Файл: Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.06.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где 5 — радиальная нагрузка

на опорные

колеса;

 

х„ — статическая деформация шин под действием силы тяже­

сти системы;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g — ускорение силы

тяжести.

 

 

 

 

 

Дифференциальное уравнение (5) может быть записано в сле­

дующей форме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х + 2пх 4- щх = -.

cos wt,

 

(6)

 

 

 

 

 

"'-1+"'о

 

 

 

где <в0 —собственная угловая частота;

 

 

 

con =

I /

7

 

m0

s .a

h-

 

b

 

 

 

 

+

'

 

 

2(m1~\-m0)'

 

Если / i < c o „ ,

то общий

интеграл

линейного неоднородного

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7)

х =

е-'*' (Cj cos

+

С2

sin со^) +

X,

где X — частный

интеграл

 

неоднородного

уравнения,

который

целесообразно

искать

в форме

 

 

 

 

X =

ха cos (wt — ф).

 

 

 

Подставив это выражение и его первую и вторую производные

в уравнение (6), найдем амплитуду

колебаний

точки

 

хп =

 

'"о) У(<4 ~

ю2 )2 + 4Л

V

 

 

(mi +

 

и начальную фазу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф =

 

arctg-

2Л ш

 

 

 

 

 

 

 

 

СОп со

 

 

 

Исследование выражения (7) на экстремум позволяет найти максимум амплитуды:

_ '"ог м о

2(,П1 + ,п0) Л у"ш§ - Л2

при резонансной частоте

W n l = ^

2 2

-

2 > а

° -

у

со

 

 

Зависимость амплитуды колебаний от угловой частоты (ампли­ тудно-частотная кривая) изображена на рис. 39.

64


Если со = 0, то хио = О, а при со : СхЭ

Щ + т0

Практический интерес представляет определение мощности, необходимой для поддержания вынужденных колебаний системы. Расчет требует знания диссипативных сопротивлений. Примени­ тельно к рассматриваемому случаю можно отметить, что сопротив­ ление движению В зависит от усилия прижима лобовой части ножа

к грунту. Если принять, что

В — вертикальная

сила,

a

PB I l G

усилие при вибрационном резании, и

 

 

 

 

 

учесть,

что

связь

 

между этими

силами

 

 

 

 

 

при вибрации определяется

коэффициен­

 

 

 

 

 

том трения

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В =

ГРШ1б.

 

 

 

 

 

 

 

Данное

уравнение

применимо, если

 

 

 

 

 

базовый

трактор

вибрационного

кабеле­

Рис. 39. Зависимость амп­

укладчика

имеет

трансмиссию, обеспечи­

вающую

создание

 

заданной

постоянной

литуды

ха

 

от

угловой

 

частоты

со

колебаний

касательной

силы

 

тяги,

равной

Р в и 6 .

 

 

собой

сухое

Если

диссипативное

сопротивление представляет

трение, то, как известно из теории вибрационной техники, макси­ мум безразмерной средней мощности вибратора

max Хер =

«(Y2-I) tg

при условии, что

здесь

0)

Максимум средней

мощности

вибратора

max N,ср •

max% c p F 2 a

(/ni +

m0 )(fl '

где F a = /п0 гсо2 (для

центробежного

дебалансного вибратора).

Значит

 

 

 

m a x Хсро т ог 2 ( °3

max JVcp =

Если базовый трактор вибрационного кабелеукладчика имеет трансмиссию, не обеспечивающую регулирование заданной каса-

5 Е. М. Хайзерук

65


тельной силы тяги (например, снабжен обычной механической трансмиссией), то решение задачи о максимуме средней мощности вибратора сводится к определению: 1) величины коэффициента со­ противления, при которой вибратор будет развивать максимальную мощность при условии неизменности остальных параметров си­ стемы (массы, жесткости, амплитуды и частоты вынуждающей силы); 2) значения максимума средней мощности.

В теории вибрационной техники определено, что средняя мощ­ ность вибратора для линейной системы с одной степенью свободы

 

 

 

_

 

 

F2co sin 2ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

° P ~ 4 ( ; n 1

+ m 0 ) ( с о 2 - с о 2 ) '

 

 

 

 

 

Максимум выражения, стоящего в правой части уравнения,

будет

иметь место:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

при sin 2ф =

1, если

со0

>• со и | ф„, =

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зя

I

 

 

 

б) при sin 2ф =

— 1 ,

если

со0

<

со и | ср,„ =

 

 

 

В

обоих случаях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т а xN ср

' 4 К + ' " о ) ( с о 2 , - с о 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при коэффициенте

затухания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I '

 

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

| ш5 — со2 |

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как b =

2hm, то коэффициент сопротивления при

maxN,

 

 

_

(/»! + т0)

| со2 — со2

|

|с _

 

+

Щ ) ш г

|

 

 

 

Приведенная методика расчета позволяет определить среднюю

мощность вибратора при заданном усилии вибрационного

резания

 

 

 

Таблица

13

PB]iQ,

радиальной

жесткости

с

Жесткость шин различных машин

 

шин опорных колес рамы вибра­

 

 

 

 

 

 

 

ционного

кабелеукладчика

и

 

 

 

Ж е с т к о с т ь

 

массе

тх

системы.

 

 

 

 

 

 

шик в

к г с / с м

 

 

Радиальная

жесткость шин

 

Машины

 

 

 

 

 

некоторых

тракторов и автомо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п е р е д ­

з а д ­

 

билей дана в табл. 13.

 

 

 

 

них

них

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрия

 

ножей

вибра­

Трактор МТЗ-5Л

 

320

460

 

ционных

 

кабелеукладчиков

»

MT3-50

 

320

440

 

менее

 

разнообразна, чем пас­

»

ТД-20 . . .

280

300

 

сивных

 

кабелепрокладочных

»

T-19 . . . .

300

280

 

ножей.

Наиболее

часто

приме­

Автомобиль ГАЗ-51

 

970

2000

 

няются

ножи

толщиной 15—

»

ЗИЛ-164

1240

2800

 

 

 

 

 

 

 

 

—30 мм и с

прямой

лобовой

66


режущей частью. Угол резания лезвия режущей части состав­ ляет 75—90°, угол заострения режущей части 90—120°. На некоторых кабелеукладчиках применяется нож с выступающим вперед носком (долотом) плоской формы. Ширина долота у такого ножа равна толщине тела ножа.

Ножи, имеющие маятниковую подвеску, по геометрии подобны ножам, жестко соединенным с механизмом навески. Угол резания лезвия режущей части у некоторых из таких ножей около 120°.

§5. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

НОЖЕВЫХ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКОВ

Специальные исследования износостойкости рабочих органов кабелеукладчиков как пассивного, так и активного типов не про­ водились. Имеются лишь практические данные о стойкости неко­

торых типов

рабочих органов..

 

 

Известно,

что пассивные кабелепрокладочные ножи

наиболее

изнашиваются в нижней части, в зоне, составляющей

примерно

V 3 глубины их хода в грунте при глубине резания 0,5—1,2 м. Долото

или выступающий вперед носок серповидной формы

изнашивается

по передней

грани. При этом в некоторых случаях

наблюдается

образование продольной желобчатой выработки по продольной оси долота. Примыкающая к долоту режущая часть (лезвие) изнашивается по передним боковым граням. Изнашиваются также боковые части ножа и кассеты.

Наиболее сильно на процесс резания влияет затупление носка ножа, на котором образуется площадка износа, имеющая тупой угол резания.

Кабелепрокладочный нож становится непригодным к эксплуа­ тации при затуплении носка долота, которое приводит к умень­ шению вертикальной составляющей усилия резания. При сильном затуплении носка эта составляющая получает направление вверх, особенно при работе на плотном грунте, что вызывает нарушение устойчивости хода кабелепрокладочного ножа на заданной глу­ бине.

Наиболее интенсивно изнашивание ножа происходит в плотных грунтах и в грунтах с каменистыми включениями.

Стойкость изготовленных из стали Ст. 3 и имеющих твердо­ сплавную наплавку ножей кабелеукладчиков для прокладки

магистральных кабелей на глубину

1,2 м составляет 100—200 км

в грунтах I I — I I I

групп.

 

Для повышения

износостойкости

долота кабелепрокладочных

ножей на кабелеукладчиках фирмы АТЕСО изготовляют из хромомарганцевомолибденовых и марганцевых сталей с твердостью после термообработки HRC 50—55. Отечественные кабелепрокла­ дочные ножи наплавляют износостойкими электродами ВСН-6 с фтористокальциевьш покрытием.

5*

67


Глава III

УСТОЙЧИВОСТЬ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКОВ

§ 1. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ

В процессе работы кабелеукладчик находится под воздей­ ствием системы сил.

На рис. 40 изображена схема сил, действующих на прицепной кабелеукладчик, который движется на подъем на участке с углом наклона а п к горизонту. Расположив начало координат в точке

О прицепного

устройства кабелеукладчнка и направив оси х и у

соответственно

параллельно

и перпендикулярно поверхности

,

и

.

Рис. 40. Схема сил, действующих на прицепной кабелеукладчик

грунта, по которой движется кабелеукладчик, найдем уравнения проекций сил на оси координат и уравнение моментов сил относи­ тельно точки О:

2 * =

Рх

+

(GK +

G 6 1

+

G 6 2 +

G63

+

G64) sin an

Qx

R x - P i — X 1

— X i — X a

= Q;

(8)

2 У = pu

 

( ° к

+

G 6 i

+

Gca +

G6 3

+

G64) cos a„ —

 

-

 

Qy

-

Ry

+

У г

+

У 2

+

Уз

=

0;

(9)

2 М „

 

=

±

 

lGKhg + (G6 1

+ G64 ) h t

+ (G6 3

+

+

G6

3 )

fta]

sin an +

(GK /g +

G 6 1 ^

- f

G6il2

+

68