Расчёт и выбор приводов шарнирно-сочленённых гидроманипуляторов

Начертим расчётную схему манипулятора и приложим к нему все внешние силы и моменты, гидроцилиндры подъёма стрелы, рукояти и механизма поворота заменим реакциями связи (рисунок 1.3).

Условно обозначены:

РС, РР, РП – соответственно, усилия гидроцилиндров подъёма стрелы, привода рукояти и поворота манипулятора, Н ;

GC, GP, G3 – соответственно, силы тяжести стрелы, рукояти и рабочего органа, в данном случае захвата, Н ; Со стороны дерева на манипулятор (захват) действуют реакции РХ и РZ в продольной плоскости, РY_ в поперечной плоскости ,и реактивный момент МР .

Для удобства перенесём силу РХ в т.О. При переносе появляется момент , направленный в противоположную сторону моменту МР . Следовательно эти моменты уравновесят друг друга и их со схемы можно убрать.

Расчёт усилий привода стрелы производится из условия обеспечения максимальной грузоподъёмности манипулятора на максимальном вылете ().

Рисунок 1.3 Расчетная схема манипулятора

Для этого расчётного случая РХ=0 , т.к. манипулятор осуществляет только подъём груза без его подтаскивания.

Рассмотрим равновесие манипулятора в вертикальной продольной плоскости.

Отсюда

Силы тяжести стрелы и рукояти обычно прикладывают на расстоянии 1/3 их длины от оси вращения. Их значения определяются по эмпирическим формулам [I]

Размеры снимаются с ККС манипулятора при .

Усилие РС создаётся силами давления рабочей жидкости на поршень гидроцилиндра стрелы, т. е.

Отсюда диаметр гидроцилиндра привода стрелы

где fП – коэффициент сопротивления движению волочащейся части пачки, fП=0,8-1,0.

Рассмотрим равновесие рукояти при (см. рисунок 1.4).

Отсюда

Усилие РР создаётся силами давления рабочей жидкости на поршень гидроцилиндра рукояти

Рисунок 1.4 Расчетная схема рукояти

Тогда диаметр поршня гидроцилиндра привода рукояти

Усилие гидроцилиндра механизма поворота

Диаметр поршня гидроцилиндра механизма поворота

Ход штоков гидроцилиндров находят из компоновочно-кинематической схемы манипулятора. По найденным параметрам из каталогов окончательно выбираются соответствующие гидроцилиндры.