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
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 |
-2Л |
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