Рис. 8.4. Графики нагружения механизмов передвижения:
а — в общем виде; б — по упрощенной схеме

В расчетах на усталостную прочность принято, что порядок чередования амплитуд нагрузок мало сказывается на усталостной характеристике материала и поэтому график нагрузки упорядочивается объединением зон 1; 3 и 2; 4. Тогда упрощенный график нагрузки за рабочий цикл можно представить в виде схемы (рис. 8.4, б). Зона 6 определяет суммарную составляющую неустановившегося движения с грузом и без груза, а зона (1 — 6) — составляющую установившегося движения.

Экспериментальные исследования нагруженности различных механизмов погрузчиков показали, что кривые плотности распределения амплитуд нагрузки могут быть с небольшой погрешностью, идущей в запас прочности, представлены в виде ступенчатого графика. Наибольшее влияние на прочность имеет часть графика, расположенная в зоне максимальных нагрузок. Использование графика нагрузки за рабочий цикл совместно с общим числом рабочих циклов за весь срок службы механизма или детали позволяет определить спектр нагрузки, необходимый для расчетов на усталость. Линеаризация графика нагрузки существенно упрощает расчет всех коэффициентов, необходимых для вычисления коэффициента долговечности.

Класс нагружения механизмов подъема и металлоконструкции определяется, как и для механизма передвижения, по характеристикам спектров нагружения.

Построение спектров нагрузки для заданного срока службы погрузчика, его механизмов и деталей возможно с использованием экспериментальных данных и знания будущих условий эксплуатации, связанных с технологией перегрузочных и транспортных работ. Спектр нагрузки позволяет провести научно обоснованную классификацию режимов эксплуатации и расчет деталей различных механизмов погрузчиков.

По результатам расчетов на ЭВМ для различных условий эксплуатации разработаны номограммы для определения классов нагружения механизмов подъема и металлоконструкции (рис. 8.5) и механизмов передвижения (рис. 8.6).

Пример 1. Определить класс нагружения механизма подъема авто- или электропогрузчика для следующих условий: кисп =0,8; vjv = 1; q/Q = 0,3 (например, работа с грейферным захватом). По номограмме (.рис. 8.5, а) во втором квадранте находим точки А и В (кривая использования грузоподъемности) и в направлении стрелки точку С. Точка F получается пересечением CD и EF. Линия CD параллельна жирным прямым первого квадранта, характеризующим классы нагружения от массы грузозахватного устройства (точка Е в данном случае). Из точки F по направлению стрелки находим G, определяющую класс нагружения кн = 0,68, фактор спектра Ф — 0,3.

Пример 2. Определить класс нагружения металлоконструкции погрузчика для следующих условий: G/Q =1,5; В/Ь = 1,8; &исп =0,8. По номограмме (рис. 8.5, б) во втором квадранте от точки А в направлении стрелки находим точку В, характеризующую нагруженность металлоконструкции, точку С при номинальной грузоподъемности (кп = 0,87). Корректировка кн из-за уменьшения коэффициента использования грузоподъемности (точка Е) выполняется пересечением прямой CF с перпендикуляром из Е в точке F. На шкалах получаем коэффициент нагружения к = 0,76 и фактор спектра Ф = 0,45.

Пример 3. Определить класс нагружения механизма передвижения автопогрузчика для следующих условий: длина транспортировки груза L = 150 м; число включений механизма за цикл п = 6; коэффициент сопротивления дорожного покрытия (грунт) / = 0,05; складская площадка горизонтальная. На номограмме (рис. 8.6, а) находим точку Л, соответствующую длине транспортировки. Из точки А восстанавливаем перпендикуляр до пересечения в точке В с линией, характеризующей число включений механизма за цикл. В направлении стрелки получаем точку С. Проводим прямую CD и на ней находим точку F, соответствующую заданному значению коэффициента сопротивления движению (точка Е), и далее точку G (коэффициент нагружения кн = 0,081, фактор спектра Ф =0,52). Если бы автопогрузчик работал на уклоне, то можно воспользоваться шкалами квадранта.

Рис. 8.5. Номограммы для определения классов нагружения элементов авто- и электропогрузчиков:
а — механизмов подъема; б — металлоконструкции

Рис. 8.6. Номограммы для определения классов нагружения механизмов передвижения:
а — автопогрузчиков; б — электропогрузчиков; 1, 2, 3 — кривые продолжительности включения механизмов подъема при высотах подъема соответственно 1,8; 2,8 и 4,5 м; 1, 2‘и 3‘— то же, механизмов передвижения