Приложение С (справочное). Обоснование требований к конструкции ROPS

Приложение С
(справочное)

Обоснование
требований к конструкции ROPS

С.1 Общие требования

В данном приложении разъясняется разработка критериев.

Обсуждаемые моменты - специфические свойства экскаваторов, перечисленные ниже, и определение отличительных свойств ROPS экскаваторов от ROPS других землеройных машин:

- возможность использования в качестве защиты при полном или частичном опрокидывании стрелы или других жестких частей;

- большие размеры основного и навесного оборудования (стрелы, рукояти, ковша) и широкий рабочий диапазон применения этих машин;

- поворот верхней части конструкции на 360°.

Технической основой настоящего стандарта являются:

- общий анализ несчастных случаев;

- испытания при реальном опрокидывании;

- анализ моделирования, проведенного в США и Японии с использованием программного обеспечения ADAMS и РАМ/CRASH;

- дополнительный анализ моделирования, проведенный японскими специалистами;

- реальные испытания на опрокидывание компактных экскаваторов.

Вышеупомянутое отражено в приложении С.2 - С.5.

С.2 Граничная имитируемая плоскость грунта (BSGP)

Как правило, подразумевается, что в случае переворота или опрокидывания экскаватора стрела может обеспечить некоторую защиту оператора. Например, в отчете о 38 случаях полного или частичного опрокидывания или падения с высоты при производстве работ в Японии в период с 1996 по 1999 годы в 31 случае из 38 деформация кабины была ограничена, и DVL в основном сохранялся. Концепция BSGP разработана с целью принятия во внимание такой защиты.

В случае переворота экскаватора (первый случай) при условии, что плоскость, проходящая через три точки машины (наивысшая часть стрелы, передняя левая часть рамы, верхняя левая часть противовеса), касается земли и что пространство оператора (представленное DVL) не касается конструктивных элементов ROPS или земли (грунта), оператор в кабине считается эффективно защищенным. Если машина полностью опрокинулась (второй случай), при условии что плоскость, проходящая через верхнюю часть стрелы и верхнюю часть заднего противовеса, касается земли, a DVL не касается конструктивных элементов ROPS или земли, то оператор в кабине также считается защищенным.

В настоящем стандарте BSGP (как и LBSGP и VBSGP) используется, чтобы избежать путаницы с LSGP и VSGP (вертикальная моделируемая плоскость грунта), определенных и используемых в ISO 3471. Плоскость в первом случае определяется как LBSGP (боковая граничная имитируемая плоскость грунта), а во втором случае как VBSGP (вертикальная граничная имитируемая плоскость грунта).

С.2.1 Точки жесткости BSGP

LBSGP включает три точки жесткости: край противовеса с левой стороны, наивысшая точка стрелы с левой стороны, передняя часть рамы с левой стороны.

VBSGP включает в себя три точки жесткости: наивысшая точка (точки) стрелы и образуемая двумя точками задняя верхняя линия противовеса.

С.2.2 Проверка точек жесткости

Для проверки точек жесткости в качестве нагрузки рассматривается нагружение каждой точки жесткости массой машины. С учетом ускорения силы тяжести и полученного смещения устанавливают LBSGP и/или VBSGP. Если принимается решение применять LBSGP и/или VBSGP для целей оценки ROPS, то необходима процедура проверки в соответствии с 6.1.5.

Примечание - Процедура проверки точек жесткости, приведенная в 6.1.5, не является обязательной. Производитель может на выбор спроектировать ROPS таким образом, чтобы оно удовлетворяло требования, приведенные в таблицах 2 и 3, или проектировать жесткие части машины так, чтобы при боковом нагружении ROPS плоскости LBSGP и/или VBSGP не проникали в DVL. В последнем случае требуется процедура проверки.

С.2.3 Необходимость натурных испытаний в случае применения критериев LBSGP и/или VBSGP

Применение критериев LBSGP и/или VBSGP не означает, что не нужно проводить испытания ROPS на боковое, продольное и вертикальное нагружение. Критерии LBSGP применимы при испытаниях на боковое нагружение и заменяют требования к нагрузке/энергии/силе, приведенные в таблицах 2 и 3. Критерии VBSGP также применимы при испытаниях на вертикальное нагружение и заменяют требования к вертикальной силе, приведенные таблицах 2 и 3.

С.3 Энергия в продольном направлении

Испытания на опрокидывание проводились при установленных параллельно верхней части и шасси машины. В этом случае предполагается, что продольной энергии, воздействующей на ROPS, нет либо она так мала, что ей можно пренебречь. Однако анализ моделирования, проведенного в США, показал, что значительная энергия может распространяться в продольном направлении в случае поворота верхней части машины под определенным углом к шасси.

При повороте верхней части против часовой стрелки относительно нижней части часть энергии распространяется в продольном направлении к левой передней части кабины. Считается, что машина в таком положении редко переворачивается. Если это случается, то кабина получает лишь незначительные повреждения, ограниченные пределами LBSGP. Защита оператора считается обеспеченной.

Примечание - Дополнительный анализ моделирования в Японии показал, что затруднительно перевернуть машину, когда поворотная платформа повернута против часовой стрелки с основным и навесным оборудованием в положении максимального вылета над землей. Подъем стрелы из положения максимального вылета может служить началом переворота, но эта позиция может ограничить дальнейшую деформацию кабины из-за LBSGP.

В позиции, когда поворотная платформа повернута против часовой стрелки, считается, что определенная нагрузка приложена сзади. Дополнительный анализ