Транспортно-установочный агрегат

Для расчета и проектирования транспортно-установочного агрегата (ТУА) задаются исходные данные, в которых обычно указываются характеристики ЛА (масса, длина, диаметр, координаты центра масс, допустимые нагрузки, места крепления ЛА на стреле) и условия эксплуатации ТУА. Если транспортный агрегат задан, то в исходных данных приводятся его технические характеристики (масса, грузоподъемность, распределение массы по осям, тип двигателя и т. д.), в противном случае транспортный агрегат выбирается из числа выпускаемых промышленностью либо проектируется специально.

Выбор конструктивно-компоновочной схемы транспортно-установочного агрегата при проектировании осуществляется методом последовательных приближений. Основными при расчете элементов ТУА в первом приближении считаются сосредоточенные нагрузки от действия ЛА, а также ветровые и инерциональные нагрузки.

Расчет рамы транспортно-установочного агрегата на прочность и прогиб производится с учетом статических массовых нагрузок и дополнительных нагрузок при колебаниях ТУА и его торможении. На раму при расчете ее на прочность действуют сосредоточенные в местах креплений нагрузки стрелы с находящимися на ней, ЛА, механизма подъема и вспомогательного оборудования, а также распределенная по линейному закону массовая нагрузка от самой рамы. В качестве расчетной схемы выбирается балка, имеющая количество опор, равное количеству осей ТУА. Напряжения, возникающие в i -м сечении:

  ,                                                 (5.13)

где — расчетный изгибающий момент в i-м сечении, равный наибольшему суммарному моменту от действия сосредоточенных сил и тормозного усилия; — момент сопротивления i -гo сечения;

  — предельно допустимое напряжение на растяжение.

Прогиб рамы может быть определен как

,                                            (5.14)

где   — изгибающий момент в i -м сечении фиктивной балки;   — жесткость действительной балки в i -м сечении.

Оптимальный прогиб должен отвечать условию

,                                                      (5.15)

где L — длина балки;   — допустимое значение относительного прогиба.

На основании прочностного расчета выбираются основные Размеры рамы и материал, из которого она изготавливается, а затем осуществляется расчет массы рамы по формуле

                ,                                     (5.16)

где , ,  — площадь сечения, длина элемента и плотность материала, из которого изготовлен -й элемент; n — количество конструктивных элементов рамы.

Масса рамы обычно составляет 45—55%общей массы рамы и колесного хода. Поэтому при оценочных расчетах можно считать, что масса колесного хода транспортно-установочного агрегата определяется как

М_кх= (0,85...1,2)М_р.                                 (5.17)

При расчете на прочность стрелы необходимо иметь в виду, что ее конструкция и габаритные размеры зависят от ветровых нагрузок, а также от размеров и массы обслуживаемого ЛА. Стрела должна быть легкой, прочной и жесткой, а ее размеры минимальными. Конструкция стрелы и ее компоновка на ТУА не должны значительно увеличивать габариты транспортно-установочного агрегата и существенно повышать положение его центра масс. В большинстве конструкций стрел подъема несущими силовыми элементами являются две продольные балки, соединенные между собой поперечными связями.

Если рассматривать стрелу как две несвязные опертые балки, на каждую из которых вследствие симметричности конструкции стрелы приходится половина массы ЛА, то напряжение изгиба в любом сечении определяется из уравнения, аналогичного (5.13).

Подбор сечения балок стрелы производится по формуле

,                                                                                              (5.18)

где для двутаврового профиля ; В — ширина верхней и нижней полок; Н — высота двутавра; h — расстояние между верхней и нижней полками; — выступающая часть верхней и нижней полок.

Прогиб определяется по формуле, аналогичной (5.14), причем необходимо учитывать, что для стальных балок величина относительного прогиба должна находиться в пределах 0,001—0,004.

Масса стрелы указанной конструкции найдется по формуле

,                             (5.19)

 

где BH - bh — площадь поперечного сечения двутавра; L — длина стрелы;  — плотность материала; К — коэффициент, учитывающий изменение площади  поперечного сечения балки.

Исходными данными для расчета гидродомкрата механизма подъема стрелы являются усилия, которые он должен развивать для подъема стрелы с ЛА на различных углах подъема. В общем случае телескопический гидродомкрат представляет собой многоступенчатый полый цилиндр с шарнирно закрепленными концами, расчет которого производится по обычной методике.

Масса гидросистемы ТУА может быть определена с помощью зависимости

,                               (5.20)

где — масса гидросистемы, т; Р — давление в гидросистеме, т/м²;  — внутренний диаметр гидродомкрата, м; — общее количество гидродомкратов.

Масса электросистемы ТУА аппроксимируется зависимостью

.                                 (5.21)

Масса подвижных опор транспортно-установочного агрегата приближенно составит

,                                        (5.22)

где  — масса ТУА без ходовой части, помещений и опор.

Масса помещений подвижного агрегата ТУА оценивается зависимостью

.                                    (11.23)

Коэффициент массы вспомогательных элементов, расположенных по стреле установщика:

,                                (5.24)

где  — масса транспортируемого груза и транспортной тележки на стреле установщика;  — масса вспомогательных элементов.

Башня обслуживания

Основное назначение башни обслуживания — обеспечение предстартовой подготовки ЛА при нахождении его в вертикальном положении на ТП и СП. Башни обслуживания могут быть как передвижными, так и стационарными.

Передвижные башни способны двигаться по рельсовым путям на расстояния, обеспечивающие их сохранность при пуске или аварии ЛА.

Поворотные башни применяются для обслуживания ЛА в одной плоскости. Перед пуском эти башни поворачиваются по кольцевому рельсу вокруг центральной опоры на угол, обеспечивающий их сохранность.

Стационарные башни обслуживания монтируются на пусковой системе или рядом с ней. Такие башни оборудованы специальными рабочими площадками, на которых размещаются необходимые электропневмогидросистемы. Перед пуском ЛА или в момент пуска они отводятся на безопасное расстояние.

На башню обслуживания в основном действуют нагрузки от массы площадок, вспомогательного оборудования и ветровые нагрузки.

Масса одной площадки определяется по формуле

,                (5.25)

где   — статистический коэффициент, равный 0,06 для двухколонной пролетной площадки, 0,09 — для четырехколонной пролетной площадки, 0,13 — для консольных площадок; — средняя длина консоли или пролета, м;  — нагрузка от персонала со вспомогательным оборудованием;  — нагрузка от технологических систем на одну площадку, т;  — масса площадки, т;   — средняя площадь площадки обслуживания, м²; — предел текучести, т/м³; — масса нулевой площадки, т.

Масса лифтов оценивается зависимостью

,                           (5.26)

где  — статистический коэффициент, меньшее значение которого относится к случаю расположения лифта внутри колонны, а большее — снаружи;   — количество лифтов;  — высота колонны башни обслуживания, м;  — грузоподъемность лифтов, т:  0,35; 0,5; 1,0.

Масса стреловых кранов зависит от грузоподъемности и вылета стрелы

,                                       (5.27)

где  — грузоподъемность крана;   — вылет стрелы, м.

Суммарная масса электрогидросистем башни обслуживания

,                                         (5.28)

где  — статистический коэффициент, большее значение которого предназначено для стационарных БО, а меньшее — для подвижных: ;  — масса башни обслуживания, т.

Диаметр колеса нестационарной тележки можно определить по формуле

,                                          (5.29)

где  — статистический коэффициент;  — полная масса БО;  — количество колес.

Ширина межколесного просвета (для многоколонных БО)

,                                           (5.30)

где  — диаметр газовода, м.

Высота башни обслуживания определяется длиной ЛА и составляет

,                                          (5.31)

где  — полная длина ЛА.