Расчет нагрузок на элементы конструкции механизма подъема груза
Расчетная схема представлена на Рис.7.13. В качестве расчетного положения принято движение автопогрузчика по горизонтальной площадке при поднятом грузе на максимальную высоту. При этом вводятся в расчеты коэффициент динамичности КД =1.3 и коэффициент неравномерности нагрузки на клыки вил КП =1.3. Обе рамы (наружная и выдвижная) принимаются расположенными в одной плоскости, концы грузовых цепей для подъема каретки с грузом закреплены на корпусе гидроцилиндра, центры основных и боковых катков совмещены. Обозначения на Рис.7.13.:
Q — грузоподъемность автопогрузчика;
RК.В , RKH— реакции опор на верхних и нижних катках каретки;
RB , RH — реакции опор на катках выдвижной и наружной рам;
S — усилие натяжения в одной ветви грузовых цепей;
2F — пара сил, приложенная к оси роликов траверсы и нижнему шарниру гидроцилиндра подъема;
Н — высота подъема груза;
Н1 — расстояние от оси роликов грузовых цепей, закрепленных на траверсе до оси шарнира гидроцилиндра подъема;
h — то же до осей основных катков выдвижной рамы;
b, b1 — расстояния от центров тяжести груза и каретки с вилами до оси роликов грузовых цепей;
Рис.7.13. Расчетная схема определения нагрузок на элементы конструкций грузоподъемного механизма
l2 — расстояние от оси гидроцилиндра подъема до плоскости подвеса грузовых цепей;
L1 , L2 , L4 — плечи действия относительно оси шарнира крепления наружной рамы(точки С) сил тяжести груза, каретки с вилами, наружной рамы;
L5 — плечо действия усилия на штоке гидроцилиндра наклона рам SЦ! относительно точки С;
К — свободный ход каретки в начале подъема;
m — расстояние от оси катка до конца выдвижной рамы;
а — расстояние между опорными катками каретки;
а1 — расстояние между опорными катками наружной и выдвижной рам;
с — расстояние между нижними опорными катками каретки и верхними катками наружной рамы.
При проектировании вес каретки GК , расстояния b, b1 , l1 , l2 следует принимать по табл.7.3. Тогда L1 =b+l1 , L2 =b1 +l1 .
При определении боковых нагрузок принимается, что центр тяжести груза смещен от оси симметрии рам на расстояние f=15 cм.
Усилие на одной ветви грузовой цепи
S=0.5(КД *Q+GK ) (7.28)
Усилие на плунжере гидроцилиндра подъема
SЦ =2(Q+GK ) +GB (7.29)
Реакции опор на наиболее нагруженных основных катках каретки (7.30)
Реакции опор на основных катках выдвижной рамы
(7.31)
(7.32)
Сила F возникает вследствие внецентренного приложения нагрузки от грузовых цепей относительно оси плунжера, обусловленного конструктивным выполнением узла крепления их к корпусу гидроцилиндра (эксцентриситет l2 ). Сила F определяется по формуле (7.14). Усилие на штоке одного гидроцилиндра наклона рам определяется из уравнения равновесия системы относительно точки С, которое имеет следующий вид : SМс =0.
, (7.33)
где h = 0.98 — КПД шарнирных подшипников с густой смазкой
Составляющие реакции опоры С — XC , YC определяются из уравнений равновесия, которые имеют вид: SFX =0; SFY =0.
КД *Q+GК +GH +SЦ! Cosj -2YC =0
2XC - SЦ! Sinj =0.
Отсюда , (7.34)
, (7.35)
Равнодействующая , (7.36)
При работе автопогрузчика на площадке с боковым креном на боковых катках возникают реакции опор, которые определяются по формулам (7.19), (7.20), (7.21).
Схема действия сил и моментов на выдвижную и наружную рамы механизма подъема автопогрузчика приведена на Рис.7.14. Вертикальные стержни рам рассчитывают на поперечный изгиб, стесненное кручение и местный отгиб полок направляющих. Стесненное кручение стержней рам и отгиб полок направляющих возникают под действием нагрузок, передающихся от основных катков на элементы конструкции ассиметрично относительно нейтральной оси.