6 Практическое занятие № 6
СОСТАВЛЕНИЕ МЕТОДИКИ И ПРОГРАММЫ ДЛЯ РАСЧЕТА
НА ЭВМ РЕАКЦИЙ В ШАРНИРАХ И УСИЛИЙ
В ГИДРОЦИЛИНДРАХ МАНИПУЛЯТОРОВ
ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
3.1 Цель работы
Приобретение навыков по составлению аналитических зависимостей для расчета на ЭВМ реакций в шарнирах и усилий в гидроцилиндрах при любых возможных параметрах манипулятора для множества возможных положений рабочего органа машины.
3.2 Содержание занятия
Практическое занятие выполняется студентами самостоятельно под руководством преподавателя во время аудиторных занятий в кабинете, оснащенном необходимыми наглядными пособиями и методическими указаниями.
Для выполнения работы группа, студентов разбивается на бригады, каждая из бригад получает индивидуальное задание. Члены бригады распределяют между собой работу по составлению уравнений для расчета реакций в шарнирах и усилий в гидроцилиндрах, например, по одному звену члену бригады. Уравнения сводятся в единую методику расчета, по которой каждый из членов бригады выполняет расчет для одного из возможных положений рабочего органа.
3.3 Исходные данные и краткие методические указания
по выполнению практического занятия
Расчетные схемы приведены на рисунке 16, размеры металлоконструкции манипулятора и величины, действующих на него сил при выполнении контрольных расчетов выбираются студентами самостоятельно, в соответствии с параметрами технологического оборудования реально существующих машин 8, и согласовываются с преподавателем.
3.3.1 Выбор осей координат и задание необходимых размеров
Оси координат задают положение в пространстве рабочего органа лесохозяйственной машины. Целесообразно центр системы координат совместить с осью шарнира, соединяющего стрелу с поворотной колонной, а ось У направить вертикально (рисунок 16).
Пример простановки размеров, необходимых для составления аналитических зависимостей, приведен на рисунке 16 а. Центры тяжести стрелы и рукояти манипулятора и гидроцилиндров привода можно ориентировочно располагать посередине звеньев.
В ходе разработки методики расчета вероятно возникновение необходимости нанесения дополнительных размеров. Все размеры должны определяться конструктивными параметрами машины и не зависеть от места расположения рабочего органа,
3.3.2 Составление аналитических зависимостей
При выводе аналитических зависимостей для определения усилий в гидроцилиндрах и реакций в шарнирах следует рассмотреть в равновесии звенья манипулятора по отдельности, заменив цилиндрические шарниры их реакциями, а действия гидроцилиндров - усилиями, направленными вдоль их осей,
После замены связей на действие их реакций следует воспользоваться одной из форм уравнений равновесия для плоской произвольной системы сил, например, составить суммы проекций сил на две оси и сумму моментов сил относительно какой-либо точки. Кроме этого необходимо составить дополнительное уравнение для выполнения проверки правильности вычислений,
Для расчета проекций сил на оси и длин плеч сил необходимо знание ряда угловых величин, их зависимость от вылета манипулятора и его параметров может быть установлена с использованием тригонометрических функций и теоремы косинусов.
3.3.3 Составление программы для ЭВМ
Программа составляется на языке программирования «Бейсик». Текст программы должен содержать операторы ввода исходных данных, расчеты угловых величин и реакций связей. Распечатка результатов расчета должна содержать текст, делающий понятными результаты расчетов.
3.3.4 Форма и содержание отчета
Оформляется один отчет на бригаду. Приводятся расчетные схемы, исходные уравнения и окончательные зависимости для расчета силовых факторов, излагаются результаты вычислений для конкретных положений звеньев манипулятора, выполненные каждым членом бригады, текст программы и распечатку результатов расчета.
Рисунок 16 - Схемы к расчету усилий в гидроцилиндрах и реакций
в шарнирах манипуляторов