1.4 класс трактори асосидаги кўп мақсадли машина қазиш жиҳози элементларини мустаҳкамликка ҳисоблаш Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 625.76.08

1.4 КЛАСС ТРАКТОРИ АСОСИДАГИ КУП МАЦСАДЛИ МАШИНА ЦАЗИШ ЖЩОЗИ ЭЛЕМЕНТЛАРИНИ МУСТА^КАМЛИККА ^ИСОБЛАШ

Рустамов Камолиддин Журабоевич Тошкент давлат транспорт университети, koliya22@rambler.ru (тел: 97-156-94-21)

Одилов Одилжон Зокиржонович ФарПИ, Odiljonodilov5@mail.ru, +998 90 631 08 01

Тожибоев Шокиржон Илхомжон угли РГАТУ им. П.А. Костычева, Студент инженерного Факультета +79065407874, shokirjontojiboyev18@mail.ru

Аннотация. Йул курилиши мух,андислигини ривожлантиришнинг энг мух,им йуналиши машиналарнинг иш унумдорлигини ошириш, шу жумладан, уларнинг хджми ва кувватини ошириш х,исобига х,исобланади. Йул-курилиш ва кутариш-транспорт машиналари (ЙК ва КТМ) металл конструкциясининг массаси салмокли булиб, баъзи х,олларда машина массасининг 40% га етади. Металл конструкцияларни лойихдлашнинг барча х,олатларида конструктор бутун тузилманинг етарлича мустах,камлиги, ишончлилиги ва чидамлилигини таъминлаган х,олда металлни тежаш вазифасига дуч келади. Куп функцияли машиналарда металлни тежаш энергияни тежашга олиб келади, чунки автомобилларнинг хдракатига каршилик пасаяди. Бу х,озирги вактда ёкилги нархининг юкорилиги туфайли жуда мух,им булиб, ишлаб чикариш таннархидаги бирлик нархи баъзан 60% га етади. Ускуналарнинг кам янгиланиши туфайли истеъмолчилар учун эски металл конструкцияларнинг хизмат килиш муддатини узайтириш мух,им вазифага айланди. Ушбу муаммоларни х,ал килиш янги самарали, оригинал техник ечимларни лойихдлаш ва излашга янгича ёндашувни талаб килади. Шу билан бирга, куп максадли машинани казиш жих,озининг элементларини мустах,камликка х,исоблаш масалалари мух,им ахдмият касб этади.

Аннотация. Важнейшим направлением развития строительно-дорожного машиностроения является повышение производительности машин, в том числе за счет роста их типоразмеров и мощности. Масса металлоконструкции строительно-дорожных и подъемно-транспортных машин (СД и ПТМ) значительна и в некоторых случаях достигает 40% массы машины. Во всех случаях проектирования металлоконструкций конструктора сталкиваются с задачей экономии металла при обеспечении достаточной прочности, надежности и долговечности всей конструкции в целом. В мобильных машинах экономия металла приводит к экономии энергоресурсов, так как снижается сопротивление перемещению машин, что в настоящее время весьма актуально из-за высоких цен на топливо, удельная стоимость которого в стоимости продукции иногда достигает 60%. Важной задачей перед эксплуатационниками, из-за низкого обновления техники, стала задача продления срока службы старых металлоконструкций. Решение этих проблем требует нового подхода к проектированию и поиску новых эффективных, оригинальных технических решений. При этом большое значение имеют вопросы расчета прочности элементов землеройного оборудования многоцелевой машины.

Abstract. The most important direction in the development of road construction engineering is to increase the productivity of machines, including by increasing their size and

capacity. The mass of the metal structure of road-building and lifting-transport machines (RBM and LTM) is significant and in some cases reaches 40% of the mass of the machine. In all cases of designing metal structures, the designer is faced with the task of saving metal while ensuring sufficient strength, reliability and durability of the entire structure as a whole. In mobile cars, saving metal leads to energy savings, as the resistance to movement of cars decreases, which is currently very important due to high fuel prices, the unit cost of which in the cost of production sometimes reaches 60%. An important task for the operators, due to the low renewal of equipment, has become the task of extending the service life of old metal structures. Solving these problems requires a new approach to designing and searching for new effective, original technical solutions. At the same time, the issues of calculating the strength of elements of earth-moving equipment of a multi-purpose machine are of great importance

Калит сузлар: Стрела, чумич, х,исобий схема, рукоят, гидроцилиндр, кундаланг кесим, куп максадли машина, шарнир.

Ключевые слова: стрела, ковш, расчетная схема, рукоятка, гидроцилиндр, поперечный разрез, многоцелевая машина, шарнир.

Keywords: boom, bucket, design diagram, handle, hydraulic cylinder, cross section, multipurpose machine, hinge.

Х,исобнинг максади -стрела гидроцилиндрларининг ишчи кучлари таъмирида ишчи ускуна элементларининг хавфли кесимларида х,осил буладиган max кучланишларни аник;лаш.

Дастлабки маълумотлар - тескари курак ускунасининг геометрик ва кинематик параметрлари ва экскаваторнинг асосий гидросистемасидаги босим Рном=17,5 МПа булганда чумич, дастак ва стрела гидроцилиндрлари штокларидаги номинал кучлар.

= D Р"ом =^0^17,5-Ю6 = 87964Ш (1)

2 FrPm = 2FrKm = 2 - 87964,1 = 175928,2H (2)

Fr.c. =D P =^10-106 = 7 8 5 00Я (3)

Рр=10 МПа - стрелани кутарадиган гидроцилиндр бушлик;ларида босимни чеклайдиган клапанни созлаш босими [1, 2].

Стреланинг х,исобий схемаси тугри чизикли стержень куринишида булиб, у стрелани флюгер ва дастак билан туташтирадиган О7 в О4 шарнирларни бирлаштиради (1-расм). Дастак ва стрелани кутариш шарнирлари О8 ва О9 стреланинг буйлама увидан Дэ ва Д4 масофада консол х,олда утади.

Стрелага таъсир этадиган актив кучлар: флюгер томонидан реакция R07, дастак гидроцилиндри кучи 2Fp дастакнинг стрелага реакциялари R04, R04. О9 шарнирга стрелани кутарадиган реактив куч Rгс куйилган. R07 реакциянинг йуналиши номаълум булгани учун уни иккита ташкил этувчи R£7, R7 билан алмаштирамиз, улар ОХ' ва ОУ' уклари буйича йуналган (1-расм).

У',

о7

к

к

о.

$Р=0,6С

2Р аР=19,2с

гл —

У Х1 \Аэ=0,085 м( о: ¡3=0,755 м

¡1=0,985 м Л ¡2=0,86 м

к,

у0=59,5° у

■ к

X

к,

к,

1-расм. Куп максадли машина стреласининг хисобий схемаси.

Казишнинг тах чукурлигидаги стрела х,олатини х,исобий деб кабул киламиз,бунда 2 режимни кабул киламиз. Бу х,олда стрелага дастак ва гидроцилиндр томонидан тах актив кучлар таъсир килади, дастак ва стрелани кутарувчи гидроцилиндрларнинг буйлама уки ва ОХ'уки ораларидаги бурчаклар тегишли равишда ас = 19,20,^ = 0,60,Я*4,Я%4 ва ОХ'

ва ОУ' уклари орасидаги бурчаклар у = 59,50 (1-расм). Бу бурчак х,исобий х,олат ва казишнинг 2 режими буйича. Кейинги х,исобларни осонлаштириш учун Нх ва Яу реакцияларни стреланинг буйлама уки билан боглик ОХ' ва ОУ' укларига келтирамиз [3, 4]:

К= К*тУс + ^Х4ссвус (4)

ва

К= ^04со§Ус - К*{пУс , (5)

ус = 59,50 - дастакнинг 2 казиш режимидаги х,исобий х,олатида дастак ва стрела орасидаги бурчак. (4) ва (5) формулага Я^ = 398332Н ва Яу = 2232645Н реакцияларни куйиб топамиз:

= 223264,5 • зш59,5° + 39833,2 • ^59,5° = 212588,0Я (6)

ва

Я^ = 22326445 • сов59,5°- 39833,2 • зт59,5° = 78994,0Н. (7)

Стрела гидроцилиндридаги реакция Ягс ни топиш учун О7 шарнирга нисбатан моментлар тенгламасини тузамиз:

^Моп = 21>р. ЬГр О7 - Я^ Ьк, + ЯГСскГс = 0 (8)

бунда

Яу' Ь - 21 Ь

п яо 'Я' 21 Г.Р.ьГ.Р.О1

Яг с. =-и--(9)

ЬГ .с.

Елкалар hR', Ьг.р.о, Ь с. ларни куйидагича топамиз:

hR-= /1 + /2 + /э= 0,985 + 0,860 + 0,755= 2,6 м (10)

hr.p.o= li-sinao - A3-cosae= 0,985-sin19,2° - 0,085-cos19,2°= 0,2436 м (11)

hrx= [A3-cospc+(/i+/2>sinpo]= 0,42-cos0,6° + (0,985+0,860)-sin0,6°= 0,4393 м (12)

Топилган ракамларни (9) га куйиб, х,исоблаймиз:

= 789940 - 2,6 - 2 - 87964,1- 0,2436 = 36997

0,4393 (13)

Бу х,олда Rzc))FzeHOM булгани учун (Fe.o.uoM - клапан босимини Рн=10 МПа га созлаганда стрела гидроцилиндрида х,осил буладиган куч).

Rrc = 36997ЦН >> = 78500Н, (14)

Шунинг учун стреладаги кучларни кайта х,исоблаймиз. Бунда стрела гидроцилиндри max куч х,осил килади, деб кабул киламиз:

—ТЛ2 л i2

F.cmax =DP»oM = ^^17,5 -106 = 1374446Н, (15)

Бу ерда Рном=17,5 МПа - экскаваторнинг асосий гидросистемасидаги номинал босим.

Стрелага таъсир этаётган кучларни кайта х,исоблашда дастак ва стрела орасидаги бурчак ус = 59,50 деб кабул киламиз, яъни дастак гидроцилиндрининг О4 шарнирга нисбатан елкаси max кийматга эга [5, 6], Rх ва Ry реакциялар орасидаги нисбат эса сакланади. Бу х,олда tc дастакнинг стрелага реакцияси R04 билан стрела уки орасидаги бурчак фс:

Ry 789940

ф = arctg-Л = arctg-= 20,4o. (16)

c Rx04 212588,0 V 7

Курилаётган х,олат учун стреланинг х,исобий полати 2- расмда.

Аникланиши керак булган номаълум кучлар: О7 шарнирдаги, стрелани флюгерга мах,камлаш реакцияси - R07; дастак гидроцилиндрларининг стрелага реактив (ёки ишчи) кучи Re.p, дастакнинг стрелага реакцияси - R04 [7].

R07 -реакциянинг йуналиши номаълум булгани учун, уни иккита ташкил этувчи R*

ва Ry билан ифода этамиз (2-расм).

Стреланинг мувозанат тенгламасини ёзамиз:

xх' = Rí - Rrр. cosac + Fr.с. cos Д, + R^ есвфс = 0 (17)

x7' = Ro7 - Rr р. sinac + Fr с. sinД, + R0a s^c = 0 (18)

XMo7 = Rr.p.hr.p.o7 + Frchr.с.о7 -Ro4ho7 = 0 (19)

xm0a = rf.fho4 + rrphr.p.o - fr.chr.c.o = 0 (20)

(19) дан куйидагини топамиз:

^4 =

Rh + F h

Rr,P.hr,Р.О7 + 1 Г.C.hr,С.О7 h

(21)

R h - F h

ny Rr .Р.'1Г.Р.04 1 Г .C.hr.C.04

(20) дан топамиз: R =-

0l ho4

(22)

У\

(21) ва (22)ни (18) га куйиб ва тегишли узгартиришлардан кейин топамиз:

ß=0,6°

Or

Ro4

X'

<$с=20,4°

2-расм. Куп максадли машина стрела гидроцилиндрининг тулик очилгандаги

хисобий схемаси.

R = F

Rr .Р. 1 Г .С.

h h

h- .С.О, п h- .С.О7 .

—-+ sln ßc -sln Pc

hoA_ho7

h h

h- .Р.О, h- .Р.О7 ■

--sinac +--sinpc

h^ hr

(23)

О "О1

Олинган маълумотлардан фойдаланиб, (23) га кирган елкалар кучлари формуласини ёзамиз:

К.с.о, = А 4 cosßc- 1зsln ßc ; ho4 = h +12 + 1з ; К.с.о7 = A4 cosßc + (li + l2)sln ßc ;

hrpo4 = cosac + (l2 + l3 ) sinac ; hrpo^ = lx sinac — A3 cosac ; ho = (li +12 +13) sinPc.

ho4 ва ho7 елкалар учун:

hO = ho4 sin Pc . Охиргисини (23)га куйиб в узгартиришлардан кейин ёзамиз:

h.. С О + sin ßcho — hr С o

= F -—-(24)

-. р. Г . с.тах л, ■ т v- v

hГ .Р.О4 — sin^ch04 + h-.P.07

Олинган ракамларни елкалар формуласига куйиб, ёзамиз:

hrnn = 0,42-cos0,6° — 0,755-sin0,6o = 0,412 м; = 0,985 + 0,860 + 0,755 = 2,6 м;

Т .С.04

h г.с.о = 0,42 - cos 0,6° + (0,985 + 0,860) - sin 0,6° = 0,4393 м;

hrpo = 0,0875-cos19,5° + (0,860 + 0,755) - sin19,5° = 0,6215 м;

i

hrpo? = 0,985- sin19,5° - 0,0875- cos19,5° = 0,2463 м;

h0? = (0,985 + 0,860 + 0,755) - sin20,4° = 0,9063 м; (25)

Ракамларни (24) га куйиб, топамиз:

R„ = 1374446 °-412 + Sin0,6°-2,6 - 0,4393 = 137444,6-0,7413 = Ш8937Я. (21) ва

Г 0,6215 - sin 19,5°- 2,6 + 0,2463

(22) оркали топамиз:

101893,7 - 0,2436-1374446 - 0,4393 плппплтт

R =---------= 94009,4Я.

°7 0,9063

Ry _ 101893,7 - 0,6215-137444,6 - 0,412 = 25768Я

°7 2,6 , .

R£j нинг кийматини (17) дан топамиз:

l07 J

^ = Rr .Р. cosac - FГ .с. cos ßc - Ro, cosVc (26)

Олинган ракамларни (26) га куйиб, топамиз:

R[х = 101893,7 - cos19,5° -137444,6 - cos0,6° - 94009,4 - cos20,4° = -129501,0Н. (27) Rrp , R , Ry^ , Rх , F с ma* = 1374446Я кийматларни стреланинг кундаланг кесимидаги

буйлама кучлар ва берувчи моментларни х,исоблаш учун кабул киламиз [8, 9].

Стреланинг хавфли кесимининг конструктив схемаси (дастак гидроцилиндрларини мах,камлайдиган шарнир О дан утадиган кесим). Бу кесим шунингдек, оддий туртбурчак элементлардан ташкил топган деб х,исоблаймиз. Элементлар умумий горизонтал ук О-Хга нистабан симметрик жойлашган. Х,ар бир элементнинг укка нисбатан инерция моментини куйидаги формуладан топамиз:

ь(и3 - h3 ) _и

j = ^-»_L см4 (28)

x 12

Бу ерда в, Н, h - элементларнинг геометрик параметрлари, см. Стреланинг хавфли кесими параметрлари оркали куйидагиларни аниклаймиз: bi= 0,8 см; Hi= 15,0 см; hi= 7,3 см;

b2= 0,6 см; Н2= 18,6 см; h2= 7,3 см;

Ьз= 14,8 см; Нз= 16,4 см; h3= 14,8 см.

Х,исоблардан сунг:

0,8Î15,03 - 7,33 ) ,

Jx.1 = V \2 } = 199,0 см4 (29)

J, = 0,6(18f2-7^3) = 302,3 см4 (30)

Jx.1 = = 14419 см4 (31)

Хавфли кесимнинг жами инерция моменти:

Jx.z = 2 Jx1 + 2 Jx2 + Jx3 = 2 -199,0 + 2 - 302,3 +1441,9 = 2444,5 см4 (32)

Хавфли кесимнинг ОХ укига нисбатан каршилик моменти:

J 2444 5 т

W = ^ = = 262,8 см3 (33)

Ушах 9,3

Стрела хавфли кесимининг юзаси:

Fc=2bi(Hi - hi) + 2b2(H2 - h2) + 2Ъз(Из - h3)= =2-0,8(15,0-7,3) + 2-0,6(18,6-7,3) + 14,4(16,4-14,8)= 48,9 см2 (34)

Хавфли кесимлардаги максимал кучланишларни аниклаш

Дастак. Х,исоблаб топилган ракамларга Караганда дастакнинг хавфли кесимида куйидаги кучлар таъсир этади:

а) max букувчи момент:

б) max буйлама чузувчи куч:

Ми.тах= 77258,0 Н-м (35)

Кпр.шах= 125641,0 Н (36)

бу кучлар таъсирида дастакнинг хавфли кесимида чузиш кучланишлари хосил булади:

^ = M^+^ = 7725800 + ^6110 = 17279,о н/™2 «172,8мпа (37) ршах W F 481,5 101,84

чузилишдаги мустахкамлик чегараси Gb=540 МПа бунганда (деталларнинг материалига тегишли) мустахкамликнинг задира коэффициенти:

n = = = 3,125 (38)

^р.шах 172,8

Стреланинг хавфли кесимида max букувчи момент Ми.тах= 32243,0 Н-м ва чузувчи куч Nпр.= 221727,0 Н таъсир этади.

Стреланинг хавфли кесимида чузувчи max кучланиш:

а = + ^ = 3224300+ 221727 = 16803,3 Н / ™2 « 168,0 МПа (39)

ршах W F 262,8 48,9

Хавфли кесим учун Gв=540МПа булганда мустахкамликнинг задира коэффициенти:

n= = 3,21 (40)

а 168,0

p. шах '

Хулоса:

1. Махаллий ва хорижий фирмаларда ишлаб чикарилаётган куп функцияли машиналарнинг ЭГини тахлил килиш асосида, янги махдллий, лойихаланаётган 1.4-2 классдаги ТТЗ трактори базасидаги КМ-1 машиналари учун такомиллаштирилган гидроюритма кинематик схемалари таклиф этилди [10, 11].

2. Казиш пайтида грунтни кесишга каршилик кучларини енгиб утиш учун энергия сарфини минималлаштиришни таъминлаш максадида гидравлик тизим элементлари уртасидаги кувватни кайта таксимлаш самарадорлигини тасдикловчи эксковатор ишчи ускунасининг оптимал бурчакларини асослаш усули ишлаб чикилди.

3. Х,исоб-китоблар шуни курсатдики, ТТЗ-80.10 тракторини захира билан жихозланган эксковатор ишчи танаси, тескари чумич, бульдозер суриш органи, кран ва бургулаш жихозлари билан бирлаштириш мумкин ва ТТЗ тракторлари оиласини асосий машина сифатида ишлатиш мумкин.

4. Назарий х,исоблар натижасида ишлаб чикилган гидравлик цилиндр, стандарт гидравлик цилиндрга Караганда самаралирок эканлиги аникланди. Масалан, тавсия этилган гидравлик цилиндр томонидан ишлаб чикилган куч 373 кН ни ташкил этади, бу стандарт гидравлик цилиндрларга Караганда 44 кНга юкори. Ушбу гидравлик цилиндрлардан фойдаланиш бажариш вактини 0,9 - 0,7 с га кискартиради, гидроюритмага босимни 13% гача камайтиради ва энергия самарадорлигини 22% га оширади.

АДАБИЁТЛАР

1. Askarhodjaev, T., Rustamov, K., Aymatova, F., & Husenova, G. (2020). Justification of the hydraulic system parameters of the excavation body of a multi-purpose road construction vehicle based on the TTZ tractor. Journal of Critical Reviews. Innovare Academics Sciences Pvt. Ltd. https://doi.org/10.31838/icr.07.05.40.

2. K.J. Rustamov, S.I. Komilov, Kh.Dj. Djumaev, M.R.Tadjikhodjayeva, Sh.Abdukarimova. Innovative Approaches and Methods in Teaching Technical Subjects. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education Vol.12 No. 5 (2021), 1861-1866. https://turcomat.org/index.php/turkbilmat/article/view/2263.

3. K.J. Rustamov, S.I. Komilov, M.S. Kudaybergenov, Sh.X.Shermatov, Sh.Sh. Xudoyqulov. Experimental Study of Hydraulic Equipment Operation Process. C0NMECHYDR0-2021, E3S Web of Conferences 264, 02026 (2021) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126402026.

4. Rustamov K.J. (2019). Experimental Work of the Hydraulic Equipment of the Multipurpose Machine Mm-1, International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE) ISSN: 2277-3878, Volume-8 Issue-4, November 2019. - pp. 12032- 12036.

5. Rustamov K.J. (2020). Technical solutions and experiment to create a multipurpose machine. International Journal of Scientific and Technology Research, 9(3), 2007-2013.

6. Rustamov Kamoliddin Juraboevich /// Development of a Dynamic Model and Equations of Motion for Hydraulics of Multipurpose Machine MM-1. Electronic Journal of Actual Problems of Modern Science, Education and Training. April, 2021-VIII. ISSN 21819750. pp. 75-86. Available to: http://khorezmscience.uz/web/article/1621254928.pdf.

7. Аскарходжаев Т.И., Рустамов К.Ж. Определения сопротивления при копании грунта экскавационным оборудованием машины ММ-1. "Инновацион гоя, технология ва лойихдларни ишлаб чикаришга тадбик этиш муаммолари" мавзуидаги II Республика илмий-техник конференцияси., 2010 й. 14-15 май. Жиззах политехтика институти. 4 б.

8. Алексеева Т.В. и др. Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение. -1972. 393-434 с.

9. Тракторы ТТЗ 80.10 и ТТЗ 80.11 Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. 80.10-0000010ИЭ. - Ташкент: Ташкентский тракторный завод, 2010. -95б.

10. Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов. -М.: Машиностроение, 2009. - 752с.

11. Экскаватор одноковшовый с ковшом 0,25 м3 на тракторе «Беларусь» ЮМЗ-6АЛ/6АМ гидравлический ЭО-2621А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ТО. Саранский экскаваторный завод. Саранск. -1978. -94 с.