Способы  моделирования  и  анализа  нагруженности  рабочего  оборудования  экскаватора  в  зоне  копания
  Строительные материалы
  Строительные машины
  Опыт строительства
  Прочие строительные статьи
  Строительные объявления
  Обратная связь
  Главная страница

 
 В помощь снабженцу
 

 
 Строительные новости

28.8.2019
Юбилей Российской академии архитектуры и строительных наук

В Москве было проведено Общее собрание РААСН, посвященное очередной годовщине её создания. В соответствии с распорядком работы Общего собрания в Кол...

26.8.2019
Темпы строительства в Москве растут

  Как было доложено Президенту РФ Дмитрию Медведеву Мэром Москвы Сергеем Собяниным, в 2011 году в Москве было построено и сдано около 7 ми...

24.8.2019
Американская технология малоэтажного домостроения становится интернациональной

  Анализ мирового строительного рынка показывает, что американский модульный тип малоэтажного домостроения становится все более популярным.<...

2.8.2019
Российский Союз Общественных Академий Наук

В Министерстве юстиции Российской Федерации зарегистрировано общественное объединение – Российский союз общественных академий наук и выдано свидетел...

 

 

 

 
 В помощь снабженцу
 

 Способы  моделирования  и  анализа  нагруженности  рабочего  оборудования  экскаватора  в  зоне  копания

   Предлагаем рассмотреть три спомоба анализа нагрузок в рабочем оборудовании эксковатора.
  
   Способ первый. Для определения нагрузок используется представленая на рис. 1 конечноэлементная модель экскаватора. Гидроцилиндры S1–S3 и S5–S6 представлены стержневыми конечными элементами, которые могут воспринимать ограниченные по величине продольные нагрузки.

  

   Остальные узлы представлены балочными конечными элементами, которые могут воспринимать произвольные нагрузки. Балочный элемент используется для определения реакции в шарнирах, составляющих усилия в поперечных сечениях рабочего оборудования (продольных и поперечных сил, крутящих и изгибных моментов), а также реакции в контакте машины с основанием. Получаемые в расчетах усилия используются для выбора формы и размеров поперечных сечений. Применение балочных конечных элементов на начальной стадии прочностных расчетов обеспечивает простоту моделирования и модернизации модели, сокращение времени расчета, облегчение контроля и проверки модели. Предварительный анализ напряжений в стреле и рукояти, проведенный для различных конфигураций оборудования, при разных направлениях усилия резания, показал, что существуют положения ковша, при которых нагруженность рабочего оборудования максимальна. Одно из таких положений обнаружено на глубине, равной 0,7 от максимальной глубины копания.

  

   На рис.2 и в таблице приведены результаты расчета нагрузок в соединениях узлов при различных конфигурациях рабочего оборудования. Учтены ограничения по статической устойчивости машины и по допустимым усилиям в гидроцилиндре перемещения тележки и в гидроцилиндрах поворотов стрелы, рукояти и ковша. Направление усилия сопротивления копанию apk принималось равным 00, 900 и 1800. В таблицах на рис.  2 приведены максимальные для данной конфигурации значения изгибающих моментов в стреле и рукояти (М1, М2 в кНм), нормальных и поперечных усилий в шарнирах E, Q, T (Ne, Te, Nq, Tq, Nt, Tt в кН) и сопротивления копанию (PK в кН). Там же, в скобках, указано какое ограничение «сработало» в расчете данной величины. Ограничения по устойчивости относительно точек А и В обозначены RA и RB, а по допустимым усилиям в гидроцилиндрах тележки, стрелы, рукояти и ковша соответственно S0, S1, S2 и S3. Значения ограничений, которые не «сработали» при данных конфигурациях I – VIII приведены в таблице. Отрицательный знак обозначает сжатие в гидроцилиндре.
  

  

   Способ второй. Анализ и поиск экстремальных нагрузок в зоне копания можно выполнить с помощью созданной для этой цели программы «Brawal» [1]. Среди всех значений в пакете результатов выполняется поиск экстремальных нагрузок, соответствующая им конфигурация рабочего оборудования, давления в гидроцилиндрах и нагрузок остальных узлов. Проверяются условия устойчивости экскаватора и учитываются ограничения вводимые предохранительными клапанами в гидросистеме. Из-за изменчивости сцепления с основанием в действительных условиях ограничение по проскальзыванию не учтено. Кинетостатическая схема экскаватора представлена на рис. 3.

  

   Модель состоит из n-узлов (n Ј 10). Геометрия каждого узла определена с помощью ансамбля точек. Первый пакет определяет положения точек с номерами от 1 до 8, которые используются только для изображения периметра узла. Второй пакет определяет положения точек a, b, c, d и q, в которых приложены силы. Координаты точек в обоих пакетах вводятся для каждого узла в его локальной системе координат, которая (за исключением узла 1 – ходовой рамы) может быть выбрана произвольно. Во всех узлах q является точкой приложения силы тяжести. В точках a, b, c, d узлы соединены друг с другом или к ним прикреплены шарниры гидроцилиндров. Узлы пронумерованы от 1 до n (1 – ходовая рама, n – ковш). Коэффициент использования максимального давления во всех гидроцилиндрах для реализации максимальной силы копания при срабатывании только одного ограничения составил 0,76. Исследования [2, 3] показали, что максимальные перегрузки несущей конструкции экскаватора BRAWAL, благодаря дополнительному ограничению со стороны гидроцилиндра тележки (гидроцилиндр 2 на рис.3), в 2 – 4 раза меньше перегрузок в традиционных гидравлических экскаваторах.
  

  

   Способ третий. На рис.4 показана расчетная модель экскаватора состоящая из плоских, балочных и стержневых конечных элементов. Такую модель можно использовать для предварительного расчета напряжений и деформаций, плоского формирования узлов рабочего оборудования и определения требуемой толщины листов.
  
   Библиографический список:
   1. Krуl K., Dziewiecki K. Metody obliczeс niezawodnoњci konstrukcji stalowych maszyn budowlanych. Praca naukowo-badawcza
   Nr 983/08/P. Wyzsza Szkola Inzynierska, Radom, 1991. – 48 s.
   2. Walczewski R., Krуl K. Analiza obciazeс koparek hydraulicznych przy pracy w skalach i gruntach silnie niejednorodnych. Przeglad Mechaniczny nr 2/1999.
   3. Walczewski R., Krуl K. Proces urabiania gruntu z naporem kontrolowanym w koparkach z wysuwnym osprzetem. Przeglad Mechaniczny nr 4/1999.

  К. КРУЛЬ, В.А. БЕЛОВ