0. 4.4. Схема 4. Рама бульдозера с неповоротным отвалом

Расчетная схема и необходимые сечения показаны на рис. 8 и рис. 9.

Рис. 8. Расчётная схема рамы бульдозера с неповоротным отвалом

Рис 9. Сечения толкающего бруса

Исходные данные для проектирования представлены в табл. 4.

Расчет толкающей рамы бульдозера с неповоротным отвалом производится по расчетной схеме, соответствующей моменту упора отвала в препятствие при копании грунта в процессе выглубления.

На раму бульдозера действуют следующие внешние нагрузки:

– составляющие сопротивления грунта копанию (считаются заданными); – составляющие реакции в местах крепления толкающих брусьев к раме базовой машины (подлежат определению); – усилия в гидроцилиндрах (подлежат определению).

Таблица 4

Исходные данные для расчёта рамы бульдозера с неповоротным отвалам

Номер варианта	Исходные данные
	L, м	l1, м	l2, м	l3, м	в, м	в1, м	в2, м	в3, м	h, м
1	2,5	2,0	2,25	3,0	1,5	1,7	2,5	0,3	0,2
2	3,0	2,3	2,7	3,25	1,5	1,7	2,5	0,35	0,3
3	3,5	2,8	3,2	3,9	0,7	1,8	3,0	0,35	0,2
4	3,5	3,0	3,25	4,0	0,8	2,3	3,5	0,4	0,3
5	3,7	3,0	3,35	4,2	0,4	2,0	3,0	0,4	0,4
6	4,0	3,3	3,75	4,5	0,1	2,1	3,5	0,4	0,4
7	4,3	3,5	4,0	4,8	0,2	2,5	3,5	0,45	0,3
8	4,5	3,7	4,0	5,0	2,0	2,8	4,0	0,5	0,3
9	4,8	4,0	4,3	5,3	1,8	3,2	4,0	0,5	0,4
10	5,2	4,2	4,8	5,7	2,3	3,2	4,2	0,5	0,5
11	3,6	3,0	3,2	4,1	1,6	2,0	2,8	0,3	0,2
12	4,6	4,0	4,0	4,1	1,5	2,5	4,0	0,4	0,3

Окончание табл. 4

Номер варианта	Исходные данные
	РХ, кН	РY, кН	РZ, кН	α, град	β, град	γ, град	Тип сечения	Материал	Расчетное сварное соединение	Графическая часть
1	40	5	4,5	75	30	60	А	Сталь Ст3	Опора откоса с брусом	Толкающий брус
2	50	-	5,0	75	30	60	А
3	60	12	6,5	75	45	60	А
4	80	-	7,5	75	45	60	А	Сталь 09Г2С
5	100	10	8,0	75	45	60	Б
6	70	9	16	70	35	50	А
7	90	-	20	65	32	65	Б	Сталь 10ХСНД	Опора трактора с брусом
8	80	16	25	70	30	60	Б
9	100	5	30	75	35	60	Б
10	120	10	25	70	30	50	Б	Сталь 15ХСНД
11	50	8	18	70	30	55	А
12	90	5	20	65	30	60	Б

Порядок расчета.

Для расчета толкающих брусьев, раскосов и подкосов необходимо определить усилия в местах сочленения толкающих брусьев, раскосов, подкосов и отвала: – составляющие реакции в местах крепления толкающих брусьев к отвалу; – усилия в правых и левых подкосах и раскосах.

Расчленив раму на основные элементы и заменив подкосы и раскосы усилиями, действующими в них, получают схему, приведенную на рис. 10.

Рис. 10. Расчётная схема

1. Рассматривают равновесие системы «толкающие брусья – отвал». Составляют уравнение моментов относительно оси Y₂: ∑ МY₂ = 0 - и учитывая, что цилиндры связаны между собой гидравлически (т.е. усилия в них равны), находят усилия в гидроцилиндрах .

2. Составляют уравнение моментов относительно оси Х: ∑ МХ = 0 - и определяют реакцию .

3. Составляют уравнение моментов относительно оси Х₁: ∑ МХ₁ = 0 - и находят реакцию .

4. Рассматривают равновесие толкающего бруса . Составляют уравнение моментов относительно оси Y₁: ∑ МY₁ = 0 - и определяют усилие в левом раскосе . Составляют уравнение проекций на ось Z₁: ∑ Z₁ = 0 - и находят реакцию .

5. Рассматривают равновесие толкающего бруса .

Составляют уравнение моментов относительно оси Y₁: ∑ МY₁ = 0 - и определяют усилие в правом раскосе . Составляют уравнение проекций на ось Z: ∑ Z = 0 - и находят реакцию .

6. Рассматривают равновесие системы «толкающие брусья – отвал». Составляют уравнение моментов относительно оси Z′: ∑ MZ′ = 0 - и определяют реакцию . Составляют аналогичное уравнение относительно оси и находят реакцию .

7. Толкающие брусья с раскосами, подкосами и отвалом в горизонтальной плоскости представляют один раз статически неопределимую систему. Решение такой системы может быть выполнено методом сил. Рассматривают наиболее тяжелый случай нагружения толкающего бруса, когда горизонтальную реакцию, действующую по оси , воспринимает только одна опора . В этом случае брус будет иметь самую большую нагрузку и силы, действующие на брус в горизонтальной плоскости, будут равны нулю Рассматривая равновесие бруса , составляют уравнение проекций сил на ось Х₁: ∑ Х₁ = 0 и находят реакцию .

8. Рассматривают равновесие отвала. Составляют уравнение моментов относительно Z: ∑ MZ = 0 - и определяют усилие в правом подкосе .

9. Рассматривают равновесие бруса . Составляют уравнение моментов относительно оси Z: ∑ MZ = 0 - и находят реакцию . Составляют уравнение проекции на ось X: ∑ X = 0 - и определяют реакцию . Составляют уравнение моментов относительно оси Z′: ∑ MZ′ = 0 - и находят реакцию .

10. Для толкающего бруса строят эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости и определяют значение изгибающего момента в сечении I – I (рис. 9). Затем строят эпюру изгибающего момента в горизонтальной плоскости и находят значение изгибающего момента в сечении II – II (рис. 9). После этого строят для толкающего бруса .

11. Определяют суммарные нормальные напряжения от действия изгибающих моментов и усилий сжатия в точках сечений I – I, II – II (рис. 9).

12. Находят нормальные напряжения растяжения – сжатия в поперечных сечениях правого раскоса и подкоса.