчика не выполняется, т.е. к < [к] , определите из выражения (7) то расстояние B_в между выносными опорами, при котором будет сохраняться условие устойчивости.

Для построения характеристики безопасной работы автомобиля-самопогрузчика перепишем выражение (5) в следующем виде:

Подставив в это выражение соответствующие значения моментов, получим:

для случая без выносных опор

для случая с выносными опорами

Задаваясь (5 – 6)-ю значениями вылета стрелы от L_min до L_max постройте характеристику безопасной работы самопогрузчика (см.рис.5).

Таблица 4.

Вариант	Масса Шасси M, кг	Ширина Колеи B, м	Масса груз. установки mгу, кг	Мин. вылет стрелы Lmin, м	Мах. вылет стрелы Lmax, м	Масса груза при Lmin, кг	Масса груза при Lmax, кг
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	3400 3450 3500 5230 5400 3400 3450 3500 5230 5400 5800 6200 6900 7100 7850 8145 8780 9346 10680 11230 11890 12267 12796 13030 13680 14030 14786 15678 16478 18000	1,74 1,74 1,74 1,92 2,5 1,7 1,7 1,7 2,2 1,95 1,74 1,74 1,74 1,92 2,5 1,7 1,7 1,7 2,2 1,95 2 2,1 2,2 2,15 2,06 1,98 1,8 1,9 2 2,2	1200 1340 1560 1900 2050 1100 1260 1365 1800 2000 2300 3000 3200 3200 3600 3600 3800 3800 4000 4000 3500 3560 3780 3356 3670 3890 3200 3100 3900 4000	2,5 2,3 2,2 2,8 2,5 2,3 2,5 3 2,8 2,7 2,5 2,3 2,2 2,8 2,5 2,3 2,5 3 2,8 2,7 2,13 2,34 2,56 2,44 2,45 2,56 2,80 2,90 3 3	4 3,6 4,2 5,5 6 4 4,5 4,8 5,8 6,2 4 3,6 4,2 5,5 6 4 4,5 4,8 5,8 6,2 4 3,6 4,2 5,5 6 4 4,5 4,8 5,8 6,2	2700 2500 2800 2600 3000 2000 1800 1600 3900 3200 2700 2500 2800 2600 3000 2000 1800 1600 3900 3200 3600 3800 4000 4100 5000 5500 5700 5900 6000 7000	800 750 700 800 750 500 600 500 750 1000 1250 1300 1450 1590 1700 1800 1900 1950 2000 2200 2400 2800 3000 3250 3400 3500 3700 3800 3900 4000

13