Обоснование и выбор параметров несущих систем портальных автомобилей тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

О Д ГОСУДАРСТВМП1ЛЯ ГОП1АЯ АКЛДІМШ УКРАИНЫ

На правах рукописи ЛЕПЕТОМ Анна Лєиоїшдовна

Уда 629. I:44Ь.7Ь

ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ПАРАШ РОВ НЕСУЩИХ СИСТЕМ ШПАЛЬНЫХ АВТОМОБИЛЕ!)

Специальность 01.02.00 - Динамика, прчность машин,

приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учпноіі степени кандидата технических наук

Днепропетровск - 1У94

Работа выполнена, в Днепродзержинском государственном техническом университете

Научный руководитель - кандитат технических наук,

старший научішй сотрудник Вейгул О.А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Колесник И.А. доктор технических наук, профессор Редько С.Ф.

Ведущая организация - Государственное специальное

конструкторско-технологическое бюро транспорта металлургии (г.Мариуполь)

Защита состоится " " НОЯдрЯ 1994г. в

М—ЗР часов на заседании специализированного совета К-О6В.О0.О4. Адрес: 320 027, Днепропетровск, пр. Карла Маркса, 19, П’А Украины.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке горной академии.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук,

• профессор В.В.Мишин

Лкту^лыюсть Ci.4f)0Ti,'„ Uryii(i>'"i'b.ii<'nn>> 'i (x.HH'K-rKorri (нн>вооружи--iiил и iu;,im '’-h:- пртг^-пщ:'! f/iMfcc-i'n т>уда a Черном »,

т^ллVJ.H41H hojч-!;(iгьн: mw с f'OHi'jVM"] ичианш я t"vi'г.-:-i; 1. кл-

KcCTtiH ]1|№М|.Ш;Л')]ЖПГ(1 транспорта. Ila i'lmbl. n )!. I:,,:'! i :>i>-

ii;hK('K :1М1зоднх нолнчжш'К |шд •!•!*иvi/tv■ s■,!<fi’■ ■ ■.u.< линии, (‘дч -tp;w>HU&N-HUli жолегшодоромиии TpatjcliOpT 1Ч-Г1 I!'' U! 11' П ’.И r'UfihlKI U IMU4-.4 l Ц ill

weHrtHIU-I I'HuUHHTOTIlHllflHlffOM. 11)1 'nil ' IlCpChua lilt i!py!IHOrnt><'ipHT~

JIU< итучнык P^yMOJJ l,)IT UpHM'iilf'hiii* lliic-i7i.itl.HI.lt1 .члтомоояян. Однако H JJ|jf!HT»l(e OTi'K’CTliCllHOI'O М1'Т1:У'!'1!.'Нч"1|'0|'!Ш1! MiUll) ciHa,'UM‘>'Hi HH-44iMi)(HUIini ЧЧнШГО a (:;/<:(('(."rnyh;i:!:i,-f |.а-тоДШП1 il.< ГГрОсмТИрОЬаНИЯ

содержат prpi, ьндс.статюоь. Днннгш ра'чгга иапраьлсна if-ч со:\Д"|1И<* ни-

уЧЖ* ortociiounwioii МГ'ТОДЩ'И НрОССТПрЫ.сипи'! IH'i'ynplX П5Г.ТГ-М аитомоои-

JWii I!()J)T,’UIbiJOI4J ТИП?!. 1лтД{«НМ** I» ll|»>l''j it,..У прояктироьлшя гикой Me

•годики пскнюлит гкииить мпт.чл/пч’мкп'та ман.ин на ни-ц кыйти ни урононь лучн.и:< мировых иКрмпцон. На псы.ьанки 1<|,и„'пмло*1Л!!ШГО ряОО

ту М.ШЮ считать актуальной.

i 1,0.11 f. раООТЫ. Научно (;'4U’,II0('aHHnii ЬПСар HcpHI.iCTpUi' НчсущцХ СИС тем ипртальпнх -чп'о^оо’илijii,

Идея pal юты i.(/стоит н у win- аам/Нс; i pHc'TrM и i,< чн ju>

р'и.'стрСЧ. НлПрии^ИНО- Д> фИ|Л t’pdF.anilofo <•<.>■ Ti.ilium l! Uijj)Ti..'ll

hi.k несущих i'ih”i cm, -'ыпанньи > -i him». i iijiwin нжк.нх Hpw-Uuifii, i.oh--

C^pyii'VKHhUVi ИСПОЛНЧНИГМ y.".4<>;< f.aiipH.M'liilH <»4IOhHt,[.< <-ИЛоки< i'.H*‘y.Vll~ TOb, y.'li 4'lUtUH ДПИТ1Ч1ИЧ , ЧЯЧПШЦИ*, на I Ip' I'lia il'Tb , it" и ;ч

1 ‘ * L'lу h'Ft!] s i' I' OU Ci1 h'* I JO} 'T/OH >Ы,!.< <; }*'} ■ ‘>-<н ^ 'L-i.'i' «

титодика in '-‘ЛсДиНаИИЯ. I!pi! I М'Орс ;ч;! i-'i i I (,*)■ '-«ЛиЛУл УЛО--

М(ЧП’О)! '.'I >a MlHtia днеЬ раки с ivn:p\,i 14..M.1 И .чч. U).СТИЛЯМИ м»>туда

ГОИрОТИИЛеНт) ма Tfpna.i! он с цсцпп).-.|||[,■, ц,},П1 f' ри Н MPT.iJUlL'trUI, ОСТИ Ь OCKOfiy Мй-:>с:;/:пч1Чг1'!!оц МОЛ,::.’т .{п|.нирОЬаНИн ЙНчи'НИЧ НаГ'рузоК

JjOjlc;Kf'(lbl ,4apal;,V4pHb4'> J.-'.T.HMI.! ДНИ.^сНИИ г Ч-'ПИл ЫЛ.’.ПчНОИОЧННХ ЧГО()<!

HocTcii портал г ист; м.

L'ucihfpiiM.Ui'rajibiii.i'i игепедопании нмгружяшк! f оичтруciuin ui;,ya(ec

l.JI]l Л И14. Ы1'”1'0ДГ|!,':И Тс»м;«<-)М(!Т|Ч1 РОИШ.ПЛ И Ч1ЧП111 )|иГр!.;(|И) .I'li.M IH.1 .

Ца.учнь'ч i;n.i!iwMiuiH:

• при PMfiopt’ H:iji;iM(iTp ч рам Н(»р'| 1Л|||1!,:'; мечущих систем, covri 1:1,11.4 на открытых прчф'и.печ!, к у**ломл1х P“.''<ii hi.k ia-рскосс-и ^оько Н[-

цпбречь крутящими МОМОНТНМИ и потому рапмеры силоъых ьлементоь определяются только ичгибом;

- яибор параметров несущих еистеы портального типа определяется не голььо силоным, но и частотным погружением;

- математическая модель формиронания ьнешних нагрулок па несущие системы портальных аьтомобилей основана на характерных режимах движения, обусловленных, шаимодейетьием колее с полотном дороги.

Достоверность научных полонений, ВЫНОДОБ и рекомендаций обо-сноьана:

- применением апрооироьмнных методой теоретической механики и сопротиьлония материалоь;

- достаточной сходимостью результатов теоретических и окепе-римчптальиых исследований, рисхомдоние не преьышает Ю,1%.

Научная поии.'Ж»; работы заключается ь:

- математической модели форьіироиания ьношних нагрузок на несущие системы, учитинаицой компонояочньїе особенности портальных аьтомобилей;

- wuspBijp полученных дифференциальных уравнениях яо.'змущенно-і’о дьикеьия портальних аьтомобилей и найденных из них собсчьешых динамических характеристиках несущих систем;

- впервые полученных Г-ЦШИСИМОСТЯХ, определяющих допускаемые скорости дш№ец:ш портальних автомобилей по критерию частотного нагружения.

Практическая ценность маключается ь:

- мнтодике•проектирования несущих систем портальных аитомоби -

лей;

- алгоритме и программе проектировочного расчета осноьных си-лоьых элементов Hficyiueii системы портальных автомобилей;

- алгоритме и программе расчета собственных частот несущей системы портальних акгомоОилей.

Практическая реализация. Методика проектирования несущих сие-тни портальных яитомоОшииі внедрена и ЩШ'Бтрннсчермет (г.К.мриу-поль)

Апробация работы. Основные поло-пения диссертации доложены и получили одобрение на сшседании научно-технического семинара в ДМетИ (г.Днепропетровск, 1^У2г.), на заседании научно-технического соь«<гя ИД'П'Нтрансчермет (г.Мариуполь, 1992г.), на заседании объе-

\

b

,іі,именного cftMHHfipfi ГГЛ Укрттн (с.Дненропг-тронск, Публикации. [Jo томе ди'сс|Л'і!Циіі on;,1! > f і і >о і :лт . ибьри pfiftoTu. Ди.і.:<'ііпт)іцни)ігі.'ія ;j ;ґ';,j-і;і гпоіоит 5 ї'лті, .чаклшченин; игтожтм їм І^-ч січ читуїл мдчіи гчя, сод«}ї*ит ІЯ1 рисунком, М -п’олии, і. ні;-. <m и-Пі/лі. рятури и:і ви наименокшшіі її і ' 'грмипч/ прилунении.

СиДКІ’^ЛНІ-ІК t‘;ilX/i'iJ

UopT!iJIbHM>! ЯПТОМобиЛН «Мер-| і 'І |< -і іИі| ЧЧ Н'> М ІІг><;уіі; ТОрЯЯ ЫШСЬИ'ЯРТСН Ь р.ЧОЧе'ПіуіС " Ч і -Иу , І .Ч і .Ц.іі V И і И.' [UThHR рпмы И ШіТІїрСХ f 'і Ui [ -І и (!•) Л 0.1,01)1 »!

Вопросы про--;і'тііpiч-.оііпл постчл him< ;и т<-г.-ооил^й ОТряЖПИЧ H трудпх I'.fH.I.fp'. , И.-СПСІМІІ.ИІІПП Іівоущ

тяльного типа отр,ч.*:<>иы і рчоот;,* і»-!И'ї ч,: і і. л. , Куч (Іедяои Г.Ё., ..ніі О.'Г., lllf-pr-Hiinf.i.i І,,і,, Нцоііно

ІЬррстНід* МетОДИКН і ІрОіЧСТИ j iojii Іі.-і, читов І.

рг.пектои илгру»внши Гкч, при ■. таїиче‘■ їм ;■ н.чгружш; Н(> учитымчптсн Пгч'ручки, сіг.іі;.."|іТ!'ні,;іі:є іу і, -іно»!1

Тр.іНОІІОрТІІОМ І2.И рИЯІГГО Jioj І, ЛЛЬНіиЧ -м>'і с,,„и'і;:. ill, ( :j

лежания, которые и силу і-оєпоі!'Ч'о->чіі. иі'.і'н’їмоі'тічі ИЫПИТ ііЄіі.гн'іщоґ! В OJjр*\'і,с г>с и .4 м bVijworpon ’>

НЛЙМОНТОЦ. В рЧССМОТр'. ІШМл М>''>С/ДЧ '■ .''Ч 'І!.і •!•<."! 1-І :.і гм.’ІІ IIP .y‘lHT»PilRTCfl. Ill l'r,i Ч'Щ.іГг [ЧСЧІ'І lil.!>' Сі!', 4-І! І": -ЧИТС f.yltcf ІГСрТИНу Н'Ц'ру,':і|;НІЩ , |(; 1 !' ІП- U іі'і.'і, .IJ І -, ■ 1-і. сії' і'.

ЧСТНМХ (івгруно.с, ІІО:іТ«Ніу MV КІІ/ЧОТіЧі І І ,іТ-Ч-

НИИ. Ли ОДНм l*:< МПУОДП’' lie П/К- ;■ ) с,/,, ц ; .ч :і]. І,і; t.I

оспориш сиплим* 'W‘inm»> и*--' і:;ч'. і •■•■'■'і ■ .м пор,чльс І] і:ея:зи-'і уіччгл целью |от,,- ііімнсті ,і псучпи о' пор И9р':!."?тр-'.)П ік-су::;ц\ єщ-і с:і щ.рт.и-.ього .•ч.'н-*,оЫ' женил ІІОС'Гі'ІБЛеНІ-Им' ЦУЛН і! И.І"4-е 1 •; ;>І ЦК! І Нл J;. ЬЛС HU її

ющнч задачи:

- о^ос погний» п;ір;,мс'-роі и r*'.|i >ot • і\11; і про-і".; чп

HWX нсч'_уі;;их систем;

- рс.ЧрПООТ'Чі У?.ТГ'М;ІТИЧ>'СІ(С>:: f ||,; уи;пі "ЧіЧі,

сру:;ог, дсЦстчуючих ті іі'-.рі и чі.иіл'1 >іь ті. о,:п ми

ІУ'.^Іс. і. і) с то /'і.і!.

МП Іи-'у'.С-ІІН.гі, і іо: тс і : о і-о -і'гіі,'-.ЧчІ.і лите-

Vi-. <,нс'!-'-’«у, і;и-

прлі.чіугольнои и

UM5f>0.ii.:iC полно u •: 'ч:ст- !,- порі • І -'її: І) Ь.'!1. , ji С-а .1!.

с учиті.;»яці'і’ ряд, ин ;■ онструкіпці іі-!0.'...^';"И: Ь ■ с- і і:л (і.'МіІЧ; Ь'О-vniti'/,' и.'-ііінн ІНЛіНіК С1!Л0ЬП.<. і I' 1И Г^умЛШШ І ч;. 4:1 ґ^ЛІК'Ц-

: • СЧіЧііЧ'ИЯ ряс-

11' <!-' ) 1 > vV»‘ і f*j-! 1,— Прі, ІНЛ--ЯІ

;п чини.

Clk'l'ilHltil.V, Ь'.!~

-і. дооти-

І - .іСііи с п»»ду-:! ;І,ЛН гюрталь-

І! її І . t і» V НА --

- исслпдонпнин колпбяний несущих систем портальных, автомобилей;

- разработка методики проектировочного расчета несущих систем портальных автомобилей и внедрение се ь практику.

Выбор типа профилей произведен по критерию металлоемкости несущих систем, имйыищх разные крутильные жесткости: Так, при условии, что силовые улсмеиты рамы имеют одинаковые моменты сопротивления изгибу, « длин;» рамы в диа раза больше ее ширины, крутильная жесткость выражается формулой:

’ ■ "С * • ...... » _ < • ■ ■

Учитывая, что крутильная жесткость рам из открытых профилей (I) практически нм дна порядка ниже, чем «нелогичных рам да закрытых профилей (2), мохно заключить, что скручивающие нагрузки воспринимают только рамы из закрытых профилей, которце допускают зависание одного из колес, когда реализуется совместное действие изгиба и кручения. Погонная масса конструкции, найденная из условия прочности при сложном напряженном состоянии, может быть вычислена но формул?:

где Я), - погоняли масса рамы из закрытых профилей, кг/м;

р - плотность материал» рамы, кг/м ,

Р - вертикальная сила, действующая на лонжерон рамы со

стороны грузоподъемной штанги, 11;

I, - длина рамы, м;

[СГ]р~ допускаемое напряжение при растяжении, Да.

В силу малой крутильной жесткости рам из открытых, профилей, они отслеживают неровности дорог, практически не воспринимал скру-чиыадцие нагрузки. По за ой причине можно пренебречь перераспределением реакций опор и считать их равными. Тогда р«ма нагружается только изгибом, и погонная миесн се найденная из условия прочности при

( 3 )

изгибе равна:

(1; т!1^ о.оу.'1рР!-(/[(-'>/, (4)

где рГ)0 - погонная масса рпмы из открытых профилей, кг/м.

Как следует из выражений (15) и (4), погоншш масса раки портального автомобиля ИЗ открытых профинти н 2,аЬ р«ы»\ меИЫПв, чем соответствующей рамы из накрытых профилей. Позтому для портальных автомобилей следует рекомендовать рамы из открытых профилей.

Несущая система портального автомобиля подвержена сланному ни гружению, поэтому для каждого несущего элемента выделяем основные силовые факторы, которые определяю'!1 силоном ьзоимодеПствие между элементами конструкции и нагружение несущей системы в целом. .

Для стоек определяющими ЯВЛЯЮГСЯ И'! гикающие моменты ь попереч ной и продольном плоскостях, кпи моменты реализуются н двук расчет них случаях: 1) боковой крен при преьыпении одной колеи над другой 300мм; 2) осесимметричное преодоление фронтального препятствия на грани срыва сцепления ведущих колес.:

М« ^ Каг.(тк + п)г) д II д |г/-4 [ к , ( ь )

где Ми - изгибающий момент п корневом сечении стойки ь поперечной плоскости, Им;

Кал- коэффициент динамичности;

ГПи - масса снаряженного автомобили, кг; тг - масса полезного груза, кг;

(1 - ускоренно силы тяжести. М/с'-;

Ц- высота стойки, м;

Л К- превышение одной колеи над другой, м;

Ьц- колея портального автомобили, м.

Мг=Кз5(тк + тг)д 1II -'А , ( ь )

гДе Мг - ипп:^ 'ющий момент н корнеиом сечении стойки в продольной плоскости, Им;

^ - коэффициент сцепления налог- с полотном дороги.

Учитывая возможность совместного воздействия двух моментов, стойки рекомендуем закрытого профиля, диаметр которых можно вычислить из следующего условия:

8

где с1с~ наружный диаметр круглой стойки, м;

- отношение внутреннего диаметра к наружному.

Для лонжеронов определяющим является изгибающий момент в продольной плоскости, в сечении установки грузоподъемной штанги, который реализуется наложением двух расчетных случаев: 3) движение по неровностям на горизонтальном участке дорога; 4) экстренное торможение на горизонтальном участке дороги.

В первом случае расчетный изгибающий момент равен:

(() Иг.1',= К31 /Пг 9 -1г) /в, (8)

где Мг ~ изгибающий момент в сечении установки грузоподъемной

штанги, соответствующий третьему расчетному случаю, Нм; Кз1 - коэффициент динамичности, соответствующий третьему расчетному случаю;

I - база портального автомобиля, м;

(,£■ - база грузоподъемного устройства, м.

Во втором случае расчетный изгибающий момент равен:

. . (тк-*тг)аН/4, о)

где Мг - изгибающий момент в торцевом сечении лонжерона, соответствующий четвертому расчетному случаю. Нм;

0. - ускорение экстренного торможения, м/с .

' Опасными являются сечения закрепления грузоподъемных штанг, где два момента накладываются. Из условия прочности при изгибе получаем:

Wzs&(KвlmrgЩ~U)*£(mк+mr)aHL^/8[(э]l' ( ю )

где \rJzj5~ момент сопротивления изгибу лонжеронов рамы, м3.

Для поперечин определяющим является изгибающий момент в поперечной плоскости, который реализуется первым расчетный случаем: боковой крек не превышает 300мм:

МхэКа2(тк+тг)дНдкА[<Х)и1.к ( и >

Из условия прочности при изгибе получаем выражение момента сопротивления изгибу: ,

W*л>Ko2(mк + mr)зHдk//lC(JJuLк, ( 12 >

где \л/хд" моыент сопротивления изгибу поперечины в вертикальной •плоскости, м3.

При диагональном нагружении рамы появляются силы, складывающие ее в своей плоскости. Лонжероны и поперечины, рассчитанные на на-

у

грузки из плоскости, не приспособлен» к восприятию складывающих сил, когда силовые элементы должны работать в плоскости минимальных моментов сопротивления изгибу, а узлы сопряжения больше походят на шарнирные, чем моментные. Введение растяжек, расположенных по диагоналям рамы, снимает эту проблему. При этом лонжероны и поперечины освобождаются от изгиба в плоскости ремы, работают на сжатие, растяжки работают только на растяжение, узлы сопряжения допускают шарнирное исполнение, растяжки следует выполнять из легкого открытого профиля, тогда они не влияют на крутильную жесткость рамы.

Моделирует такое нагружение пятый расчетный случай: 5) кососимметричное преодоление фронтального препятствия на грани срыва сцепления ведущих колес. При этом одна растяжка сжата, теряет устойчивость и выбывает из восприятия внешних нагрузок, другая растяжка работает на растяжение, усилие в растяжке определяется по формуле: ------

N ~Коз0пк + 1Т1г^у 11+ 1к/41, ( 13 )

где [\1 - усилие в растяжке, работающей на растяжение, Н.

Из условия прочности при растяжении получаем площадь поперечного сечения растяжки:

Рр^Каз(тк+тг)д1\Аг + 1-%/4 №]р1, < 14 )

где рр - площадь поперечного сечения рестяжки, м2.

У штанг определяющим является изгибающий момент л поперечной плоскости, который реализуется первым расчетным случаем при мягкой эксплуатации, либо изгибающий момент в продольной плоскости, который реализуется четвертым расчетным случаем при жесткой эксплуатации.

Соответствующие размеры штанг, полученные из условий прочности при изгибе, определяются по следующим выражениям:

с/п >\1 Каятг^й\11г/о/^^]ц (/[к , ( 15 )

где с1Г1 - наружный диаметр штанги, полученный по первому расчетному случаю, м; '

1Г - длина штанги, м.

с!к?\1 тга1г/о,4н"(<-<<-*), ( 16 )

где аГ£ - наружный диаметр штанги, полученный по четвертому рас-

четному случаю, м.

Расчетные нагрузки, полученные аналитически, уточняются введением соответствующих коэффициентов динамичности, которые устанавливаются при экспериментальном исследовании. Экспериментальное исследование проведено на базе портального автомобиля фирмы УАЦ^ЕТ грузоподъемностью ЭОт б условиях завода Запорожсталь. Динамика нагружения оценивается по величине напряжений в характерных точках несущей системы.

В основу экспериментального исследования положен тензометри-чоский метод с привлечением стандартной аппаратуры, приспособленной иод питание постоянным током напряжением 24В и 12В - осциллограф К 12-22 и усилитель Топаз-3 соответственно. Для замера напряжений в элементах конструкции используются тенэорезисторы с базой 20мм, номинальным сопротивлением 200 Ом.

В результате проведенного эксперимента получены следующие значения коэффициентов динамичности: К^= 1.5; К^- 1.25; Кдд» 1,1.

Конструкция несущей системы портального типа характерна наличием длинномерных несущих элементов, разнесенных масс, которые при движении по неровностям дорог совершают сложные колебания.

Уравнения колебаний получены в форме уравнений Лагранжа второго рода и описывают возмущенное движение несущей системы портальных автомобилей в продольной, поперечной плоскостях, а также в плоскости движения при шарнирном и моментном соединении грузоподъемных штанг с лонжеронами рамы.

Возмущенное движение портального автомобиля из состояния покоя или равномерного прямолинейного движения при шарнирном соединении грузоподъемных штанг с лонжеронами представляет собой колебания системы около центра масс и вписывается в аналогию эллиптического маятника. При нулевых начальных скоростях получаем следующие уравнения свободных колебаний в возмущенном движении портального автомобиля.

X, в (Шг/гЛк + ГГ) г} I г 51гг ф (IV)

ф| + со,2- ф. = 0 , ( Ш )

где X, ~ абсцисса ремы при отсчете от центра масс системы, м;

(_р1 - угол поворота грузоподъемных штанг в продольной плос-

кости, рад;

и), - собственная круговая частота несущей системы по аналогии эллиптического маятника, с-*.

+ тг)/тк)у/1г, (га)

Колебания неоуіііИі піч-томн ь продольной чсртнкаиыюи плоскости при ыарпирноч соединении гр.у:<оиоды»мнмь шт.чнг с лон'керон.-'ми ршии

описываются СЛеДуКМЦШМ! ДШ|і]'ЄрПНШІІ<ЛЬН|,ІМИ урпЬИСНИЯЬ'И :

(тк+піг)(/ +4 Сау ' 1ц]; • }

Рк+ Зг + ткЬск + ГПг!1х)<'{’ '-(Сэ І.*-тг^И/Ч’ 1 тДгіІ'р,=

" - (гПккск + ГПгН)0' ^ Сзі {ІІ, '!/. ;■); ( *

тгІ^ії~і-тг(]ІгуІІпігІгН<р:-'---гПгІ.гі.г, ( ж )

где у - вертикальная коорцинятя центр;) глосс системи, м;

Ф - угол поворот»! НЄСуЩ(Н) КОНСЧруИ'ЦНП н продольной Ь«рТИ-кальиоп плоскости, ряд; ф| - угол попороті) ГруПОІЮДМ‘МНІ,ІК ИТйііГ ії ІЦ'ОДОЛЬХОІ) і нр'і'И-

КОЛЬНОІІ ПЛОСКОСТИ, рач;

З» - момент инерции несущий конструкции относитсяьпо оиі Z ,

' ’ о

лрокодацті чероз центр мгкм* *гчгч^>м'р,9 к гм*";

Jг - момент инерции гр,у:<п относительно иі и 7. , про.ч од.лцеп чорви центр мясе система, Iі см'';

Нц,- ЬМСОТН центра МНОС.ц Конструкции, м;

()' - («КОрООТІ. Д1'И;.«ЧШ>« Іінрі .ЧЛІ.ЛОГО ІЧ.Ч имооиля, М/ь';

Сэ ~ ПрИВ«ДЄІШШ коэффициент Л*'і ТЬОСТН ПОДПИСКИ, І|/м;

Н., - высота нчроьнострй под исрсд.нс;; подпгскоіі, м;

}\г~ высота пероьност^-ч, iic.il, а.чдиси поди'сгі,ц, и.

Уравнение (20) Н'.'Г'ЯШИ'ИМО И послі; ІірсоораіКЛьЧНИН 1І[.і!(і.Ь'.:а«Т каноническую форму 2

^ + ” ТІЬґ'Іі?), і 23 )

где Ш, - еобстьмшая кругомя ч<'« тога і.ес\т,ніі системы и <<е|>тиналі>-

I '

них колебаниях:, С ,

Юг* \АС*/(тк *' Піг) ( м )

Уравнения (21) и (22> оСрпауют систему, которую иоиольнуем для получения частотного уравнения продольных колебаний нясущеП конструкции. „

(Рк + .7г+т«кс.к +ШгН^лгІгіг 'ПіДг/І^М -(ОкФгПккск* +тгН,)тг^г+(Сз^-тгЗІОтгіУ^/'і'(С.?і,‘-''гПг^і)гПгС|і г'"'0 ( 26 )

Колебания несущей системі,і н продольной ж^тшшьно.Ч плоскости при МОМРНТНОМ соединении ГруЛОПОДЬОМІШ* ИіТіїШ' С ЛОН»ероН.''ГЛ1 |ЧШЫ

описываются следующими диф^ренципльиныи ургп-нениями:

(пік4 mr)ij < 4Сэfj"Сj(її,1 /?.pj; ( ;*u )

(.]к'+,7г |'т,и'іс)^ » (СЛг '^хіН-іг)І[р -Сл(н-1г)л- ■тк}гсіг-і-С31(к1--Іг,.)і ( я >

/ тгл *' CxX "Сл(И"іг}ір^ ~тг(Т, ( &> )

гдо /X - абсцисса центра массы Груаа, м.

Урашняш*» (Р.6) ооьшууют о уравнением (20), соответствующая ообстьоннкн кругоння чнг.тоть определяется по формуле (ЯМ). Ураь-ИОШШ С«27) И (;jij) ргіраауют систему, которую используем дли получения '((ІСТОТНОГО уравнении

((.3 К 4 Jr f гл И \и.) ГПг)( UJ') ~ (( Jk * Jr * ГЛнГи ^

* Сх(Сз1" + Сх(Н4г)Тлг)и^+ СХСД" “0 ( >

Колебания несущей системы в поперечной кортикальной плоскости при шарнирном ('ондшшшш групоподъемных штанг о лошшроиами рамы олш'.ынмт’я следующими дифференциальными уравнениями:

(пік1 ffir) jj MCjtj ~2Сз(Ь.*'!'Ка)> ( зо )

Рк'о4 Jref ткКск+тгН'')0 + (Сэ1к ~ШгГ)Н)0 +

# + т,-ІгИ01вСзІк(}із“К-іі)ї ' ( 31 }

mrl?'0 + rflrf|UQ, + rnrf-rH0=G. < 32 }

где 0 - угол поворота несущий конструкция в вертикальной

поперечной плоскости, рад: п ‘

О, - угол повороти ГруГЮПОДЬСМНЫХ ІПТЛШ' в поперечной вертикалі.ной плоскости, рад;

>)*»- момент инерции нссущей конструкции относительно продольна! оси X , проходящий чореа центр массы системы, „*8,

Jro- мош.*нт инерции rpy;ui относительно продольной оси Д , проходили* »и*р«з центр массы оиитоми, кг'./'';

колец ЛОрТПЛЬНОГО HJ*TOMOfil1l';S, м;

и

hj-

і ысота пероннос] ей под правыми колесами, м;

(г - высота неровностей сод литыми колесами, м.

Уравнение (3U) Н'1 аависит от урныклыП (Сії) и (32). Собствен нья круговая частота определяется по формуле (JM). Систему уравнении (31) и (31.’) исиольпуем для получения частотного уравнения:

• г

. \]г«*'Мн1).'к*'т,Н‘')гП'1г -тДГ/Г'Л'■

- (!'1«е ^пугпхЬ;,, ■ 'иМ"')тг1(!-11-(СЛ‘'-Шг^и)гпг!

(СэГк - /Г)г(]1~1)111г<1!.г '■"■(> '■ :и }

КоЛвОПНИЯ Несущей 1'НС 1Ч»Ми н 11(">|1>!р1;чЩ1И ЬИр-ППа»Л!.И<Л1 плоскости прч М0М6НТ11ОМ О0*Д«Н*ИИИ гну. <011011 1У1'лЦГ 1: ЛОНЯ^р^ЬиШ р«--

мн описытшютоя орудующими ди<Ик*|и>ыуншьнчми уряиненийми:

(т« *■ /71 г) у >■ чСэ(1 > ~и„); 1 3/1 }

7гО*ТПл1и)в '{/У к гС:г.(И-1г)г) У '

С г. (И" I !')''• -:-Г,1п(!х,-1и); < }

т г у *■ С л £ " I г- (! / -1 а й, ( ко )

Р •

где (_£ ~ к'к’ФНш.икнт иоп*)>*>чнои яи*;тм«;ти гру.юппдч.имнь'Х ытамг,

11/м.

Уряьнение (о‘|) ЛЯ ПЬИИСИТ ОТ ,у[«.ЪЛ»НИЙ (ЪЬ) И (^С). СОООТВЯН-няя 1фугог«пц ЧШ'ТЛ'Г», 1Ц|Т«К>!Х>«1»1)1 Ц:> урчиипиия 1> , (■;!!|«*Д,С.ЯИ'.;’1Ч!Я по формуле* (24). Систему уриг.нпшй (> ) п (и 1ц.’лольуусм для получения ЧАСТОТНОГО У рг-Ц.П^НПИ \

■ > ....................................................................

и ко 1 -->гс» * П1к 11 с: / / / 7 г У (10 ./ ' Л г а ' Ми 1с./ ь*

+ (Сэ(« *• /’.-///■У‘'7/Пг) '■ ГД’,{; о 1 37 )

Крутильный НОЛС^ШШИ 1Ь'?Су'!(>*Н СЦ.,'|’*^-’1.1 Н ИМ"!1 ’.41 лЬИ:.^'(П-:! Ut.il ыар~

иирниы соединен!:!'; групомид1 ('’'■‘'«''■к ..--гс'-нг ■. .нон.:'.- ро.*)!;|„м ;лшсыка-

ытсл следующими диф^’Р'^1п-шльп1-.:.:и урм-и.-ниями:

ц:/,^< тгН1У1Ч<-

ЦХ+ - ,1Ы;!у;.ь", (;;о,

1'ДЯ с/. - угол ..ОЬ'ОрОТР р.чМ|,! I- !Но Л!пГ .-'па-.я, ;• -.<1;

а( - угол пок.рптп I руг<ч и 1] см ми'.-, я ;Ч| ккрмиц, V ;

'I - »П;М'ТЦТ ШЬ-'Р'.Г.И! Ц«су!1’.'-1; Киц*"< ) у 1') Н‘ 'И ОТИО.’К'Л'И.КО ВДРТИ"

и XI/ • ' • р

* к-у1ьн<)(1 оси, прочодяц-'п ч*'р-*.' пнп'гр ;мсс|, сн-.'.:и, кгм”;

•/гу - МОМ-ЦТ иннрцаи груг<>* 0-1 Л<_;. ■ ип*..'1 !)];<> !:ср,1'н:>,';./]%н<.-'! 01’и,

ПрОХОДШ!!/-'!! И‘»(П|. V,.!.!1.И':Т»'И.1, 14’:/";

^ыг,- !|'0:?'!<!:,.Я'1Я'ЧГ1' 1Н.1.|‘-'Р1"/М0И ЛЧ*-. "Г1. с>'"ГЧ НГИНЫ «олчгп, '.1/М. Систему уряннен'И!'; > и ('.^) исисльну.-к к ио.'1>ц*'1.кч чнетот-

япго уравнения:

и

'! 1 ' ; lf'rnr(l (l <V * l г )) 'і . і r

.)«•; Jn, II • '/ . / i- 1

Ij .Jrn I'.i-1 ,/ ' d /| j_r / Jnjj ■ І \-iuj

ЛІГІЇ (i 0 L .'•)'! ) , ITb-0 (if + L'l-lr }*■..(,

‘ j A I. г Jrp iO •- /( j_r l'^L " J ( 40 >

KpyTlUlbllUO КОЛг()ЯНИН ШЧ'УЩІМ! r.U'I'K.'MU V ПЛОСКОСТІ! ДЛІЙОІЛШ При МОМОИ-ГНОі-.! СО-уІІЦк.'ШШ ГДуЗОНОДЬГМИМЧ ІііТШіГ c- J10irv.(lj4,)HMW»l ромм ОИЦЄШ'Я.»т:Я i-J!i>M,yfej!|[nHH ДИф'иф^иЦИЯЛЫШУИ уріИНОШШМИ".

і(с,,,л!.^с,.к-ы,,-о (■« )

.Jri/lx'-> " ~ Cc* d. ''-0, ( 42 )

ГДО I > - КО ч!4>ИЩЬ'’Ш' Іфутії.ЧМіОІІ ХИСТКОСТІ-!, JiJJinHi.UClU-it.lil К учт

Ті у |'()у:м1П()Дu'MHux Ы’П.ЫГ, ІІМ,

Систему ур'іітіі'’*ги;ї (-)!) и {')Z) и<чюль:»ум* для иолучмшя час-

тотного урї'.мп'.ния

3Ku3ri)(w*jZ“ (CotJrtij гІ«Лгу +Cwzi і "О ( 43 )

JJor.-лн ііггд^ьиіі «‘ооти^тпьушцих обозначений чисто-шь»’ ураіше->шя :ішпн'.і.:гамт<-іі ь кнношпссном ьіїдс

/ijl't'.'7)1 - Rj (Ог'* j - 1^........<-> ( 44 )

Откуда ііопучнри: _

1<-'к,Н » I r V ( F V "~i /l; j Cj;/ /1 j ( 4b )

Где LO,( M,.j - НИНШмл u cubi'T ьчІШіїч Гру I'ObUii 4*'c тот:,! KCWki-

бі.циіі fMOTi'UTi.Tімпіио, г'"1; ^ ~ У,Ь,..., Kj (ii’iioiiiiiiM lu-Tijunni'.uM і.ачоОншиі ш>лнютш ииііешті

«*Є<*ІИ№ i,u.'jwyiu*.nnlil U r Hi'Jillhia'i'T*-.; конф

<}ИЦИ<>НЇ .I'.ltHfW.tllMi”'-"; !• III.;:/, I ,li, . '!•••,І'Л .• учИ'І МК--І», ЧМ 4 rflluM tut!

f'fi’i!, !>»•;>..».to*>.4(|r> I,’;,!; !• , :ii>hc, T,»h U li 14

.jOj;*1, liO'iy.;«•!.’ Д.<м ІСО''Ч-'Гі>::іїЛОіі ЧГн'.'п;'] І,! цо Д1>.‘)

!>•■•■ .'Ы,Ч> )Ш?; СІ ІЦ'СС’П! !) і •; , ГМ і!і},'!'ПЬу Ч 'itiHOIii'J

работу к. 'і і'У г і..’.Iі і і '/ '(:-■( 'ГО І, і.,г у

іі р - Л ■< і 1 ■ 'і г.цсг і : і к іі гмггнг. г<'с..>и^і,оь<.іН;;

ргі.ч().-.Снгг..і It /.(!!'>; ,;'СМ ■:( ()•'•;'!’.фОГиЧчОГм .«’ЧС'І і

cuciv'r.uj иорТй.ПМ.. . . t, і /..-4,, {,{>И^НЧ ІІІьГЛ'и.!;.:!,.,: 0<.

ИЦ< ИЙ}•.->,‘.'U'i ).ОН >>!Ч■ V.'.«•<ї іі» "b:>

I'f* 'i'-.'n/T.-uHitik ^h'rufic:' ..•..J;j04Huro рисче.та Н(

щей оист'.'і.‘и ікц.і»ілм«« uuTOMOfjivu is >і і■> ;'еісгр'>льимм прочктні

КОНОТрук іі 1 >‘ХНОЛиГ'ИЧв(.'К1їМ гь..,:-. > -., ..І.ЛОІШОГО 'J'fjai'CllOpT

черной металлургии (г.Мариуполь).

Экономическая эффективность от принятия данной методики исходит из рационального назначения металлоемкомти несущих систем на фойе известных аналогов, снижения эксплуатационных затрат по сравнению с железнодорожным транспортом. Экономический эффект от внедрения одного портального автомобиля в технологическую линию металлургического завода в масштабах цен 1УУ2года составляет 100 тысяч рублей в год.

УАШШ1Ш1Е

В диссертационной работе выполнены нучно обоснованные разработки по выбору параметров несущих систем портальных автомобилей, учитывающие особенности их компоновки, формирования внешних нагрузок, напряженно-деформированного состояния основных силовых элементов, что способствует созданию рациональных конструкций, снижению металлоемкости, увеличению производительности,

2.Установлено, что крутильная жесткость прямоугольных рам из закрытых пр;гллей на два порядка выше, чем аналогичных рам из открытых профилей, что дает основание для выбора открытых профилей в качестве силовых элементов рам несущих систем портальных автомобилей.

2.Разработана математическая модель формирования внешних нагрузок на несущие системы портальных автомобилей, основанная на учете взаимодействия колес с несовершенствами дорожного покрытия,

3.Получены математические зависимости между периметрами конструкций и микропрофилем дорожного покрытия, которые позволяют выбирать режимы движения в зависимости от характеристик дорог или выбирать параметры несущих систем при заданных режимах движения.

4.Выведены-дифференциальные уравнения возмущенного движения портальных автомобилей, описывающих изгибнне колебания несущих систем в продольной и поперечной плоскостях, а также иэгибно-кру-тнльные колебания в плоскости движения.

5.Получены аналитические выражения для 14 собственных частот несущих систем портальных автомобилей, характеризующие колебания в трех плоскостях при моментных и шарнирных условиях крепления гру-зонесущих штанг.

6.На* основании вылолноных исследований разработала методика проектировочного расчета несущих систем портальных автомобилей.

7.Разработаны алгоритм проектировочного расчета несущих систем и определения собственных динамических характеристик, составлены программы машинного счета, которые апробированы на конкретных числовых примерах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Бейгул О.А., Лебедев Г.Е., Лепетова А.Л. О связи металлоем-

кости несущей конструкции с динамикой нагружения. - Деп. в ЦНИИ-ТЭИтяжмаш, #303 - ЇМ 80. Указатель ВИНИТИ "Депонированные рукописи". - М.: 1989. - №4(210). - с.147. .

2.Бейгул О.А., Лебедев Г.Е., Лепетова А.Л. О выборе количества продольных силовых элементов грузовых платформ технологического спецавтотранспорта. - Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш, №298 - ТЫ 88. Указатель ВИНИТИ "Депонированные рукописи". - М.: 1989. - №4(210)- с.146.

3.Бейгул О.А., Лебедев Г.Е., Лепетова А.Л. О линеаризации упругих характеристик пневмо-гидравлических цилиндров. - Деп. в ДНИИТЭИтяжмаш, №1816 - ТМ 88. Указатель ВИНИТИ "Депонированные рукописи". - М.: 1989. #7(214). - с.97.

Подписано к печати 6.07.94г. Объем 1 п.л. Заказ № ЬЬЬ, тираж 100 экз. Бесплатно

Ксерокс Днепродзержинского государстьенного технического университета. 322618, г.Днепродзержинск, ул.Днепростроевская,<