5.3 Статические расчеты при переводе рабочего органав транспортное положение

Для расчетов воспользуемся схемой, приведенной в приложении 2.

Расчет коэффициента запаса устойчивости в продольной плоскости нет необходимости, т.к. отсутствуют опрокидывающие силы.

Произведем расчет в поперечной плоскости относительно оси опрокидывания В-В. Коэффициент запаса устойчивости определим по формуле:

k_у^В= М_в^в/М_опр^в; (5.13)

где М_в^в – восстанавливающий момент относительно оси В, кН·м;

М_опр^в – опрокидывающий момент относительно оси В, кН·м.

Определим восстанавливающий момент относительно оси В:

М_в^в = G_тВ/2+ G_о(L₅+B/2) = 36,2 ·2,1/2 + 0,98∙(0,6+2,1/2)= 39,7 кН·м. (5.14)

Определим опрокидывающий момент относительно оси В:

М_опр^в = G_рL₇ = 7,8 · 2,97 = 23,2 кН·м. (5.15)

Определим значение коэффициента запаса устойчивости Определим значение коэффициента запаса устойчивости:

k_у^В= 39,7/23,2 = 1,7.

Машина является устойчивой относительно оси В, т.к. выполняется условие: k_у^В= 1,7 > 1,3 [4]. Установки противовеса не требуется.

5.4 Статические расчеты для транспортного перемещения

5.4.1 Расчет в продольной плоскости

С учетом боковой навески рабочего оборудования рассматриваем машину в момент ее разгона при движении на подъем. В этом расчетном положении учитываем силу давления ветра F_в, силы инерции F_и, возникающие при разгоне машины, и силы тяжести G_т и G_р.о. Расчетная схема приведена в приложении 6.

Для безопасной работы машины необходимо соблюдение условия:

М_в^б = k_уМ_опр^б. (5.16)

Угол, при котором соблюдается данное условие, называется максимальным безопасным углом  или предельным углом уклона.

Для схемы, приведенной на приложении 6 уравнение (5.16) после подстановки выражений М_в^б и М_опр^б примет вид:

G_тcosl_g +G_рcosl₁= 1,3(F_и^рh_р + F_и^тh_т+ F_и^бh_б+ G_т sinh_т +

+G_рsinh_р+G_бsinh_б+G_бcosh_б+ F_вH/2); (5.17)

где G_т – сила тяжести базовой машины, кН;

G_p. – сила тяжести рабочего оборудования, кН;

G_б. – сила тяжести гидробака, кН;

F_и^р – сила инерции рабочего оборудования, кН;

F_и^т – сила инерции базовой машины, кН;

F_в – сила сопротивления ветра, кН;

k_у– допустимый коэффициент запаса устойчивости, k_у = 1,3.

Значение F_в определяется по формуле:

F_в = р_вА_в, кН; (5.18)

где р_в – давление ветра, р_в = 0,25 кПа [4];

А_в – подветренная площадь, м².

Упрощенно можно считать для рассматриваемой схемы, что:

А_в = ВН k_сп= 2,1·2,78 ·0,7 = 4,08 м², (5.19)

где В и Н –габариты машины по ширине и высоте равные 2,1 м и 2,78м

соответственно;

k_сп – коэффициент сплошности, учитывающий площадь, находящуюся

под давлением ветра. Для машинk_сп= 0,6…0,8. Принимаем 0,7 [4].

Тогда сила сопротивления ветра будет равна:

F_в = 0,25·4,08 = 1,02 кН;

значения сил инерции определяются по формуле:

F_и = GV_т /gt_р , кН; (5.20)

где G – сила тяжести рассматриваемого агрегата, кН;

V_т – транспортная скорость, до которой разгоняется машина. Косилки

ограничиваются скоростью 20 км/ч, т.е. до 5,55 м/с;

t_р – время разгона машины до транспортной скорости. Для колесных

тракторов – 6...8 с. Принимаем 7 с [4].

F_и^р = 7,84·5,55/9,81·7= 0,63 кН

F_и^т = 36,29·5,55/9,81·7= 2,93 кН.

F_и^б = 0,98·5,55/9,81·7= 0,07кН.

Из уравнения (5.17) находим угол :

36,29cos∙0,82 + 7,84∙cos∙1,5 = 1,3(0,63·1,2+2,93·0,86+0,07∙1+

+36,29sin0,82+7,84∙sin 1,2 + 0,98∙sin 1+ 0,98∙cos 1 + 1,02∙2,78/2);

41,51cosα = 1,27cos+52,16sinα + 5,55;

40,24cosα = 52,1sinα + 5,55;

cosα = 1,29sinα + 0,13;

= 1,29sin + 0,13;

1 – sin²α = 1,664sin²α + 0,335sinα + 0,0169;

2,664 sin²α + 0,335sinα – 0,983=0;

sin²α + 0,125sinα – 0,368=0;

x₁ = аrcsin ( – 0,125 - / 2·1) = arcsin( - 0,73) = -52º;

x₂ = аrcsin( – 0,125 + / 2·1) = arcsin 0,48 = 31º

В результате решения уравнения (5.17) относительно  получим два значения. За искомое принимаем положительное значение, меньшее 90, т.е. α = 31º.