4297

11

Радиус кривизны рабочей поверхности челюсти

где ρ – плотность древесины 600…800 кг/м3; Кз – коэффициент заполнения 0,7…0,75.

Остальные геометрические параметры захвата определяем методом геометрического подобия по захвату-модели, например:

величина раскрытия челюстей

L = Lmµ, (2.12) µ – масштаб геометрического подобия определяем по соотношению из-

вестных величин радиусов кривизны:

где f I – коэффициент трения древесины f I =0,8; dбр – средний диаметр хлыста dбр =0,2…0,4м.

2.4.10 Сила обжатия Роб приложена к середине челюсти, и линия ее действия проходит через центр захвата, поэтому можно определить усилие в тяге согласования

а затем по расчетным формулам для захвата-модели определить все остальные силы, в т.ч. потребное усилие в гидроцилиндре

12

2.4.11 Определить диаметр потребного гидроцилиндра и выбрать его по ГОСТу:

2.5 Составление отчета.

2.5.1 Замеры геометрических параметров захвата-модели и заполнения табл. 2.1.

Таблица 2.1

Параметр Mg, R, h, L, Dц, W, dn, h1, h2, h3, h4, h5, кг м м м м см м м м м м м

Захватамодели

Проектируемого захвата

2.5.2Построение масштабной кинематической схемы захвата-модели с нанесением всех размеров.

2.5.3Определение силовых и прочностных характеристик захватамодели. В этом разделе приводятся расчетная схема захвата и формулы 2.1-

2.11с пояснениями, результаты расчетов заносятся в табл. 2.1.

2.5.4Определение геометрических параметров проектируемого захвата с использованием метода геометрического подобия. В этом же разделе приводятся формулы (2.11)-(2.16) с пояснениями и результаты расчетов заносятся в табл. 2.1.

2.5.5Построение масштабной кинематической схемы проектируемого

захвата.

2.5.6Анализ табличных данных для захвата-модели и проектируемого захвата на соответствие геометрического и физического подобия конструктивных и силовых параметров.

13

ЗАНЯТИЕ №3. РАЗРАБОТКА КОМПОНОВОЧНО-КИНЕМАТИЧЕСКОЙ И РАСЧЕТНОЙ СХЕМ ГИДРОМАНИПУЛЯТОРА

3.1 Цель работы.

Получить практические навыки составления кинематических схем манипулятора – модели и проектируемого варианта.

3.2 Оборудование и приборы.

Лабораторный стендовый манипулятор гидроподъемника 4030П, рулетка и слесарная линейка, секундомер.

3.3 Порядок выполнения работы.

3.3.1Изучить конструкцию стендового манипулятора и инструкцию по технике безопасности при его работе.

3.3.2Произвести замеры геометрических параметров манипулятора при полностью выдвинутых штоках гидроцилиндров стрелы и рукояти и при полностью вдвинутых. Результаты замеров занести в табл. 3.1.

3.3.3Включить насосную станцию и рукоятку распределителя гидроцилиндра рукояти и засечь время полного выдвижения штока ее гидроцилиндра. Замерить максимальную длину гидроцилиндра Sk и время выдвиже-

ния штока tшт. Определить скорость выдвижения штока: Vшт( р) = Sk − Sн .

tшт

3.3.4 Включить рукоятку распределителя для управления гидроцилиндром стрелы и засечь время выдвижения tс. Замерить максимальную высоту крайней точки штока гидроцилиндра стрелы Hmax. Определить скорость выдвижения штока: tc.

3.3.5 Сравнить фактические скорости выдвижения штоков гидроцилиндров с расчетными:

14

ц

где qн – рабочий объем насоса; nн – частота вращения насоса;

определяются по технической характеристике стенда.

3.3.6 Определить объемные КПД гидроцилиндров стрелы и рукояти:

3.3.7 Построить зону действия манипулятора, см[4], рис. 18.

С крайнего верхнего положения стрелы и рукояти описывается внешний участок дуги зоны действия О1О. Участок ОО3 описывается рукоятью при полном вдвижении штока гидроцилиндра рукояти при крайнем нижнем положении стрелы. Для чего рукоять переводится до минимального вылета Lmin. Внутренний участок О3О2 описывается при переводе стрелы из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение рукояти при крайнем нижнем положении рукояти. Участок О2О1 получается при повороте рукояти из нижнего положения в верхнее при верхнем положении стрелы.

3.3.8 Определить усилия в гидроцилиндрах стрелы и рукояти для различных положений манипулятора по заданию преподавателя по формуле

15

3.3.10 Определить для заданного положения изгибающий момент в опасных сечениях стрелы и рукояти и рассчитать потребный момент сопротивления по методике, изложенной в работе №2, использовав по аналогии формулы (2.5)-(2.8). Определить запас прочности.

Рис. 3.1 Кинематическая схема гидроманипулятора-модели: 1 – рукоять; 2 – стрела; 3 – гидроцилиндр рукояти; 4 – дополнительное звено; 5 – гидроцилиндр подъем стрелы; 6 – гидроцилиндр поворота колонны

3.4 Составление отчета.

3.4.1 Замеры геометрических параметров манипулятора и расчеты скоростных и силовых характеристик.

В этом разделе результаты замеров и расчетов сводятся в табл. 3.1. Приводятся расчетные формулы с пояснениями.

Таблица 3.1

16

Окончание табл. 3.1

3.4.2 Кинематическая схема манипулятора.

В этом разделе строится масштабная кинематическая схема и зона действия манипулятора по результатам замеров и расчетов.

3.4.3 Расчет на прочность стрелы или рукояти в заданном положении. Определяются моменты сопротивления Wр и сравнивается с фактическим Wф.

17

ЗАНЯТИЕ №4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ГИДРОЦИЛИНДРОВ МАНИПУЛЯТОРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

4.1 Цель работы.

Получить практические навыки исследовательской работы при проектировании гидроманипуляторов с использованием ЭВМ.

4.2 Оборудование и приборы.

ЭВМ, чертежные инструменты, транспортир. 4.3 Исходные данные.

Компоновочно-кинематическая схема гидроманипулятора-модели по работе №3.

4.4 Порядок выполнения работы.

4.4.1На кинематической схеме гидроманипулятора-модели замерить геометрические параметры для ввода в программу «Оптимизация положений гидроцилиндра в статическом и динамическом режиме», текст которой приведён в Приложении 2.

4.4.2Введите свои Ф.И.О. и номер группы.

4.4.3Введите по заданию преподавателя исходные данные, в том числе

идля манипулятора-модели (табл. 3.1):

угол наклона элемента манипулятора к горизонту в нижнем положении рукояти αн = 0 + 25град. (замерить на кинематический схеме манипулятора (рис. 3.1).

– границы варьирования углов поворота элемента, определяются из

Поместите курсор мыши на круглом, белом поле соответственно у слов статика или динамика и нажмите левую клавишу мыши.

Нажмите на кнопку Исходные данные введены и получите результат расчета.

4.4.4 На распечатке таблицы на экране выберите наименьшее из максимальных значений усилия в гидроцилиндре и определите возможные границы существования оптимума. Если желаете перейти к отысканию оптимума, введите цифру 1.

19

4.4.5 Для оптимального положения гидроцилиндра определите потребный диаметр гидроцилиндра и сравните его с гидроцилиндром рукояти ма- нипулятора-модели

4.4.6Определить изгибающий момент в опасном сечении при оптимальном положении гидроцилиндра и запас прочности по формулам (2.5)- (2.8).

4.4.7Определить, как изменится скорость подъема груза (конца рукояти) при оптимальном положении гидроцилиндра.

4.5 Составление отчета.

4.5.1Построить в масштабе положения рукояти манипулятора согласно кинематической схеме (зоны действия) и привести расчетные зависимости [4].

4.5.2На распечатке программы ЭВМ определить оптимальное положение гидроцилиндра и нанести его на кинематическую схему для положений рукояти.

4.5.3Расчеты диаметра гидроцилиндра при оптимальном положении, скорости подъема груза, запаса прочности.

4.5.4Анализ влияния оптимального положения гидроцилиндра на его диаметр, скорость подъема груза, запас прочности.

20

ЗАНЯТИЕ №5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ГИДРОПРИВОДА РАБОЧЕГО ОРГАНА МАШИНЫ ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ПНЕЙ

5.1 Цель работы.

Получить практические навыки экспериментального исследования динамики гидропривода с применением тензометрии.

5.2 Оборудование и приборы.

5.2.1 Действующий лабораторный стенд для исследования гидроприво-

да.

5.2.2Тахометр.

5.2.3Угломер, слесарная линейка.

5.2.4Тензоаппаратура, усилитель ТА-5, осциллограф Н-700. 5.3. Порядок выполнения работы.

5.3.1Изучить конструкцию лабораторного стенда и инструкцию по

технике безопасности при его работе.

5.3.2Замерить диаметр рабочего органа Dф и угловые параметры ножа, угол заострения, угол резания.

5.3.3Для каждой бригады задаются соответствующие скоростные режимы гидромотора при включении одного из насосов с рабочим объемом qн1=80 см3/об. или насоса с рабочим объемом qн2 = 60 см3/об., а также при одновременном их включении.

5.3.4Включить насосную станцию по заданному варианту и с помощью гидрораспределителя включить гидромотор, при этом замеряются время разгона tразг и частота установившегося вращения рабочего органа nm.

5.3.5Определить расчетную частоту вращения гидромотора и сравнить

еес фактической:

где qм – рабочий объем гидромотора, равный qм = 21 см3/об.;