книги из ГПНТБ / Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета

сечения, Ё котором Совпадают большие значения Мх, Ми и Мг, можно найти эквивалентные напряжения в нескольких точках сечения.

В точке С суммируются нормальные напряжения от изгибаю­ щих моментов Мх, Мг и продольной силы Su. В этой точке соз­ дается линейное напряженное состояние. Условие прочности имеет вид

В точке F совпадают наибольшее нормальное напряжение

Оу = касательное напряжение от кручения т к = Ymax Мк : W..

wz

(у — коэффициент, зависящий от соотношения сторон сече­ ния; указан на данной странице), наибольшее касательное на­ пряжение от изгиба в плоскости у—г max туг и нормальное напря­ жение а" от продольной силы.

140

Расчет на прочность замкнутого тонкостенного профиля,

требует определения касательных напряжений кручения прибли­ женным методом. Этот расчет основан на условии, что касатель­ ные напряжения от действия крутящего момента распределяются по толщине стенки равномерно и направлены параллельно каса­ тельной к средней линии контура (гипотеза Бредта), представляю­ щей собой геометрическое место точек середин толщин стенок.

из нескольких узких прямоугольников различной толщины, образующих открытый профиль, наибольшие касательные напря­

141

Наибольшие напряжения в г'-м элементе, толщина которого б£

З М К 6,

l i h i 6 i

Расчет пальцев крепления кабелепрокладочного ножа к хреб­ товой балке производится на действие случайной нагрузки, возникающей в результате встречи ножа с препятствием. Сила, действующая на палец А (см. рис. 81, а):

Пальцы крепления ножа обычно выполняют роль предохрани­ тельных элементов, предотвращающих разрушение конструкции кабелеукладчика при встрече ножа в грунте с жестким препят­ ствием. Поэтому при расчете пальцев на срез как предохранитель­ ных элементов принимают ( т с р ) в = [тс р ], т. е. расчет ведут по макси­ мальным нагрузкам.

Из-за наличия заусенцев остатки срезанного пальца трудно извлечь из отверстия, поэтому на некоторых кабелеукладчиках -вместо одного из пальцев поставлен элемент крепления, работаю-

142

щий на разрыв. Разрывное усилие, действующее на стержень, определяется из уравнения моментов сил относительно центра другого пальца.

§ 2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ХРЕБТОВОЙ БАЛКИ

ПРИЦЕПНОГО КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА

Большинство конструкций прицепных кабелеукладчиков имеет корпус или раму с центрально расположенной хребтовой балкой, к заднему концу которой крепится кабелепрокладочный нож, сбоку — оси опорных колес или балансиров, а спереди — при­ цепное устройство. Расчетная схема хребтовой балки одноосного кабелеукладчика представлена на рис. 83.

В продольной вертикальной плоскости к заднему концу хреб­

В поперечной вертикальной плоскости к заднему концу хреб­ товой балки приложены боковая сила Rz и создаваемый ею крутя­ щий момент

Мв = Мг;

в горизонтальной плоскости (в месте крепления оси опорных колес)

МГ = R ^ .

По условию сцепления с грунтом опорных колес при боковом смещении кабелеукладчика

Rz ^ f¥.

Нормальное напряжение изгиба в сечении /

Нормальное напряжение от растяжения и изгиба в сечении / /

Rx _i_ Мэкв

, п + ^ Г ^ >

143

Расчет осей колес на прочность может быть произведен по величинам нагрузок, действующих на колесо при наезде его на

'fl7

Ю

Рис. 84. Схема сил, действующих на колесо кабелеукладчнка при преодо­ лении препятствия

Ив

сосредоточенное препятствие. Наиболее нагружено колесо, рас­ положенное в зоне приложения вертикальной составляющей R g ножа и общего центра тяжести кабелеукладчнка с барабанами. Вертикальная нагрузка на это колесо может быть принята (рис. 84)

144

где

l

Подставив в уравнение (56) значения Qn p и sin (3, получим

Л , = 3Qn p = 1,5 (GK + G „ + /?,).

От силы Р0 ось нагружается изгибающим моментом и перере­ зывающей силой. Расчет оси на изгиб выполняется как для кон­ сольной балки с жесткой заделкой.

§ 3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ НАВЕСКИ

НАВЕСНОГО КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА

Расчет кабелепрокладочного ножа навесного кабелеукладчика проводится по методике, изложенной в § 1, с добавлением про­ верочного расчета на воздействие на нож сил во время заглубле-

- Ч £ -

d2 'ЧС Э»1

а)

Рис. 85. Расчетные схемы сил, действующих на навесной кабелеукладчик при выглублении (а) и заглублении (б) ножа

ния в грунт и выглубления из грунта. Расчетные схемы для ука­ занных случаев показаны на рис. 85.

Продольная сила, действующая на нож:

Рабочее усилие гидроцилиндра при подъеме навески (рис. 85, а)

Ход гидроцилиндра навески выбирается таким, чтобы обеспе­ чить проходимость кабелеукладчика при отклонении навески

смещение кабелепрокладочного ножа, зависят от того, как осу­ ществлена связь гндроцнлиндров с промежуточной балкой.

Рис. 86. Схема для определения рабочих усилии гид­ роцилиндров бокового смещения ножа при повороте:

а — п р о м е ж у т о ч н о й балки; б — хвостовика, несущего н о ж

Если гидроцилиндры имеютточку опоры на передней раме (рис. 86, а), то их рабочие усилия

Для навески, у которой гидроцилиндры связывают промежу­ точную балку с хвостовиком (рис. 86, б), обеспечивая разворот хвостовика относительно промежуточной балки, поворот послед­ ней относительно переднего присоединительного шарнира про­ исходит под действием момента от реакции грунта на боковую поверхность кабелепрокладочного ножа, обращенную к продоль­ ной оси трактора. Этот момент должен быть

Мгр = RJ2 = (Р3 + Р4 ) п,

где п— плечо приложения усилий от гидроцилиндров. Отсюда сумма рабочих усилий гидроцилиндра

Р _|- Р — ^ 2

146

плоскость кабелепрокладочного ножа будет располагаться под некоторым углом к направлению движения, увеличивая этим ширину траншеи. Такое положение ножа повышает возможность его поломки при встрече в грунте с жестким препятствием, так как при этом боковая сила Rz будет больше, чем при расположении плоскости ножа по нап­ равлению движения кабе­ леукладчика.

Усилие, воспринимае­ мое гидроцилиндром, из­ меняющим угол наклона ножа относительно про­ межуточной балки навес­ ки, при расположении его над нижним пальцем креп­ ления ножа будет равно Q'b (рис. 81,6) которое действует на верхний па­ лец В крепления ножа. Следует отметить, что установка этого гидроци­ линдра может способство­ вать уменьшению динами­

ческих нагрузок на навеску и нож, если в нем в полости противодавления рабочей жидкости имеется предохранитель­ ный (перепускной) клапан, отрегулированный на заданное предельное значение Q'b-

Промежуточная балка радиальной навески (рис. 86, а) при работе кабелеукладчика в общем случае нагружения находится под воздействием сил Rx, Ry и Rz, изгибающего момента Мг, крутящего момента Мх и изгибающего момента от рабочих уси­ лий Рг и Р2 гидроцилиндров, поворачивающих промежуточную балку (рис. 87).

Наибольший изгибающий момент в вертикальной плоскости возникает в сечении I :

Наибольший изгибающий момент в горизонтальной плоско­

Соединительные пальцы передней рамы промежуточной балки и хвостовика рассчитываются на срез и на смятие от действия силы Rx. Изгибающий момент пальцами не воспринимается, поскольку в местах их установки указанные детали сочленяется

Глава VII

У С Т Р О Й С Т ВА Д Л Я И З В Л Е Ч Е Н И Я К А Б Е Л Я И З Г Р У Н Т А

§ 1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ КАБЕЛЕИЗВЛЕКАЮЩИХ МАШИН

Проложенные в грунт кабели стационарного типа обычно эксплуатируются на своей трассе постоянно и не подлежат демон­ тажу. Кабельные линии, предназначенные для временной эксплуа­ тации, в ряде случаев демонтируют по миновании в них надоб­ ности. При этом кабель извлекают из грунта, в который он был проложен кабелеукладчиком. Выполнение подобной задачи пред­ ставляет интерес и при испытаниях опытных образцов кабеле­ укладчиков, а также при обучении бригад механизаторов — строи­ телей кабельных линий. Устройства, предназначенные для извле­ чения кабеля из грунта, называют кабелеизвлекающими машинами. Они строятся на базе навесных или прицепных кабелеукладчиков.

На рис. 88 изображена навесная кабелеизвлекающая машина, смонтированная на гусеничном тягаче 8. Вскрывающий корпус 14 укреплен на параллелограммной навеске 3. Изменение глубины хода вскрывающего корпуса в грунте (перемещение по вертикали)

148

обеспечивается гидроцилиндром 4. Перемещение вскрывающего корпуса по горизонтали осуществляется гндроцилиндром 5, поворачивающим навеску вокруг вертикальной оси.

Для автоматического слежения за извлекаемым из грунта кабелем б машина снабжена аппаратурой наведения тягача и вскрывающего корпуса на трассу кабеля. Аппаратура состоит из

Рис. 88. Схема навесной кабелеизвлекагащей машины

блока, выходной сигнал которого управляет гидравлическим золотником силового гидроцилиндра.

Антенный датчик курса 7 укреплен на носовой части тягача, а датчики 1 и 2 горизонтального и вертикального наведения смон­ тированы в носке вскрывающего корпуса. Необходимый для си­ стемы вертикального наведения вскрывающего корпуса датчик

щие блоки 9 и гидроцилиндры 10, управляющие механизмом поворота тягача, расположены в кабине.

Кабель вытягивается через оставляемый над ним слой грунта 1 путем намотки на барабан 12, приводимый во вращение гидромо­ тором. В процессе извлечения носовая часть тягача и вскрываю­ щий корпус с помощью аппаратуры наведения и гидроприводов удерживаются на трассе кабеля с небольшими отклонениями от первоначально заданного положения. В плотных грунтах для вытягивания кабеля требуется подкапывание грунта снизу х .

1 Хайзерук Е. М., Зиновеев А. И. Авторское свидетельство № 323825. «От­ крытия, изобретения, промышленные образцы товарные знаки», 1972, № 1.

149