Исходные данные к статическому расчету

Гусеничной машины

 

Перечень подлежащих определению величин:

- координаты центра масс машины;

- координаты центра давления;

- среднее, максимальное и минимальное давление;

- размеры ядра сечения;

- деформации несущего основания.

Таблица 1П

Значения исходных данных

 

№ пп Наименование Обозначение Единица измерения Значение
1. Масса гусеничного хода кг  
2. Координаты центра масс гусеничного хода м  
3. Масса двигателя кг  
4. Координаты центра масс двигателя м  
5. Масса металлической конструкции кг  
6. Координаты центра масс металлической конструкции м  
7. Масса ковшовой рамы кг  
8. Координаты центра масс ковшовой рамы м  
  Продолжение табл. 1П
9. Угол продольного крена град.  
10. Угол поперечного крена град.  
11. Угол наклона ковшовой рамы град.  
12. Усилие со стороны массива на ковшовую раму Н  
13. Координаты точки приложения усилия м  
14. Длина опорной поверхности гусениц м  
15. Ширина гусениц м  
16. Колея гусеничного хода м  
17. Модуль Юнга грунта кПа  

 
 

Расчетная схема

Рис. 1П

Таблица 2П

Варианты задания № 1

 

  № пп   Обозначение   Ед. измерения В а р и а н т
             
1. кг
2. , , м 0,1; 0,3; 0,6 -0,1; 0,4; 0,5 0,2; 0,2; 0,4 -0,2; 0,3; 0,6 0,3; 0,4; 0,5 0,1; 0,4; 0,7 0,3; 0,2; 0,9
3. кг
4. , , м -0,3; 1,6; 1,2 -0,2; 1,7; 1,3 0; 1,5; 1,1 -0,2; 1,8; 1,4 0,3; 1,5; 1,2 -0,3; 1,4; 1,4 -0,5; 1,7; 1,3
5. кг
6. , , м -0,2; -0,6; 0,7 0,2; -0,5; 0,7 -0,3; -0,4; 0,6 0,4; -0,4; 0,8 -0,3; 0,4; 1,0 0,4; 0,6; 0,8 -0,3; 0,5; 0,9
7. кг
Продолжение табл. 2П
8. , , м 0; -2,6; 0,7 0; -2,4; 0,5 0; -2,5; 0,8 0; -2,7; 0,7 0,3; -2,5; 0,5 0; -2,7; 0,3 0; -2,7; -0,1
9. град.
10. град.
11. град.
12. Н
13. , м -3,0; -1,0 -2,8; -1,1 -2,7; -1,2 -3,0; -1,5 -2,8; -1,2 -2,9; -1,0 -3,0; -1,2
14. м 5,1 5,0 4,8 5,2 4,5 4,8 5,1
15. м 0,9 0,8 0,8 0,9 0,8 0,7 0,9
16. м 4,1 4,0 3,8 4,2 3,6 3,7 4,0
17. кПа

 

 

Продолжение табл. 2П

Варианты задания № 1

 

  № пп   Обозначение   Ед. измерения В а р и а н т
             
1. кг
2. , , м 0,4; 0,3; 1,0 -0,3; -0,4; 0,8 0,2; 0,4; 0,8 0,2; 0,4; 0,5 0,3; 0,3; 0,7 0,1; 0,5; 1,1 0,2; 0,5; 0,7
3. кг
4. , , м 0,5; 1,4; 1,6 -0,2; 1,5; 1,2 0,3; 1,4; 1,0 -0,3; 1,7; 1,5 -0,5; 1,7; 1,3 0,5; 1,5; 1,4 -0,3; 1,7; 1,4
5. кг
6. , , м 0,5; -0,4; 1,2 0,3; 0,5; 0,7 -0,3; -0,4; 0,8 -0,3; -0,6; 0,9 0,5; 0,6; 0,8 -0,4; 0,6; 0,9 -0,3; 0,5; 0,9
7. кг
Продолжение табл. 2П
8. , , м 0; -2,8; 0,3 0; -2,5; 0; -2,6; 0,6 0; -2,9; 0,3 0; -2,5; 0,2 0; -2,6; 0,8 0; -2,9; -0,4
9. град.
10. град.
11. град.
12. Н
13. , м -3,2; -1,0 -2,9; -1,4 -2,8; -1,2 -3,2; -1,2 -2,9; -1,2 -2,9; -1,0 -3,1; -1,2
14. м 4,9 4,7 4,85 5,2 5,0 4,0 4,2
15. м 0,9 0,8 0,8 0,9 0,8 0,7 0,8
16. м 3,8 3,9 3,6 4,0 3,8 3,5 3,6
17. кПа

 

 

Продолжение табл. 2П

Варианты задания № 1

 

  № пп   Обозначение   Ед. измерения В а р и а н т
             
1. кг
2. , , м -0,1; 0,4; 0,5 0,2; 0,2; 0,4 -0,2; 0,3; 0,7 0,1; 0,4; 0,67 0,3; 0,2; 0,9 0,2; 0,4; 0,8 0,3; 0,3; 0,7
3. кг
4. , , м -0,2; 1,8; 1,4 0,3; 1,5; 1,2 -0,3; 1,4; 1,4 0,5; 1,4; 1,6 0,5; 1,3; 1,5 0,4; 1,5; 1,5 0,3; 1,47; 1,0
5. кг
6. , , м 0,4; 0,6; 0,8 -0,3; 0,5; 0,9 0,5; 0,4; 1,2 0,3; 0,5; 0,7 0,3; 0,5; 0,7 0,4; 0,6; 0,8 -0,3; 0,5; 0,9
7. кг
Продолжение табл. 2П
8. , , м 0; -2,8; 0,3 0; -2,5; 0; -2,6; 0,6 0; -2,5; 0; -2,9; 0,3 0,3; -2,5; 0,5 0; -2,5; -0,3
9. град.
10. град.
11. град.
12. Н
13. , м -2,9; -1,2 -3,0; -1,2 -3,2; -1,2 -3,0; -1,3 -3,0; -1,1 -2,7; -1,2 -3,0; -1,3
14. м 4,0 5,1 4,7 5,1 4,8 5,0 4,0
15. м 0,6 0,5 0,7 0,8 0,7 0,9 0,7
16. м 3,2 3,5 3,8 4,0 3,5 4,0 3,5
17. кПа

 

 


ПРИМЕР РАСЧЕТА

 

1. В соответствии с исходными данными составляем расчетную таблицу 1.1 и схему точек приложения центров масс составных частей машины (рис. 1П).

Таблица 1.1

Данные для вычисления координат центра масс машины

№ п/п Наименование Обозначение Масса , кг Координаты, м
     
1. Гусеничный ход 0,4 0,3 1,0
2. Двигатель -0,2 1,5 1,3
3. Металлоконструкция 0,3 -0,5 1,0
4. Ковшовая рама -2,8 0,4
5. Масса машины и координаты центра масс 0,19 -0,17 0,95

 

2. Координаты центра масс машины (формулы 1.1):

м;

 

м;

 

м.

Полученные значения координат точки С записываем в табл. 1.1 и наносим ее на расчетную схему (рис. 1П).

3. Составляем схему к определению координат и центра давления D (рис. 1.2).

4. Проекции силы тяжести на оси (формулы 1.18):

Н;

 

Н;

 

Н.

 

5. Проекции усилия со стороны массива на ковшовую раму:

Н;

 

Н;

 

 

6. Проекции равнодействующей внешних сил (формулы 1.19):

Н;

 

Н;

 

Н.

 

7. Моменты равнодействующей относительно осей и (формулы 1.20), в которые проекции сил и подставляются со знаком «+», а их координаты – с учетом знака:

 

8. Координаты центра давления (формулы 1.6):

м; м.

9. Среднее давление машины на грунт (формула 1.10)

Па.

10. Моменты сопротивления и опорной площади для двухопорных гусениц, жестко соединенных с рамой машин (формулы 1.12):

м3;

 

м3.

 

11. Максимальное и минимальное давления на грунт (формулы 1.11):

Па;

 

Па.

 

12. Размеры ядра сечения соответственно (формулы 1.14-1.16):

м;

 

м.

 

13. По вычисленным координатам предельных точек ядра сечения строим ромб, который является ядром сечения двухопорного гусеничного хода, и наносим на полученную схему (рис. 1.5) координаты центра давления .

Если в результате расчетов оказалось, что , то это означает, что опорная площадь гусениц машины используется для передачи давления на грунт не полностью (рис. 1.4) и центр давления расположен за пределами ядра сечения. В рассматриваемом случае .

14. Средняя, наибольшая и наименьшая деформации грунта (формулы 1.17):

м;

 

м;

 

м.

 

Таким образом, центр масс многоковшового экскаватора расположен в точке С с координатами = 0,19 м; = −0,17 м и = 0,95 м; центр давления D имеет координаты = 0,20 м и = −0,25 м и не выходит за пределы ядра сечения, ограниченного ромбом с координатами вершин 1,66 м и 0,88 м. Наибольшее и наименьшее давления на грунт соответственно равны = 25,1 кПа и = 10,7 кПа, при этом деформации грунта не превышают допустимой и составляют = 0,097 м, = 0,042 м и = 0,07 м.

 


Приложение 2