Гусеничной машины
Перечень подлежащих определению величин:
- координаты центра масс машины;
- координаты центра давления;
- среднее, максимальное и минимальное давление;
- размеры ядра сечения;
- деформации несущего основания.
Таблица 1П
Значения исходных данных
| № пп | Наименование | Обозначение | Единица измерения | Значение |
| 1. | Масса гусеничного хода | 
| кг | |
| 2. | Координаты центра масс гусеничного хода | 
| м | |
| 3. | Масса двигателя | 
| кг | |
| 4. | Координаты центра масс двигателя | 
| м | |
| 5. | Масса металлической конструкции | 
| кг | |
| 6. | Координаты центра масс металлической конструкции | 
| м | |
| 7. | Масса ковшовой рамы | 
| кг | |
| 8. | Координаты центра масс ковшовой рамы | 
| м | |
| Продолжение табл. 1П | ||||
| 9. | Угол продольного крена | 
| град. | |
| 10. | Угол поперечного крена | 
| град. | |
| 11. | Угол наклона ковшовой рамы | 
| град. | |
| 12. | Усилие со стороны массива на ковшовую раму | 
| Н | |
| 13. | Координаты точки приложения усилия
| 
| м | |
| 14. | Длина опорной поверхности гусениц | 
| м | |
| 15. | Ширина гусениц | 
| м | |
| 16. | Колея гусеничного хода | 
| м | |
| 17. | Модуль Юнга грунта | 
| кПа |
 |
Расчетная схема
Рис. 1П
Таблица 2П
Варианты задания № 1
| № пп | Обозначение | Ед. измерения | В а р и а н т | ||||||
| 1. |
| кг | |||||||
| 2. |  ,  ,
| м | 0,1; 0,3; 0,6 | -0,1; 0,4; 0,5 | 0,2; 0,2; 0,4 | -0,2; 0,3; 0,6 | 0,3; 0,4; 0,5 | 0,1; 0,4; 0,7 | 0,3; 0,2; 0,9 |
| 3. |
| кг | |||||||
| 4. |  , ,
| м | -0,3; 1,6; 1,2 | -0,2; 1,7; 1,3 | 0; 1,5; 1,1 | -0,2; 1,8; 1,4 | 0,3; 1,5; 1,2 | -0,3; 1,4; 1,4 | -0,5; 1,7; 1,3 |
| 5. |
| кг | |||||||
| 6. | , ,
| м | -0,2; -0,6; 0,7 | 0,2; -0,5; 0,7 | -0,3; -0,4; 0,6 | 0,4; -0,4; 0,8 | -0,3; 0,4; 1,0 | 0,4; 0,6; 0,8 | -0,3; 0,5; 0,9 |
| 7. |
| кг | |||||||
| Продолжение табл. 2П | |||||||||
| 8. | , ,
| м | 0; -2,6; 0,7 | 0; -2,4; 0,5 | 0; -2,5; 0,8 | 0; -2,7; 0,7 | 0,3; -2,5; 0,5 | 0; -2,7; 0,3 | 0; -2,7; -0,1 |
| 9. |
| град. | |||||||
| 10. |
| град. | |||||||
| 11. |
| град. | |||||||
| 12. |
| Н | |||||||
| 13. |  , 
| м | -3,0; -1,0 | -2,8; -1,1 | -2,7; -1,2 | -3,0; -1,5 | -2,8; -1,2 | -2,9; -1,0 | -3,0; -1,2 |
| 14. |
| м | 5,1 | 5,0 | 4,8 | 5,2 | 4,5 | 4,8 | 5,1 |
| 15. |
| м | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,9 |
| 16. |
| м | 4,1 | 4,0 | 3,8 | 4,2 | 3,6 | 3,7 | 4,0 |
| 17. |
| кПа |
Продолжение табл. 2П
Варианты задания № 1
| № пп | Обозначение | Ед. измерения | В а р и а н т | ||||||
| 1. |
| кг | |||||||
| 2. | , ,
| м | 0,4; 0,3; 1,0 | -0,3; -0,4; 0,8 | 0,2; 0,4; 0,8 | 0,2; 0,4; 0,5 | 0,3; 0,3; 0,7 | 0,1; 0,5; 1,1 | 0,2; 0,5; 0,7 |
| 3. |
| кг | |||||||
| 4. | , ,
| м | 0,5; 1,4; 1,6 | -0,2; 1,5; 1,2 | 0,3; 1,4; 1,0 | -0,3; 1,7; 1,5 | -0,5; 1,7; 1,3 | 0,5; 1,5; 1,4 | -0,3; 1,7; 1,4 |
| 5. |
| кг | |||||||
| 6. | , ,
| м | 0,5; -0,4; 1,2 | 0,3; 0,5; 0,7 | -0,3; -0,4; 0,8 | -0,3; -0,6; 0,9 | 0,5; 0,6; 0,8 | -0,4; 0,6; 0,9 | -0,3; 0,5; 0,9 |
| 7. |
| кг | |||||||
| Продолжение табл. 2П | |||||||||
| 8. | , ,
| м | 0; -2,8; 0,3 | 0; -2,5; | 0; -2,6; 0,6 | 0; -2,9; 0,3 | 0; -2,5; 0,2 | 0; -2,6; 0,8 | 0; -2,9; -0,4 |
| 9. |
| град. | |||||||
| 10. |
| град. | |||||||
| 11. |
| град. | |||||||
| 12. |
| Н | |||||||
| 13. | ,
| м | -3,2; -1,0 | -2,9; -1,4 | -2,8; -1,2 | -3,2; -1,2 | -2,9; -1,2 | -2,9; -1,0 | -3,1; -1,2 |
| 14. |
| м | 4,9 | 4,7 | 4,85 | 5,2 | 5,0 | 4,0 | 4,2 |
| 15. |
| м | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,8 |
| 16. |
| м | 3,8 | 3,9 | 3,6 | 4,0 | 3,8 | 3,5 | 3,6 |
| 17. |
| кПа |
Продолжение табл. 2П
Варианты задания № 1
| № пп | Обозначение | Ед. измерения | В а р и а н т | ||||||
| 1. |
| кг | |||||||
| 2. | , ,
| м | -0,1; 0,4; 0,5 | 0,2; 0,2; 0,4 | -0,2; 0,3; 0,7 | 0,1; 0,4; 0,67 | 0,3; 0,2; 0,9 | 0,2; 0,4; 0,8 | 0,3; 0,3; 0,7 |
| 3. |
| кг | |||||||
| 4. | , ,
| м | -0,2; 1,8; 1,4 | 0,3; 1,5; 1,2 | -0,3; 1,4; 1,4 | 0,5; 1,4; 1,6 | 0,5; 1,3; 1,5 | 0,4; 1,5; 1,5 | 0,3; 1,47; 1,0 |
| 5. |
| кг | |||||||
| 6. | , ,
| м | 0,4; 0,6; 0,8 | -0,3; 0,5; 0,9 | 0,5; 0,4; 1,2 | 0,3; 0,5; 0,7 | 0,3; 0,5; 0,7 | 0,4; 0,6; 0,8 | -0,3; 0,5; 0,9 |
| 7. |
| кг | |||||||
| Продолжение табл. 2П | |||||||||
| 8. | , ,
| м | 0; -2,8; 0,3 | 0; -2,5; | 0; -2,6; 0,6 | 0; -2,5; | 0; -2,9; 0,3 | 0,3; -2,5; 0,5 | 0; -2,5; -0,3 |
| 9. |
| град. | |||||||
| 10. |
| град. | |||||||
| 11. |
| град. | |||||||
| 12. |
| Н | |||||||
| 13. | ,
| м | -2,9; -1,2 | -3,0; -1,2 | -3,2; -1,2 | -3,0; -1,3 | -3,0; -1,1 | -2,7; -1,2 | -3,0; -1,3 |
| 14. |
| м | 4,0 | 5,1 | 4,7 | 5,1 | 4,8 | 5,0 | 4,0 |
| 15. |
| м | 0,6 | 0,5 | 0,7 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 0,7 |
| 16. |
| м | 3,2 | 3,5 | 3,8 | 4,0 | 3,5 | 4,0 | 3,5 |
| 17. |
| кПа |
ПРИМЕР РАСЧЕТА
1. В соответствии с исходными данными составляем расчетную таблицу 1.1 и схему точек приложения центров масс составных частей машины (рис. 1П).
Таблица 1.1
Данные для вычисления координат центра 
масс машины
| № п/п | Наименование | Обозначение | Масса  , кг
| Координаты, м | ||
|
|
| ||||
| 1. | Гусеничный ход | 
| 0,4 | 0,3 | 1,0 | |
| 2. | Двигатель | 
| -0,2 | 1,5 | 1,3 | |
| 3. | Металлоконструкция | 
| 0,3 | -0,5 | 1,0 | |
| 4. | Ковшовая рама | 
| -2,8 | 0,4 | ||
| 5. | Масса машины и координаты центра масс | 
| 0,19 | -0,17 | 0,95 |
2. Координаты центра 
масс машины (формулы 1.1):
м;
м;
м.
Полученные значения координат точки С записываем в табл. 1.1 и наносим ее на расчетную схему (рис. 1П).
3. Составляем схему к определению координат 
и 
центра давления D (рис. 1.2).
4. Проекции силы тяжести 
на оси 
(формулы 1.18):
Н;
Н;
Н.
5. Проекции усилия со стороны массива на ковшовую раму:
Н;
Н;
6. Проекции равнодействующей 
внешних сил (формулы 1.19):
Н;
Н;
Н.
7. Моменты равнодействующей относительно осей 
и 
(формулы 1.20), в которые проекции сил и 
подставляются со знаком «+», а их координаты – с учетом знака:
8. Координаты центра давления (формулы 1.6):
м; 
м.
9. Среднее давление машины на грунт (формула 1.10)
Па.
10. Моменты сопротивления 
и 
опорной площади для двухопорных гусениц, жестко соединенных с рамой машин (формулы 1.12):
м3;
м3.
11. Максимальное и минимальное давления на грунт (формулы 1.11):
Па;
Па.
12. Размеры ядра сечения соответственно (формулы 1.14-1.16):
м;
м.
13. По вычисленным координатам предельных точек ядра сечения строим ромб, который является ядром сечения двухопорного гусеничного хода, и наносим на полученную схему (рис. 1.5) координаты центра давления 
.
Если в результате расчетов оказалось, что 
, то это означает, что опорная площадь гусениц машины используется для передачи давления на грунт не полностью (рис. 1.4) и центр давления расположен за пределами ядра сечения. В рассматриваемом случае 
.
14. Средняя, наибольшая и наименьшая деформации грунта (формулы 1.17):
м;
м;
м.
Таким образом, центр масс многоковшового экскаватора расположен в точке С с координатами 
= 0,19 м; 
= −0,17 м и 
= 0,95 м; центр давления D имеет координаты = 0,20 м и 
= −0,25 м и не выходит за пределы ядра сечения, ограниченного ромбом с координатами вершин 
1,66 м и 
0,88 м. Наибольшее и наименьшее давления на грунт соответственно равны 
= 25,1 кПа и 
= 10,7 кПа, при этом деформации грунта не превышают допустимой и составляют 
= 0,097 м, 
= 0,042 м и 
= 0,07 м.
Приложение 2
