Расчет погрузчика на продольную устойчивость

 

Погрузчики рассчитывают в пяти разных случаях.

Первый случай. Автопогрузчик с поднятым на полную высоту номинальным грузом и отклоненным вперёд до отказа грузоподъёмником стоит на горизонтальной площадке (рисунок 6). При расчёте следует учитывать дополнительный наклон грузоподъёмника вперёд из-за посадки переднего моста и упругой деформации элементов конструкции. Такой случай встречается при штабелировании груза и считается самым тяжёлым для устойчивости.

Рисунок 6- Схема продольной устойчивости автопогрузчика при стоянке на горизонтальной площадке с максимально поднятым грузом

 

Q – полный вес груза по заданию;( Q=46060Н)

G₁, G₂ – вес автопогрузчика без грузоподъемника, вес грузоподъемника;

О, О₁, О₂ – ц.т. груза, погрузчика и грузоподъемника соответственно;

С – шарнир поворота грузоподъемника;

 - ц.т. груза и грузоподъемника отклоненных вперед на угол ;

 - угол наклона грузоподъемника по заданию, =3⁰;

 - угол наклона вперед вызванный деформацией шин, упругими деформациями металлоконструкций и ходового оборудования, =2⁰;

 - вылеты ц.т. от оси передних колес и их высоты от земли;

 - координаты оси поворота грузоподъемника относительно оси передних колес

 

Вылеты центра тяжести грузоподъёмника и груза от оси передних колёс при наклоне можно определить по формулам:

 

, (49)

, (50)

где

, (51)

, (52)

 

и углы наклона к горизонту линий :

 

, (53)

 (54)

 

Координаты центров тяжести принимаются по масштабной схеме аналога разрабатываемого погрузчика:

 

 

где -масштабный коэффициент, =33,3

 

где =145мм - расстояние от оси цилиндра до плоскости грузовых цепей, =760мм - расстояние от центра тяжести груза до плоскости грузовых цепей [см. рисунок ],

 

 

где =3000мм - высота подъема груза по заданию,

=690мм - расстояние от передней стенки вил до центра тяжести груза.

 

 

где -масштабный коэффициент, =33,3

 

 [см. п.п. 2.2,  ],

.

 

где -масштабный коэффициент, =33,3

Вес грузоподъемника равен:

 

 

где - вес подъемной каретки с вилами [см. п.п. 3.2.1 ],

- вес выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъема и траверсы с роликами, см. п.п. 3.2.1 ],

- вес наружной рамы [см. п.п. 3.2.1 ].

Вес погрузчика без грузоподъемника:

 

где =56840Н- вес погрузчика по аналогу.

 

 

Определив координаты центров тяжести, можно оценить коэффициент грузовой устойчивости, учитывая 10 % запас, он должен быть больше 1,1:

 

 (55)

 

Коэффициент грузовой устойчивости больше 1,1, следовательно, автопогрузчик устойчив с поднятым на полную высоту номинальным грузом и отклоненным вперёд до отказа грузоподъёмником.

Второй случай: автопогрузчик с поднятым на полную высоту номинальным грузом и нормально установленным к основанию автопогрузчика грузоподъёмником стоит на наклонной площадке (рисунок 7).

Рисунок 7 - Схема продольной устойчивости автопогрузчика при стоянке на наклонной площадке с максимально поднятым грузом

 

Согласно рекомендациям уклон площадки принимают равным 4% ( ) для автопогрузчиков грузоподъёмностью до 5 т.

Коэффициент грузовой устойчивости в данном случае равен:

 

 (56)

 

, следовательно, погрузчик устойчив в данном положении.

Третий случай. Автопогрузчик с грузом при увеличенной его массе на 10 %, т. е. при 1,10, поднятым от земли на высоту h = 300 мм, и отклонённым назад грузоподъёмником до отказа движется с максимальной скоростью и затормаживается с замедлением = 1,5 м/c² . Расчетная схема приведена на рисунке 8.

Рисунок 8- Схема продольной устойчивости автопогрузчика при стоянке на горизонтальной площадке с грузом, поднятым на высоту 300 мм

 

При расчете приняты обозначения:

Q – полный вес груза по заданию (Q=46060Н) ;

G₁, G₂ – вес автопогрузчика без грузоподъемника, вес грузоподъемника;

О, О₁, О₂ – ц.т. груза, погрузчика и грузоподъемника соответственно, когда груз поднят на 300 мм и при вертикально установленном грузоподъемнике;

С – шарнир поворота грузоподъемника;

 - ц.т. груза и грузоподъемника, когда груз поднят на 300 мм и грузоподъемник отклонен назад на угол ;

 - угол наклона грузоподъемника назад по заданию, =7⁰;

 - угол наклона вперед вызванный деформацией шин, упругими деформациями металлоконструкций и ходового оборудования, =2⁰;

 - вылеты ц.т. от оси передних колес и их высоты от земли;

 - координаты оси поворота грузоподъемника относительно оси передних колес

 

 

Вылеты определим по формулам:

 

, (57)

 (58)

, (59)

,(60)

где

, (61)

, (62)

 

и углы наклона к горизонту линий :

 

, (63)

 (64)

 

Принимаем следующие значения размерных величин

из первого случая расчета на устойчивость:

 

. , .

 

и по масштабной схеме:

 

 

где =912

[см.п.п.2.2]

Подставив значения в формулы, найдем координаты смещенных центров тяжести.

 

м

м

м

м

м

м

 

Коэффициент грузовой устойчивости для данного случая равен:

 

, (65)

где  - силы инерции соответственно груза, автопогрузчика без грузоподъемника и грузоподъемника, определяемые по общей формуле:

 

,     (66)

 

где  или  и ;

i – замедление, i=1,5 м/с² ;

g = 9,81 м/с²

 

 

, следовательно, погрузчик устойчив в данном положении.

Четвёртый случай. Автопогрузчик с номинальным грузом, поднятым от земли на 300 мм, и отклонённым назад грузоподъёмником стоит на площадке с уклоном 18 %, т. е. наклонённой под углом = 10⁰ 12^/ (рисунок 9).

 

Рисунок 9- Схема продольной устойчивости автопогрузчика при стоянке на наклонной площадке с грузом, поднятым на высоту 300 мм

В четвертом случае сохраняются все те же обозначения и размеры, что и в третьем случае. Тогда коэффициент устойчивости равен:

 

 (67)

 

Пятый случай. Автопогрузчик без груза с вилами, поднятыми на 300 мм от земли, и отклонённым назад до отказа грузоподъёмником съезжает с уклона на максимальной скорости и при резком повороте. Гранью возможного опрокидывания является линия ВС, проходящая через шарнир балансира управляемого моста и опору крайнего колеса ведущего моста (рисунок 10).

Для определения устойчивости в данном случае, требуется построение масштабной схемы смещения центра тяжести погрузчика. Для этого необходимо определить положение ц.т. погрузчика с грузоподъемником и найти его смещение при повороте.

Площадка, с которой съезжает погрузчик, имеет уклон равный:

 

 (68)

 

где -максимальная скорость автопогрузчика без груза, км/ч

 

 

Суммарная высота центра тяжести автопогрузчика с грузоподъемником, отклоненным назад:

 (69)

 

Расстояние от оси передних колес до центра тяжести автопогрузчика:

 

 (70)

 

Смещение центра тяжести всего погрузчика в плане от его продольной оси при наклоне опорной площадки на угол  равно:

 

 (71)

 

По полученным значения, построим схему устойчивости погрузчика, принимая, что  и .

По схеме геометрическим построением найдем отрезок

 

М 1:20

По схеме видно, что смещение центра тяжести в плане не выходит за линию ВС опрокидывания ( ) , следовательно, погрузчик устойчив к опрокидыванию.