Практическая работа 6 Расчет механизма изменения длины телескопической стрелы

 

 

Телескопически рыдвижные стрелы ориентированы на относительное перемещение подвижных секций с подвешенным грузом (рисунок 12). Действующие нагрузки: весовые, ветровые, инерционные и силы трения, которые возникают в местах опирания каждой внутренней секции на внешнюю. В качестве контактирующего элемента используют ролики или башмаки 2 и 5 из антифрикционного материала, чаще - композитного полимера, с коэффициентом трения f» 0,1. Их крепят на верхнем конце внешней секции 1 и нижнем конце - внутренней 3. Секции перемещаются длинноходовым гидроцилиндром 4 двустороннего действия (ход до 6 м), иногда с канатным мультипликатором.

 

1, 3 - подвижная и неподвижная секции стрелы; 2 – башмаки (ролики) неподвижной секции стрелы; 4 - гидроцилиндр; 5 – башмаки (ролики) подвижной секции стрелы; 6 - шток гидроцилиндра

 

Рисунок 12 - Расчетная схема для определения параметров гидроцилиндра телескопической стрелы

 

Усилия сжатия воспринимают гидроцилиндры, а изгиба - секции стрелы (рисунок 12). При максимально выдвинутой секции 3 минимальное расстояние между башмаками (роликами) t. Под воздействием поперечных сил веса подвижной секции 3 и груза возникают реакции связи R_A и R_B в точках А и В соответственно, что порождает силы трения Fтр_А и Fтр_В. Они входят в силы сопротивления и будут максимальными при горизонтальном расположении стрелы и равными нулю - при вертикальном. Ветровыми и инерционными силами пренебрегаем.

Максимальная нагрузка на штоке гидроцилиндра будет при минимальном вылете, при горизонтальном расположении стрелы нагрузки от сил веса отсутствуют и причиной сопротивления будут только силы трения Fтр_А и Fтр_В. Из этого можно сделать вывод: площадь штока гидроцилиндра лучше всего определить при максимальном угле наклона стрелы.

Для расчета площади штока используем условия прочности при растяжении (сжатии):

 

                                              , МПа;                                   (83)

 

где N - расчетная нагрузка;

F - площадь поперечного сечения штока, м²;

[s] - допускаемое напряжение для конструкционного материала, МПа.

 

, кН;

 

где Q - масса груза, с которым возможно выдвижение стрелы (можно принять );

Gс.в - масса выдвижной секции стрелы.

Тогда диаметр штока:

 

                                                , м.                                          (84)

 

Полученное значение d округляют до стандартного.

Диаметр гидроцилиндра находят по формуле:

 

                                            , м;                                        (85)

 

где р - расчетное давление, р = (0,8...0,9)×рн (рн = 16 МПа);

hгмц - гидромеханический КПД цилиндра, hгмц = 0,93-0,97.

Принимаем ближайшее большее стандартное значение диаметра гидроцилиндра.

Рабочая длина штока l шт и цилиндра l ц выбираются из конструктивных рассуждений.

Для определения расхода рабочей жидкости необходимо найти скорость движения штока (поршня):

 

                                                , м/с;                                           (86)

 

где l п - путь, который прошел поршень за время выдвижения секции стрелы (определяется на основе данных полученных при расчете длин стрелы и секций), м;

tт - время телескопирования, с.

Расход рабочей жидкости:

 

                                              , м³/с;                                    (87)

 

где hоц - объемный КПД гидроцилиндра, hоц = 0,98-0,99.

В случае необходимости проектирования телескопической стрелы с числом секций больше двух необходимо обратиться к специальной литературе по этому направлению, или за консультацией к преподавателю.