66 Выбор расчетных положений и определение сил, действующих на рыхлитель

В процессе работы на дорожно-строительную машину действуют два вида сил: активные силы (сила тяжести машины и рабочего оборудования, сила тяги машины, силы, приложенные к штоку исполнительного гидроцилиндра и.т.п.) и реактивные силы, которые, в свою очередь, подразделяются на внешние (силы взаимодействия рабочих органов и базовой машины с грунтом) и внутренние (силы, действующие в узлах связи отдельных элементов рабочего органа и базовой машины).

При расчете сил, действующих на дорожно-строительную машину, в том числе и на рыхлитель, важно выбрать такое положение, при котором значения реактивных сил в расчетном узле будет максимальным. При расчете рыхлителя принято производить расчет в грех положениях: начало заглубления, рыхление и выглубление.Координата центра давления точки приложения равнодействующей нормальных сил реакции грунта определяется для случая, когда машина движется по горизонтальной поверхности с максимально возможным заглублением зуба, внезапный наезд на камень одним зубом, гидроцилиндры привода рыхлителя заперты. Вертикальная составляющая Р_х силы сопротивления рыхления Pi имеет максимальное значение и определяется тяговыми возможностями базовой машины с учетом динамического характера приложения нагрузки:Px=Tнkтkд Н,где к_т - коэффициент использования тягового усилия, принимается; кд - коэффициент динамичности,

Вертикальная составляющая силы сопротивления рыхлению Pzv может быть определена из расчетной схемы по формуле:Pz=Px^, tgνkдвH,

где Px^, - горизонтальная составляющая реакции грунта без учета коэффициента динамичности: v - угол наклона силы к поверхности рыхления, принимается = 20°; к_дв - коэффициент динамичности в вертикальном направлении,. Вертикальная составляющая реакции грунта Pz^, при выглублении определяется из условия опрокидывании относительно, точки А:Pz^,=|Gм^,d1|/d2 H,

где Gм^, - масса машины с учетом бульдозерного оборудования, Н; d1 - расстояние от центра тяжести рыхлителя до оси задней звездочки, м, определяется с учетом смещения центра тяжести по линии опорной поверхности:d1 =0,5Lоп±X1 м, Во время рыхления грунта имеет место возникновение боковой составляющей сил сопротивления рыхлению Р_у, которая определяется по формуле:Р_у=0,4Р_хк_д Н.

Для выбора гидроцилиндров необходимо найти максимальное значение усилия S на штоке гидроцилиндра. Расчетное положение представлено на рис.4 . В этом положении предусматривается начало заглубления зубьев в грунт, когда усилие S настолько велико, что возможно вывешивание машины относительно точки В. Машина находится в статическом состоянии. Сила S определяется из уравнения равновесия:

ΣM0=Sr-Pzmaxd``2+G`pl``p=0

Откуда Sr=|Pzmaxd``2+G`pl``p|/r H.

И ΣMв=Gb`lo-Pzmax(Lоп+d``2+m)=0,

Откуда Pzmax =|Gb`lo| /(Lоп+d``2+m) H,

где lo =0,5 Lоп ±Xl м.

Значения d``2, l``p, r, m принимаются по параметрам прототипов навесок и базовых машин и из эскизной компоновки рыхлителя, которая производится параллельно с расчетом сил, действующих на машину.

В зависимости от компоновочной схемы рыхлительнои навески число гидроцилиндров, работающих на заглубление - выглубление зубьев, от одного до двух. Вследствие этого, в случае применения двух гидроцилиндров значение силы S` действующей на один гидроцилиндр, будет равно S/2.