Разработка компоновочно-кинематической схемы шарнирно-сочленённого гидроманипулятора

Страница 2

· стрелы при положении захвата над коником и при ;

· рукояти при и при минимальном угле поворота рукояти относительно осевой линии стрелы (φmin), который замеряется на основной ККС.

Рассмотрим сначала компоновку гидроцилиндра привода стрелы. Одной своей проушиной гидроцилиндр должен шарнирно соединяться со стрелой, другой – с корпусом поворотной колонки. Чтобы привязка гидроцилиндра считалась удовлетворительной, она должна отвечать следующим требованиям: проушина шарнирной связи гидроцилиндра с поворотной колонкой (точка Е/ на рисунке 1.1) должна размещаться в заданной зоне безопасности гидроцилиндра, не выходя за её границы (эта зона на рисунке 1.1, Д заштрихована в клетку); присоединённый к стреле и поворотной колонке гидроцилиндр должен полным ходом штока обеспечить перевод стрелы в её крайние положения; для всех положений стрелы должно существовать плечо между продольной осью гидроцилиндра привода стрелы и точкой D.

Вначале прикидочно находятся предельные значения возможных диаметров гидроцилиндров стрелы (из уравнения равновесия манипулятора без учёта сил тяжести при ):

где - соответственно максимальный и минимальный возможные диаметры гидроцилиндров стрелы;

k - коэффициент, показывающий, какая часть веса дерева (пачки деревьев) приходится на захват, k=0,5;

- максимальное и минимальное расстояние от точки D до продольной оси привязываемого гидроцилиндра привода стрелы.

Плечи приближённо определяются путём замера на ККС расстояния от точки D до ближайшей и самой удалённой точек заданной зоны безопасности гидроцилиндра стрелы. Затем из каталога объёмных гидроприводов ([2] или приложение) для одного гидроцилиндра, произвольно выбранного из совокупности гидроцилиндров с диаметрами поршня от , берётся его длина при полностью вдвинутом штоке (см. приложение), и при полностью выдвинутом штоке . Имея эти данные студент приступает непосредственно к привязке гидроцилиндра привода стрелы. Для этого вначале на стреле в её двух крайних положениях произвольно наносится точка Q предполагаемого положения шарнира связи стрелы и гидроцилиндра её привода. Из точки Q в положении манипулятора над коником проводится в зоне безопасности дуга радиусом L/Ц. Если точка пересечения этих дуг (точка Е/) окажется расположенной в зоне безопасности, то задача привязки гидроцилиндра привода стрелы считается выполненной. Если же точка Е/ оказалась вне заданной зоны безопасности, то построение продолжают при изменённом расстоянии DQ или при другой, вновь взятой из каталога, длине LЦ и соответствующей ей длине L/Ц до тех пор, пока точка Е/ не окажется в зоне безопасности.

Процедура компоновки гидроцилиндра рукояти следующая. Вначале прикидочно определяется возможный диаметр гидроцилиндра рукояти (из уравнения её равновесия без учёта сил тяжести при ).

,

где lOA – расстояние по горизонтали между точками О и А (см. рисунок 1.1, Д);

hP – кратчайшее расстояние между возможным направлением оси гидроцилиндра рукояти (берётся на ККС предварительно параллельным осевой линии стрелы) и точкой А (см. рисунок 1.1, Д);

- отношение диаметра штока к диаметру поршня гидроцилиндра, для м; для м.

По полученному DP из приложения предварительно выбираются размеры гидроцилиндра рукояти и . Затем из точки N на рукояти (см. рисунок 1.1, Д) в её крайнем положении при проводится дуга радиусом , а из точки N в положении рукояти при проводится дуга радиусом . Точка пересечения этих дуг и является искомой точкой В на стреле. После привязки гидроцилиндров на схеме Д они схематично, но в масштабе, изображаются на основной ККС.