Определение сил взаимодействия машины с деревом при валке и перемещении деревьев. Определение сил сопротивления перемещению дерева и параметров приводов рычагов захватных устройств, страница 8

Рассмотрим особенности расчета проектных параметров манипулятора c телескопическим звеном рукояти длиной l1. Полагаем, что телескопическое звено используется только для увеличения максимального вылета. Тогда уравнения длин можно представить в следующем виде:

,

,

.

Исключив из первого уравнения sinβ, с помощью второго уравнения получим

,

.

Примем в качестве расчетного случай ψ0 = 2φ0. Тогда будем иметь

,

.

При заданной высоте поворотной колонны h0 должно выполняться равенство:

.

Решая совместно полученную алгебраическую систему, находим:

,

; ,

.

Пример. Пусть L = 8м, l1 = 1,5м, hк = 1,75м, hз = 1,2 м, В = 1,0 м, h0 = 1,5м, hпач = hк + dпач = 1,75+1,1=2,85м.

Общая длина звеньев манипулятора

м.

Длина стрелы и рукояти

м.

Начальный угол стрелы

, φ0 = 8,5°.

Длина стрелы

м.

Длина рукояти

м.

2 Построение рабочей зоны гидроманипулятора

В соответствии с исходными данными на проектирование построение кинематической схемы производится в следующей последовательности:

1) Учитывая то, что проектируется полноповоротный в горизонтальной плоскости манипулятор, а также ограничения на минимальную высоту расположения шарнира сочленения стрелы с колонной над уровнем платформы выбирается параметр h0 с учетом высоты кабины базового трактора.

2) Откладываем от опорной поверхности размеры hк, h0.

3) Определив на основании расчетов длины стрелы и рукояти, откладываем их на чертеже в соответствии с начальными значениями φ0, ψ0.

4) Исходя из максимального вылета манипулятора откладываем на чертеже крайнее верхнее положение манипулятора, повернув рукоять относительно стрелы до пересечения концом рукояти окружности радиусом равным вылету манипулятора.

5) Поворачиваем стрелу вместе с рукоятью, не изменяя угол между ними, относительно оси вращения стрелы из крайнего верхнего положения до пересечения конца рукояти с опорной поверхностью, таким образом, получая крайнее нижнее положение манипулятора.

6) В крайнем нижнем положении манипулятора осуществляем поворот рукояти относительно её оси на стреле до начального угла установки рукояти относительно стрелы ψ0,

7) Соединяем концы рукояти при сложенном положении манипулятора в крайнем верхнем и нижнем положении стрелы дугой с центром на оси вращения стрелы.

8) Площадь, ограниченная дугами МM’M1M’1, является теоретической рабочей зоной манипулятора на заданной плоскости.

9) Полученная схема расположения звеньев манипулятора позволяет считать с неё конечные значения углов поворота стрелы и рукояти, которые используются для определения параметров подвеса гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора.

Рисунок 3.4 – Схема построения кинематической схемы манипулятора

Контрольные вопросы для самоподготовки:

1  Классификация гидроманипуляторов лесных машин.

2  Привести варианты компоновки стрелы и рукояти. Сравнить их между собой.

3  Способ нахождения диаметра пачки деревьев.

4  Пояснить, что называется рабочей зоной манипулятора.

5  Функциональные ограничения, накладываемые на рабочую зону манипулятора.

Лабораторная работа №4

6 часа

Определение координат точек подвеса гидроцилиндров стрелы и рукояти

Цель работы: определить наилучшую компоновочную схему расположения гидроцилиндров привода стрелы и рукояти гидроманипулятора.

Задачи работы: приобретение практических навыков по определению наилучшей компоновочной схемы расположения гидроцилиндров привода стрелы и рукояти гидроманипулятора исходя из условий ограничения компоновки.

Обеспечивающие средства: методика проектирования манипуляторов лесных машин.

Задание: на основании исходных данных и результатах работы №3 определить наилучшую компоновочную схему расположения гидроцилиндров привода стрелы и рукояти гидроманипулятора.

Требования к содержанию отчета: по результатам работы оформляется отчет в соответствии с порядком выполнения работы. Представить в отчете графики определения координат точек подвеса гидроцилиндра. В конце отчета на формате А4 представить кинематическую схему разработанного манипулятора с установленными гидроцилиндрами.

Порядок выполнения: