Расчет рамы транспортной машины аналитическим методом

Расчетным случаем ТМ является транспортирование изделий с учетом коэффициента динамичности К_д.

Расчет производится следующих элементов ТМ: рамы, колесной оси, откидной опоры, подвески и т.д.

Рассмотрим проектирование рамы ТМ, которое включает расчеты на прочность и жесткость.

Целью расчета рамы ТМ на прочность является выявление максимальных нагрузок и напряжений в ее ответственных сечениях и сравнение их с допустимыми.

На раму ТМ действуют (рис. 128) нагрузки от веса изделий Р_А и Р_В, реакции колесного хода R_с и R_к, собственный вес рамы G_рами закрепленного на ней оборудования P_i .

Нагрузки Р_А, Р_В, R_c, R_к находятся при развеске ТМ.

Расчеты нагрузок от веса рамы существенно упрощаются при постоянной интенсивности q_x распределении ее веса по длине

Рис. 128. К расчету рамы TМ на прочность

Найдем статический изгибающий момент в сечении рамы x - x от действия всех сил (рис .128).

,

где Р_i - сосредоточенный вес i -го элемента оборудования;

- изгибающий момент от веса рамы.

Динамический изгибающий момент будет равен

При торможении ТМ на ее раму действует дополнительный изгибающий момент М_Т от силы торможения Р_Т.

М_Тx=P_Т× z,

где z – расстояние от поверхности грунта до центра балки рам.

Р_Т= j R_к ,

где j – коэффициент сцепления, j =0,6–0,8.

Таким образом, за расчетный изгибающий момент M_pmax действующий в сечении x - x рамы, можно принять максимальный из моментов

Напряжение в искомом сечении рамы ТМ будет равно

где W_x – момент сопротивления сечения при изгибе.

Подбором размеров и формы сечений рамы (параметра W_x) добиваются выполнения данного условия.

При расчете на жесткость раму рассматривают как балку на двух опорах С и К, на которую действуют силы Р_А, Р_В и равномерно распределенная нагрузка q_ср от собственного веса рамы со всем оборудованием на ней (рис. 129).

В практических расчетах принимают для двухопорных балок при нагрузках, направленных в одну сторону, в качестве максимального прогиба - прогиб посередине пролета. Это существенно упрощает расчеты.

Используя принцип независимости действия сил, найдем прогиб z рамы как сумму прогибов от действия каждой из сил

z = z_q+z_A+z_B .

Прогиб от распределенной нагрузки q_ср, равен [45]

Прогиб от силы P_А

.

Прогиб от силы P_В

Найденный прогиб не должен превышать допускаемую величину

, .

Данные аналитические расчеты рамы ТМ носят приближенный характер, так как не в полной мере учитывают ее конструктивно-силовую схему, связи элементов, переменный профиль сечений, точные места приложения нагрузок и др.

Более точных результатов и снижения весовых характеристик можно достигнуть при расчете конструкции рамы ТМ методом конечных элементов (КЭ).