Купить РД 50-233-81 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
В методических указаниях изложены вопросы расчета устойчивости машин против опрокидывания и определения основных характеристик систем пассивной безопасности машин.
Без замены
1. Расчет параметров статической устойчивости
1.1. Характеристики статической устойчивости
1.2. Расчет предельных характеристик устойчивости машин с шарнирно-сочлененной рамой
1.3. Последовательность расчета
1.4. Особенности алгоритмов расчета предельных характеристик устойчивости машин с шарнирно-сочлененной рамой
1.5. Примеры расчета
2. Расчет параметров динамической устойчивости
2.1. Математические модели процесса опрокидывания
2.2. Критерии динамической устойчивости против опрокидывания
2.3. Приближенный метод построения оценок устойчивости
2.4. Пример расчета динамической устойчивости машины
2.5. Показатели устойчивости машин. Коэффициенты запаса устойчивости
3. Расчет динамических параметров систем пассивной безопасности колесных и гусеничных машин
3.1. Определение условий и скоростей перевертывания машин на плоскости при опрокидывании
3.2. Расчет нагрузочных и энергетических характеристик
3.3. Последовательность расчета
Список литературы
Дата введения | 01.01.1982 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.10.2014 |
Завершение срока действия | 01.06.1988 |
Актуализация | 01.01.2021 |
28.01.1981 | Утвержден | Государственный комитет СССР по стандартам | 269 |
---|---|---|---|
Разработан | ВНИИстройдормаш | ||
Разработан | ВНИИНМАШ | ||
Разработан | ИПК Минстройдормаша | ||
Издан | Издательство стандартов | 1981 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛО СТАНДАРТАМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ БЕЗОПАСНОСТИ КОЛЕСНЫХ И ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН ПО ОПРОКИДЫВАНИЮ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИНАМИЧЕСКОЙ И СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
РД 50-233-81
Москва ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ 1981
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ БЕЗОПАСНОСТИ КОЛЕСНЫХ И ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН ПО ОПРОКИДЫВАНИЮ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИНАМИЧЕСКОЙ И СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
РД 50-233-81
МОСКВА —1 981
о
Рве. 2 |
Основные геометрические соотношения для опорных контуров колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой и грузовой балансирной частью (рис. 2, г)
Таблица 1 | ||||||||||||||||||||||||||
|
Основные геометрические соотношения для опорных контуров колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой Р и грузовой небалансирной частью (рис. 2, в)
Параметр
Формула
Приведенная база небалансирной (грузовой) части машины Kx02=Zx
(^i+ai)slnga__дг
s*n £2 sin(vj—м4)
Приведенная база балансирной (моторной) части машины
Д\02~%>2
*i+
h
cos p0
Угол £i между осями Д\02 и 0\02
arctg
/isin р0 Jicos Ро
Угол между осями Д1О2 и Кх02 | |||||||||||||||
|
arctff (?i+ai>sin Ро-
(/i+fli)cos ^
^sin РпЧ-Ь cos До. arctg /2+ZiCOs p0—ftsTn^e
%__p |
Угол vs между осями О1О2 и Кг02
Угол v между осями Д\02 и ДхВ
Угол наклона продольной оси небалансирной части машины <Pj
Угол наклона продольной оси балансирной части машины <р2 к горизонту
arctg(tg «-sin v) |
12
Основные геометрические соотношения для опорных контуров колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой и балансирным мостом моторной части (рис. 2, а)
| ||||||||||||||||||||||
13 |
Продолжение табл. 3 | ||||||
|
Основные геометрические соотношения для опорных контуров колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой и балансирным мостом грузовой части (рис. 2, б)
Таблица 4 | ||||||||||||||||
|
Продолжение табл. 4 | ||||||||||||
|
Расчет статической боковой устойчивости моторной небадансирной части колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой, установленных на горизонтальной площадке (ось опрокидывания ОхВ9 рис. 2, г) | ||||||||||||||||||
|
15
Продолжение табл. 5
Определяемая величина |
Обозна чение |
Расчетные зависимости |
6. Расстояние между точками приложения сил G22 н #2 |
S |
А n d |
.— | ||
7. Высотная координата точки приложения силы |
(^22^ Лб)(1+ | |
*----- | ||
8. Расстояние проекции точки приложения силы на плоскость опорного контура иеба-лансирной части машины 07 оси опрокидывания |
Z% f ^ft+atctgfa-v*) jsm (ia—g*) | |
9. Угол статической боковой устойчивости небалансирной части машины |
“Уст |
afctg |
Примечание. В табл. 5—12: — высота балансира над опорной плос
костью; hi — высотная координата центра масс грузовой части машины; Л2 — высотная координата центра масс моторной части машины.
Схема приложения сил — на рис. 3.
Рис. 3 |
16
Таблица б
Расчет статической боковой устойчивости моторной небалансирной части колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой, установленных на наклонной площадке (ось опрокидывания 0\В, рис. 2, г)
Определяемая величина |
Обозна чение |
Расчетные зависимости |
1. Сила тяжести (вес) грузовой части машины, приведенный к точке Д2 ее опорного контура |
ai-MAu-AJtgq* 1 £i+(^u he)tg <pi | |
2. Сила тяжести (вес) моторной части машины, приведенный к точке Кг ее опорного контура |
Gaa |
p (£«^д2)+(Ла—ft6)tg Ф* 2 £а+(^аз—^)tg q>a |
3. Высотная координата точки приложения силы бц |
Ац |
(Ai—A6) Zl+ai+A6 |
Высотная координата точки приложения силы G2г |
(A* *«) Zi-a^tl6 | |
4. Результирующая приведенных СИЛ G12 И С?22 |
л. |
(Gia+Gaa)cos Фз |
5. Расстояние между точками приложения сил G12 и G22 |
d |
Wg P0—VS) |
6. Расстояние между точками приложения сил G^ и R2 |
S |
Giacos <рз ^ |
7. Высотная координата точки приложения силы R2 |
hs |
d-1- 5 (^22 &б) ^ |
8. Расстояние проекции точки приложения силы R2 на плоскость опорного контура небалансирной части машины от оси опрокидывания |
es |
Z*b 6+^ctgK-v2) J-Sin<5* b) |
9, Угол статической боковой устойчивости небалансирной части машины |
<^зап |
. Cs uctg ^ |
17
Примечание. Геометрические параметры опорного контура определяются по формулам, приведенным в табл. 1.
2 Зак. 1906
Таблица 7
Расчет статической боковой устойчивости грузовой балансирной части машин с шарнирно-сочлененной рамой, установленных на горизонтальной площадке (ось опрокидывания ЛД21 рис. 2, г)
Определяемая величина |
Обозна чение |
Расчетные зависимости |
1. Сила тяжести (вес) грузовой части машины, приведенный к точке Ох ее опорного контура |
бц |
г. |
2. Сила тяжести (вес) моторной части машины, приведенный к точке ОI ее опорного контура |
Gn | |
3. Высотная координата точки приложения силы Gn |
*11 |
(А1—Лб) 21+а1"*'Лб |
4. Результирующая приведенных сил Gn и G2i |
G21 | |
5. Высотная координата точки приложения силы /?i |
*s |
GiiAii-bG2iA6 Rx |
6. Расстояние проекции точки приложения силы R\ на плоскость опорного контур а балансирной части до оси опрокидывания АД% |
es |
OfbBZ1 У Z*+0,25В2 |
7. Угол статической боковой устойчивости балансирной части машины |
Дуст |
es arctg ^ |
Таблица 8 | ||
Расчет статической боковой устойчивости грузовой балансирной части колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой, установленных на наклонной площадке (ось опрокидывания АДъ рис. 2, г) | ||
Определяемая величина |
Обозна чение |
Расчетная зависимость |
1. Сила тяжести (вес) грузовой части машины, приведенный к точке Ох ее опорного контура |
Gn |
(Z,+ai) + <Ai A6)tgq>i Gl 2гН- (Лц—/i5)tg Ф1 |
Продолжение табл. 8 | ||||||||||||||||||||||||
|
Примечания:
1. Геометрические параметры опорного контура определяются по табл. li.
2. При угле наклона опорной площадки а=0 углы <р1=фа=ф3=0.
3. (?22 — сила тяжести (вес) моторной части, приведенная к точке Ki ее опорного контура.
Таблица 9 Расчет статической боковой устойчивости моторной балансирной части колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой, установленных на горизонтальной площадке (ось опрокидывания ВД\ рис. 2, в) | |||||||||
|
19
РАЗРАБОТАНЫ Институтом повышения квалификации руководящих работников и специалистов Минстройдормаша (ИПК)
Директор К. В. Степами
Руководитель и исполнитель темы Л. А. Гоберман
Всесоюзным научно-исследовательским институтом строительного и дорожного машиностроения (ВНИИСТРОЙДОРМАШ)
Директор В. А. Бауман
ИСПОЛНИТЕЛИ:
А. А. Яркин, Г. В. Забегалеа, Г. Л. Ратиер
Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)
Директор В. Ф. Курочкин Исполнитель С. В. Крейтер
ВНЕСЕНЫ Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)
Директор В. Ф. Курочкин
УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 января 1981 г.
Н* 269
Продолжение табл. 7 | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Примечание. Геометрические параметры опорного контура опреде ляются по табл. 2. |
Таблица 10
Расчет статической боковой устойчивости грузовой небалансирной части колесных машин с шарнирно-сочлененной рамой, установленной на горизонтальной площадке (ось опрокидывания А02 рис. 2, в)
Определяемая величина |
Обозна чение |
Расчетная зависимость |
1. Сила тяжести (вес) грузовой части машины, приведенный к точке Ki опорного контура |
1 Gu |
Gl 2г |
2. Сила тяжести (вес) моторной части машины, приведенный к точке Д\ опорного контура |
G2l |
G2 7 |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
РД
50-233-81
Введены впервые
Надежность в технике.
Оценка параметров безопасности колесных и гусеничных машин по опрокидыванию. Характеристики динамической и статической устойчивости
Утверждены Постановлением Госстандарта от 28 ливаря 1981 г. № 269, срок введения установлен с 1 января 1982 г.
По данным Всемирной организации здравоохранения несчастные случаи из-за опрокидывания колесных и гусеничных машин занимают сейчас одно из первых мест по числу и тяжести аварий, происходящих с этими машинами. В связи с этим, в последние годы во многих странах мира приняты национальные законы по защите экипажей, механиков-водителей и операторов при опрокидывании колесных и гусеничных машин.
Решение проблемы повышения безопасности этих машин как существенной составной части их надежности идет по двум основным направлениям. Первое — решает задачи повышения устойчивости машин против опрокидывания или, иначе, повышения их активной безопасности, второе — решает задачи, связанные с разработкой систем защиты операторов при опрокидывании машин и относится к области их пассивной безопасности. И та и другая группа задач, решая одну и ту же проблему надежности в системе человек-машина-среда, тесно связаны между собой, хотя в методологическом отношении каждая из них имеет свои особенности.
В настоящих методических указаниях, прошедших проверку в лабораторных и производственных условиях ИПК, ВНИИСТРОЙДОРМАШ и др. организациях, изложены вопросы расчета устойчивости машин против опрокидывания и определения основных характеристик систем пассивной безопасности машин. По каждому разделу даны краткие теоретические сведения и методические указания по порядку проведения расчетов, наиболее сложные из них иллюстрируются числовыми примерами.
Основное внимание в методических указаниях уделяется вопросам, не нашедшим достаточного освещения в специальной и справочной литературе и встречающим наибольшие трудности у специалистов, работающих в области проектирования и эксплуатации машин.
© Издательство стандартов, 1981
3
В методических указаниях расчет параметров статической устойчивости ограничивается рассмотрением колесных шарнирно-сочлененных машин. В то же время при расчете машины с шарнирно-сочлененной рамой путем конструктивных и кинематических преобразований нетрудно перейти к любым другим схемам ходового оборудования машин, используя для этого аналогичные подходы к расчету устойчивости.
В методических указаниях нашли дальнейшее развитие принципы оценки динамической устойчивости колесных и гусеничных машин, что позволяет значительно повысить эффективность их использования в различных отраслях народного хозяйства.
Кроме того в методических указаниях даются расчеты основных характеристик систем защиты операторов при опрокидывании машин, что обеспечивает совместное решение защиты и устойчивости и дает возможность комплексно оценить безопасность колесных и гусеничных машин по опрокидыванию и найти оптимальные пути для решения проблемы в целом.
Проект методических указаний рассматривался и опробиро-вался головными научно-исследовательскими и проектными организациями Минстройдормаша, Минавтопрома, а также предприятиями ряда отраслей и в целом получил положительную оценку.
Внедрение методических указаний в практику проведения расчетов машин-орудий и специальных машин на колесной и гусеничной базе на опрокидывание как существенной составной части надежности системы человек-машина-среда позволит значительно сократить сроки проектирования в их расчетной части и обеспечить повышение качества названных машин.
Широкое опробирование методических указаний в НИИ и КБ в процессе проведения расчетов при проектировании машин-орудий и специальных машин на колесной и гусеничной базе, а также материалы статистики по испытанию этих машин позволят в дальнейшем перейти к стандартизации основных принципов расчета машин на опрокидывание для различных ситуаций их эксплуатации.
1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ 1.1. Характеристики статической устойчивости
1.1.1. Предельные возможности машин по устойчивости против опрокидывания, определяющие их несущую способность, оцениваются:
моментом устойчивости Муст горизонтально установленной машины, равным произведению силы тяжести (веса) на плечо этой силы относительно оси опрокидывания;
углом устойчивости ауст, соответствующим предельному наклону опорной площадки, на которой может стоять машина не опрокидываясь;
4
максимальной статической нагрузкой Р0пр на рабочем оборудовании, расположенном вне опорного контура машины, превышение которой вызывает опрокидывание машины.
Между указанными характеристиками имеют место следующие соотношения:
(1)
(2)
(3)
М
Ghc
П Мусу
^°пр - »
^уст—
где G— сила тяжести (вес);
/с —плечо силы G относительно оси опрокидывания; hc —высота точки приложения силы G над опорной площадкой (или над плоскостью опорного контура);
Iq — плечо силы Ропр относительно оси опрокидывания.
1.1.2. Устойчивость машин, установленных на наклонной площадке, определяется:
моментом запаса устойчивости Af3an; углом запаса устойчивости азап.
Момент запаса устойчивости
ЛАзап —Муст’COS а—GAcsin а. (4)
COS Яуст COS(ayCT—a) 5
(5)
^8 азап — ^8(ауст а) —
Угол запаса устойчивости
где a — угол наклона опорной площадки, на которой установлена машина.
1.1.3. Разность между предельной устойчивостью машины и фактическим запасом ее устойчивости на наклонной площадке определяет величину «потерянной устойчивости», определяемой по формулам:
Я — Яуст азап1
Sin вуст“®^^(^уст—в) уст sin аусх
= 'Ропр—1Q,
Мл —Муст
Д^зап — М
д Pt
опр
где Q — фактическая нагрузка (соответствующая установленной грузоподъемности) на рабочем оборудовании машины, действующая на том же плече относительно оси опрокидывания, что и сила Ропр.
1.1.4. Угол крена, обусловленный деформацией основания (грунта) и упругих опор машины определяется по формуле
G cos в Мзап
«п =
5
где Z — величина, соответствующая базе ходовой части машины при определении продольного крена и колее ходовой части при определении поперечного крена;
Ci — жесткость опор машины или приведенная жесткость основания (грунта) и опор, находящихся со стороны оси опрокидывания;
Cj — жесткость опор машины или приведенная жесткость основания и опор, внешних по отношению к оси опрокидывания.
При Ci = С
(10)
G cos л а*= ~С1 CZ*
С |
1.1.5. Для пневмоколесных машин приведенная жесткость системы «шины-грунт» определяется соотношением
(И)
где Сш — радиальная жесткость шин;
Сгр — условная жесткость грунта, контактирующегося с пневматиком.
При отсутствии экспериментальных данных значения Сш и Срр вычисляются по формулам
где £>жи Ь — соответственно диаметр и ширина профиля шины, см;
Р — давление воздуха в шине, ати;
GK — вертикальная нагрузка, передаваемая через пневма-тик, кг;
— коэффициент, зависящий, в основном, от конструкции шин. Для шин типа 15,00—20 =6,5;
Е* — коэффициент, зависящий в основном от профиля рисунка протектора шины; в среднем Е, = 1,5; k — коэффициент, зависящий от физико-механических свойств основания (грунта), см3/кг.
При расчетах следует пользоваться следующими средними значениями коэффициента к:
сухая грунтовая дорога..... 0,025;
стерня, луг........ 0,22—0,25;
залежь......... 0,55—0,60;
свежевспаханное поле
песок влажный....... 1,30—1,40;
песок сухой........ 3,30—3,50;
болотистый грунт.......8,0—10,0;
слабоуплотненный снежный покров . . . 2,20—5,40
в
1.1.6. Условная жесткость грунта, контактирующегося с гусе* ничным движителем, определяется по формуле
С„=2-^1 ; (14)
где пк — число опорных катков движителя на сторону;
Ьг,' —ширина гусеницы, см;
1Н—длина активного участка гусеницы под каждым опорным катком, см.
В зависимости от шага /а, гусеничной цепи и коэффициента к длина активного участка гусеницы принимается равной
| ||||||||
1 Л. Расчмт предельных характеристик устойчивости машин с шарнирно-сочлененной рамой |
1.2.1. При соединении мостов и осей с корпусом или ходовой рамой машины с помощью горизонтального шарнира (балансира), допускающего их качание в вертикальной поперечной плоскости, либо при балансирном соединении секций несущей рамы в шарнирно-сочлененных машинах каждая часть машины — балансирная, несущая ось горизонтального шарнира, и небалансирная, несущая корпус этого шарнира, имеют свой опорный контур. После блокировки (замыкания) балансира обе части машины имеют общий опорный контур.
1.2.2. Расчет боковой устойчивости машин, ходовая часть которых имеет балансирно соединенные элементы, ведется раздельно для балансирной н небалансирной частей по условию первичного опрокидывания, то есть до момента замыкания балансира. При этом устойчивость машины в целом лимитируется той ее частью, которая имеет меньшую устойчивость.
Для машин с балансирным мостом боковая устойчивость лимитируется устойчивостью небалансирной части, то есть устойчивостью машины без балансирного моста.
1.2.3. Конфигурация опорных контуров шарнирно-сочлененных машин зависит также от угла складывания Ро.
При балансирном соединении секций между собой или при балансирном соединении с рамой одного из мостов опорные контуры этих машнн при 0<Ро<90° представляют собой:
для балансирной части — равнобедренный треугольник с вершиной в точке пересечения продолжения оси балансира с вертикальной плоскостью, проходящей через ось колес небалансирной
7
части, и с основанием, проходящим через центры площадок контакта колес балансирной части машины (ДАДБ на рис. 1 ,а или АВДГ на рис. 1,6);
для небалансирной части — неправильный треугольник с вершиной в точке пересечения оси балансира с вертикальной плоскостью, проходящей через ось колес балансирной части, и с основанием, проходящим через центры площадок контакта колес небалансирной части машины (А ВО1Г на рис. 1,в).
Боковые стороны указанных опорных контуров соответствуют осям бокового опрокидывания балансирной и небалансирной частей шарнирно-сочлененной машины.
1.3. Последовательность расчета
Заданными являются: массы и координаты центров масс балансирной и небалансирной частей машины; высота балансира над опорной плоскостью; длины секций ходовой рамы; колея ходовой части; угол складывания ходовой рамы; угол наклона опорной плоскости; грунтовой фон; жесткость шин (рессор) либо давление воздуха в шинах; положение оси опрокидывания.
Расчет устойчивости для каждой части машины ведется в следующей последовательности:
1) в зависимости от положения и угла складывания рамы
2) по формулам (11) — (13) определяется приведенная жест-(рис. 2) по табл. 1—4 определяются основные геометрические параметры опорного контура;
кость системы «шины (рессоры)-грунт»;
3) по формулам (9) или (10) определяется угол крена ап машины, обусловленный деформацией опор и грунта;
4) по значению угла а наклона опорной плоскости вычисляются углы <?t и <р2 (либо угол <р) — табл. 1—4— и затем по соответствующему алгоритму (табл. 6, 8, 11 или 12) определяется угол запаса устойчивости азап;
5) окончательное значение угла запаса устойчивости определяется как разность между значениями углов азап и а„.
Примечание. В целях некоторого упрощения расчетов может быть принята такая последовательность определения угла ссзап:
по соответствующим алгоритмам (табл. 5, 7, 9, 10, 13—17) вычисляется угол устойчивости машины ауст, установленной на горизонтальной площадке, а затем по разности (ауст—а—ап) определяется угол запаса устойчивости Озап.
1.4. Особенности алгоритмов расчета предельных характеристик устойчивости машин с шарнирно-сочлененной рамой
В основу построенных алгоритмов положен метод приведения действующих на машину сил к вертикальным плоскостям, проходящим соответственно через переднюю и заднюю оси машин. При этом принимается, что линия, соединяющая точки приложения составляющих сил, в горизонтальной плоскости проходит через центр масс соответствующей части (балансирной или небалансирной) машины и вершину треугольника ее опорного контура.
Применение этого метода позволило учесть взаимное влияние параметров балансирной и небалансирной частей машины на их устойчивость против опрокидывания.
9