1.  Исходные данные

Скрепер самоходный, тягач БелАз-531

GT = 192 кН

h = 0,2 м

GC = 290 кН

b1 = 0,4 м

ТТ = 60 кН

y1 = 25°

МКР = 0,86 кНм

b = 0,25 м i = 420

l1 = 1,65 м

rC = 0,9 м

l2 = 0,95 м

с = 0,7 м

l3 = 0,4 м

d = 3,8 м

lС = 3,0 м

е = 2,2 м t = 0,8 м m = 1,5 м B = 2,9 м n = 2,6 м

h1 = 0,2 м

r = 3,4 м

h2 = 0,7 м

Примечания:

hT = rc = 0,9 м

r = (d – n) + e = 3,8 – 2,6 +2,2 = 3,4 м

g = (d – n) + t = 3,8 – 2,6 + 0,8 = 2 м

L1 = (n – b) + g = 2,6 – 0,25 + 2 = 4,35 м

a = (m + r) – g = 1,5 + 3,4 – 2 = 2,9 м

S = c + b = 0,7 + 0,25 = 0,95 м

2.      Расчет рамы скрепера

Рама скрепера охватывает ковш с двух сторон и крепится к нему продольными балками. Передняя часть рамы опирается на прицепное устройство, которое размещено на седельно-сцепном устройстве тягача. Соединение рамы с ковшом шарнирное, шаровым шарниром. Переднее прицепное устройство имеет продольный и вертикальный шарниры, обеспечивающие возможность поворота тягача как в горизонтальной плоскости, так и в поперечной вертикальной плоскости.

Определение нагрузок, действующих на раму скрепера, начнем с анализа внешних сил, действующих на машину в целом. Для этого рассмотрим схему сил, действующих на самоходный скрепер с одноосным тягачом. Величина сил, действующих на скрепер, различна для каждого периода работы, поэтому назначают ряд расчетных положений, для которых определяют силы, действующие на конструкцию. Расчетным положением для проверки на прочность рамы, деталей ковша, сцепного устройства и ходовой части будет являться конец заполнения ковша. В этом расчетном положении на машину действуют следующие силы: сила тяжести тягача GТ, сила тяги тягача ТР, толкающее усилие толкача ТТ, силы сопротивления копанию Р1 и Р2, вертикальные реакции на колесах R1 и R2, силы сопротивления перекатыванию Pf 1 и Pf 2. Величина и точка приложения силы тяжести тягача и скрепера с грунтом обычно заданы или находятся по общеизвестным правилам. Наибольшая возможная сила тяги определяется мощностью двигателя и условиями сцепления ведущего ходового устройства с грунтом. Расчетная сила тяги для самоходного скрепера равна:

Рис. 2.1 Схема сил действующих на скрепер

где     - максимальная окружная сила колесных двигателей, кН,

 - сила сопротивления качению ведущих колес скрепера, кН,

 - коэффициент динамичности, .

Максимальная окружная сила:

,

где     - максимальный крутящий момент на балу двигателя, кНм,

 - общее передаточное число трансмиссии,

 - КПД трансмиссии, ,

 - радиус ведущих колес, м.

 кН.

Силу сопротивления качению ведущих колес определим по формуле:

,

где     - общий вес машины с грунтом, .

 кН.

Расчетная сила тяги:

 кН.

Силы сопротивления копанию, приложенные на режущей кромке ковша, состоят из касательной силы  и нормальной силы  (боковая сила при нормальных условиях работы не возникает).

Касательная сила  может быть определена из условия тягового баланса скрепера в предположении, что призма волочения отсутствует, и, следовательно, на ее перемещение работа не затрачивается. Сопротивление перемещению скрепера, как тележки:

 кН,

 кН.

Нормальная сила  в конце наполнения и при выглублении направлена вниз, а ее величина определяется по формуле:

,

При выглублении ,

 кН.

Рисунок 2.2 – Схема сил, действующих на тягач скрепера

Вертикальные реакции на передних и задних колесах  и  определим из уравнений моментов всех сил относительно точек А и В (Рисунок 2.2). ............