Анализ влияния совмещения движений трех звеньев на динамическую нагруженность гидравлического манипулятора
Теоретическое обоснование и подтверждение испытаниями возможности снижения динамических нагрузок на движущие элементы гидроманипулятора при совмещении движений трех звеньев. Построение осциллограммы давления при подъеме стрелы с грузом 1000 кг.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2017 |
| Размер файла | 139,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СОВМЕЩЕНИЯ ДВИЖЕНИЙ ТРЕХ ЗВЕНЬЕВ НА ДИНАМИЧЕСКУЮ НАГРУЖЕННОСТЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МАНИПУЛЯТОРА
Хуако Заур Асланович
Майкоп, Россия
Теоретически обоснована и подтверждена испытаниями возможность снижения динамических нагрузок на движущие элементы гидроманипулятора при совмещении движений трех звеньев
Ключевые слова: СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ЛАГРАНЖА (ВТОРОГО РОДА), ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
Динамические (инерционные) силы, возникающие вследствие неравномерного вращения стрелы, рукояти и колонны гидравлического манипулятора при установившемся движении штоков гидроцилиндров, оказывают весьма существенное влияние на расчетные нагрузки, преодолеваемые манипулятором в процессе работы. Эти силы, зависящие как от кинематических параметров манипулятора, так и от скоростей движений штоков гидроцилиндров, могут быть значительно снижены при совмещении движений звеньев и, следовательно, повышена надежность металлоконструкции и гидрооборудования манипулятора. Кроме того, совмещение операций может обеспечить значительное повышение производительности манипулятора.
Однако совмещение операций связано с усложнением гидравлической схемы манипулятора, поэтому целесообразность совмещения должна быть обоснована в каждом конкретном случае.
На рис. 1 представлена кинематическая схема гидравлического манипулятора при совмещении движений трех звеньев: вращения колонны, стрелы и рукояти. Рассмотрим рукоять с удлинителем как одно звено с одной степенью свободы так как инерционные силы, возникающие при установившемся движении удлинителя, незначительны.
Рис. 1 Кинематическая схема гидроманипулятора: 1 - колонна; 2 - стрела; 3 - рукоять с удлинителем
В работе /1/ обоснована эффективность совмещения движений двух звеньев стрелы и рукояти. Однако, задача решена без учета податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода.
В работе /2/ учтено влияние податливости рабочей жидкости, элементов гидропривода и утечек на динамическую нагруженность гидроманипулятора при совмещении движений двух звеньев.
Одним из путей повышения производительности и снижения динамических нагрузок является совмещение движений трёх и более звеньев гидроманипулятора. Причём степень снижения динамических нагрузок и повышения производительности будет зависеть от конкретных схем обеспечения совмещения движений: с тремя насосами (трёхконтурная гидросхема), с двумя насосами и делителем потока (или расхода), с насосом переменной производительности, имеющим положительную обратную связь (гидравлическую) с гидрораспределителем. Для разработки реальных конструкций, обеспечивающих совместное движение трёх и более звеньев гидроманипулятора, необходимо провести теоретическое обоснование конкретной схемы совмещения.
Пренебрегая податливостью звеньев манипулятора и рассеиванием энергии запишем в общем виде систему уравнений Лагранжа (второго рода), описывающих совместное движение трёх звеньев.
(1)
Принимая за обобщенные координаты углы поворота звеньев запишем в развернутом виде систему дифференциальных уравнений расходов рабочей жидкости в напорных и сливных полостях гидроцилиндров колонны, стрелы, рукояти и уравнения совместных движений колонны, стрелы и рукояти манипулятора (кинематическая схема представлена на рис.1):
Совместное решение систем уравнений расходов рабочей жидкости (2) и уравнений совместного движения колонны, стрелы и рукояти (3) позволяет получить теоретическое решение задачи, как при повороте колонны, подъёме стрелы и вращении рукояти с удлинителем, так и при торможении движущихся звеньев. Торможение звеньев манипулятора производится путем прекращения подачи и слива рабочей жидкости, подаваемой к гидроцилиндрам поворота колонны, вращения рукояти и подъёма стрелы,
, (2)
. (3)
С практической точки зрения интерес представляют процессы одновременного и раздельного движения всех звеньев.
Осциллограммы записанные при проведении практических испытаний подтвердили эффективность совмещения движений трех звеньев гидроманипулятора.
Ниже приведен пример нагруженности гидроцилиндра подъема стрелы.
Теоретическое решение системы дифференциальных уравнений, описывающих совместное движение трех звеньев манипулятора с учетом податливости рабочей жидкости, производится методом Эйлера. Проверка проводится методом Рунге-Кутта.
нагрузка динамический гидроманипулятор звено
Рис. 2 Осциллограмма давления при подъеме стрелы с грузом 1000 кг. 1 - при раздельном движении стреловой группы 2 - при совмещении движений стрелы, рукояти и колонны
Выводы
1. Совмещение движений наиболее эффективно снижает динамические нагрузки при установившемся движении звена.
2. При совмещении движений, усилие гидроцилиндра подъема стрелы снижается на 8-10%
Библиографический список
1. Бартенев И.М. и др. Исследование динамической нагруженности гидравлического манипулятора и обоснование целесообразности совмещения операций подъёма стрелы и вращения рукояти. /Бартенев И.М. Емтыль З.К.. Попиков П.И. // Труды «ФОРА» (Труды Физического Общества Республики Адыгея). Майкоп. Изд-во АГУ. 1997. №2. с. 96-114.
2. Емтыль З.К., Татаренко А.П. О влиянии податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода на динамическую нагруженность гидроманипулятора при совмещении движений звеньев. Труды ФОРА. Майкоп. Издательство АГУ. 2000 №5.с. 89-95.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ структурных, кинематических и динамических характеристик рычажного механизма по заданным условиям. Определение положений звеньев и построение траекторий точек звеньев механизма. Инерционная нагрузка звеньев. Кинематический расчет начального звена.
курсовая работа [744,0 K], добавлен 03.02.2013Описание схемы и расчет дифференциальных уравнений движения манипулятора с двумя степенями свободы. Кинематический анализ схемы и решение уравнений движения звеньев и угловых скоростей механизма. Реакции связей звеньев и мощность двигателя управления.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 06.08.2013- Анализ конструкции манипулятора с двумя вращательными и двумя поступательными кинематическими парами
Структурный, кинематический и динамический анализ манипулятора. Расчет параметров зоны обслуживания устройства, скоростей и ускорений. Определение геометрических характеристик поперечного сечения звеньев манипулятора с учетом характера и вида нагружения.
курсовая работа [908,4 K], добавлен 19.06.2012 Структурный анализ рычажного механизма, наименование звеньев. Кинематические пары и их модификация. Разделение механизма на структурные группы (группы Ассура). Построение планов скоростей. Таблица длин звеньев. диаграмма перемещений "S-t", "V-t".
курсовая работа [97,4 K], добавлен 11.10.2015Структурный анализ механизма, его звенья и кинематические пары. Определение скоростей и ускорений точек звеньев и угловых скоростей звеньев. Силовой расчет рычажного механизма. Определение сил тяжести звеньев, инерции, момента инерции, реакции R34n и N5.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 12.11.2022Пространственные механизмы со многими степенями свободы. Синтез четырехзвенного манипулятора. Выбор передачи редуктора для требуемых звеньев. Расчет мощности привода четвертого звена. Расчет вала на прочность. Основные параметры и подбор подшипников.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 05.01.2013Построение структурной схемы нескорректированной системы и определение передаточных функций звеньев. Построение логарифмических амплитудно-частотных характеристик для исходной системы. Синтез и моделирование последовательного корректирующего устройства.
курсовая работа [90,6 K], добавлен 21.12.2010Расчет внешних сил, реакций в кинематических парах, моментов инерции, построение планов скоростей и ускорений, действующих на каждое из звеньев плоского рычажного механизма. Оценка прочности звеньев механизма при помощи метода сечений, выбор материала.
курсовая работа [119,2 K], добавлен 29.08.2010Параметры манипулятора по представлению Денавита-Хартенберга (система координат, параметры звеньев и сочленение). Однородные матрицы преобразований для всех переходов системы координат. Решение прямой задачи кинематики с реализацией в среде SimMechanics.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 25.12.2013Структурный анализ рычажного и кулачкового механизмов. Построение планов положений звеньев механизма, повернутых планов скоростей, приведенного момента инерции. Синтез кулачкового механизма, построение профиля кулачка и графика угла давления механизма.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.03.2013Кинематическая схема механизма и функция перемещений начального звена для механизма с одной степенью свободы. Функции перемещений начальных звеньев для механизмов с несколькими степенями свободы. Определение положений звеньев механизма и плана скоростей.
контрольная работа [81,0 K], добавлен 25.02.2011Описание конструкции манипулятора защитной трубы. Модернизация узлов машины. Расчет нагрузок, мощности привода вращения стрелы и перемещения каретки, реечной передачи. Показатели, критерии технико-экономической и финансовой эффективности проекта.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 07.03.2015Общая характеристика и изучение переходных процессов систем автоматического управления. Исследование показателей устойчивости линейных систем САУ. Определение частотных характеристик систем САУ и построение электрических моделей динамических звеньев.
курс лекций [591,9 K], добавлен 12.06.2012Кинематическое изучение механизма станка. Создание плана положений, скоростей и ускорений звеньев механизма при разных положениях кривошипа. Определение количества и вида звеньев и кинематических пар. Структурная классификация механизма по Ассуру.
курсовая работа [135,5 K], добавлен 01.02.2015Расчет статических и динамических нагрузок привода. Выбор рабочего давления и жидкости. Габаритные и присоединительные размеры насос-мотора. Расчет параметров гидроаппаратуры и манометров. Тепловой расчет насосной установки, выбор системы электропривода.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.03.2013Структурная схема механизма робота-манипулятора в пространстве. Определение степени подвижности механизма робота-манипулятора. Анализ движения механизма робота-манипулятора и определения время цикла его работы. Определение и построение зоны обслуживания.
курсовая работа [287,4 K], добавлен 06.04.2012Системы обеспечения микроклимата как объекты автоматизации. Звено автоматизированной системы. Переходные процессы в системах автоматического регулирования. Динамические характеристики звеньев. Передаточная функция параллельно соединенных звеньев.
реферат [1,1 M], добавлен 04.08.2009Определение положений, скоростей и ускорений звеньев рычажного механизма и их различных точек. Исследование движения звеньев методом диаграмм, методом планов или координат. Расчет усилий, действующих на звенья методом планов сил и рычага Жуковского.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 28.09.2011Определение количества и вида кинематических пар в исследуемом механизме, типы звеньев, оценка подвижности. Классификация механизма по Ассуру, а также порядок проведения кинематического анализа. Определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев.
контрольная работа [266,9 K], добавлен 20.02.2015Описание конструкции и принципа действия манипулятора. Разработка гидропривода подвода захвата манипулятора. Определение потерь давления в аппаратах на этапе перемещения комплектов. Разработка технологического процесса изготовления приводной шестерни.
дипломная работа [483,5 K], добавлен 22.03.2018
