Задание № 7. Разработка телескопической рукояти шарнирно-сочлененного гидроманипулятора для малообъемных лесозаготовок на базе трактора БЕЛАРУС серии 1000

Гильза гидроцилиндра рассчитывается на прочность от действия внутреннего давления.Определим толщину стенки гидроцилиндра:(11)где - допускаемое напряжение, для сталь 45 ; - коэффициент Пуассона, ;Для гидроцилиндра подъема стрелы:(12)Для гидроцилиндра складывания стрелы:(13)Для гидроцилиндра выдвижения стрелы:(14)Для расчета гидроцилиндров на устойчивость воспользуемся формулой Эйлера: (15)где Р – разрушающая сжимающая нагрузка, Н;Е – модуль упругости материала, Е=;I – момент инерции, ;L – общая длина цилиндра с выдвинутым штоком, .(16)где - внешний диаметр гильзы гидроцилиндра, м;k– коэффициент, зависящий от способа заделки концов штока, k=1 (оба конца заделаны на шарнирах). Расчет проведем по двум сечениям 1-1 и 2-2, рисунок 6.Рисунок 6 - Расчетная схема для определения устойчивости гидроцилиндраРассмотрим сечение 1-1.Для гидроцилиндра подъема стрелы:;(17);(18). (19)где n – коэффициент запаса;S – усилие, действующее на гидроцилиндр.Для гидроцилиндра складывания стрелы:; (20);(21). (22)Для гидроцилиндра выдвижения стрелы:; (23); (24). (25)Рассмотрим сечение 2-2:(26)Для гидроцилиндра подъема стрелы:;(27);(28).(29)Для гидроцилиндра складывания стрелы:;(30);(31).(32)Для гидроцилиндра выдвижения стрелы:;(33);(34).(35)Из расчета видно что, шток гидроцилиндра выдвижения стрелы потеряет устойчивость. Для предотвращения этого необходимо увеличить диаметр штока и произвести перерасчет. Примем диаметр штока равным 30мм.(36)(37)(38)По результатам расчетов наиболее опасное сечение 2-2, но и в этом сечении штоки гидроцилиндров выдерживают нагрузки.Далее проведем расчет штока гидроцилиндра на прочность при растяжении-сжатии в соответствии с рисунком 7.Рисунок 7 - Расчетная схема для определения прочности штока гидроцилиндра при растяжении-сжатии(39)(40)Напряжение в штоке гидроцилиндра:(41)(42)Для гидроцилиндра подъема стрелы:(43)(44)(45)(46)Для гидроцилиндра складывания стрелы:(47)(48)(49)(50)Для гидроцилиндра выдвижения стрелы:(51)(52)(53)(54)Результаты расчета гидроцилиндров на растяжение-сжатие удовлетворяют всем требованиям, следовательно, перерасчет делать нет необходимости. 3.4Расчет стрелы на прочностьДля определения максимальной нагрузки, приходящейся на стрелу, определим максимальный момент. Для этого построим эпюру моментов (рисунок 8). На схеме и в последующих расчетах введены следующие обозначения:Gгр=700Н – вес груза;G1=7600Н, G2=2960Н, G3=1540Н – вес первой второй и третьей секций стрелы соответственно;RA, RO – реакции в шарнирах А и О соответственно;l, l1, l2, l3, l4 – плечи силGгр, G1, G2, G3соответственно.Все геометрические размеры определим из чертежа.Рисунок 8 – Эпюра моментовДля определения реакции в шарнире А составим уравнение моментов относительно точки О (см. рисунок 8). (55)Из полученного уравнения определим реакцию :Для определения реакции в шарнире О составим уравнение моментов относительно точки А:(56)Из этого уравнения определим реакцию : (57)Из эпюры моментов видно, что максимальный момент находится над шарниром А и он равен 92616 Н*м.Определим максимальное напряжение, действующее на конструкцию стрелы в самом опасном сечении рисунок 9.(58)где - момент сопротивления.(59)где - Момент инерции.(60)где b – ширина профиля, h – высота профиля. Следовательно, (61)(62)где – ширина и высота соответственно.Рисунок 9 – Опасное сечение стрелы(63)(64)Допускаемое напряжение для стали Условие выполняется, поэтому повторный расчет на прочность проводить нет необходимости.ЗаключениеВ данном курсовом проекте разработаа конструкция телескопической рукояти гидроманипулятора для агрегатирования с трактором БЕЛАРУС-100. Применение манипуляторов на лесосечных работах повышает производительность труда и снижает затраты на содержание парка машин и позволяет увеличить прибыль предприятия.Все вышеперечисленное дает основание предположить, что внедрение проектируемого технологического оборудования экономически целесообразно.Список используемой литературы1. Федоров Ю.М. Валочно – трелевочная машина ЛП – 17/ Ю.М. Федоров, Д.М. Алексеев, В.Ф. Кулешов и др. М.: Лесн. пром-ть, 1984 - 240с.2. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1983.-301с.3. Воскобойников И.В. Устройство, эксплуатация, ремонт и обслуживание лесозаготовительных машин. - М.: Лесн. пром-ть, 1977 – 192с.4. Кусакин Н.Ф. Устройство и эксплуатация трелевочных тракторов: Учеб. Пособие для профтехучилищ. М.: Лесн. пром-ть, 1985 – 272с.5. Перфилов М.А. Многооперационные лесные машины. - М.: Лесн. пром-ть, 1974 – 208с.6. Зайчик М.И. Проектирование и расчет специальных лесных машин./ Зайчик М.И., Гольдберг А.М., Орлов С.Ф. и др./ - М.: Лесн. пром-ть, 1974 – 208с.7. Кочегаров В.Г. Технология и машины лесосечных и лесовосстановительных работ/ В.Г. Кочегаров, Л.Г. Федлев, И.Л. Лавров - М.: Лесн. пром-ть, 1970 – 400с.