Расчет нагрузок на исполнительный двигатель гидро- и пневмопривода
.pdf
Для того, чтобы выразить Pп, запишем уравнение моментов сил, поворачивающих каждую из половин клещевого захвата относительно шарниров O1 и O2, сделав ряд допущений. Будем предполагать, что нагрузка распределяется поровну на каждую из половин клещевого захвата; груз распределяется равномерно по клещевому захвату, а плечо силы Pп равно половине расстояния между шарнирами крепления рычагов клещевого захвата; плечо приложения силы, развиваемой гидроцилиндром, не изменяется и равно расстоянию между шарниром О2 крепления рычага и шарниром О4 соединения рычага с гидроцилиндром (следует отметить, что строгий учет кинематики захвата приводит к громоздким тригонометрическим преобразованиям).
Таким образом,
Ркз О2О4 12 Рп О12О2 ,
откуда
Р Р |
4 |
|
О2О4 |
|
|
. |
(7.26) |
|||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
О О |
|
|
|
||||||
п кз |
|
|
|
|
||||||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
||
Подставив (7.25) и (7.26) в (7.24), получим
Р |
4 |
|
О2О4 |
|
m g. |
|||
|
|
|||||||
|
|
|||||||
|
ОО |
|
|
|||||
кз |
|
|
|
гр |
||||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
||
Силу Pкз, развиваемую гидроцилиндром клещевого захвата, определим по выражению
πD2
Ркз p 4кз ,
где p – давление в гидроцилиндре клещевого захвата; Dкз – диаметр гидроцилиндра клещевого захвата;
91
В результате получим
pD2 |
π |
|
|
|
О2О4 |
|
|
m g, |
||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
О О |
|
|
|
||||
кз |
|
|
|
|
|
|
|
гр |
||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
откуда можно выразить Dкз
Dкз mгрg О1О2
πp О2О4
и подобрать диаметр гидроцилиндра клещевого захвата при заданном рабочем давлении в системе, либо p
p mгр2g О1О2
πDкз О2О4
и рассчитать необходимое давление в системе при заданных конструктивных размерах гидроцилиндра.
В табл. 7.1 представлены некоторые кинематические схемы схватов и формулы для определения усилия гидроцилиндра Q при известном усилии сжатия S.
92
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схемы схватов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
№ |
Кинематическая схема |
|
|
|
Усилие гидроцилиндра |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2Sl2 |
|
|
|
sin |
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
|
Q |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos( ) |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
2Sl2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
a |
|
|
|
φ l1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1cos |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q 2S(l2 l1) |
cos |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
sin( ) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3 |
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
a |
|
|
|
|
|
|
φ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
arcsin |
l3 sin a |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
||||||||||||||||
Q
93
|
|
Продолжение табл. 7.1 |
№ |
Кинематическая схема |
Усилие гидроцилиндра |
|
l3 |
S |
|
|
|
|
l2 |
|
4 |
|
Q 2Sl2 sinα |
|
l2 |
a |
|
|
a l1
Q
|
|
|
S |
|
|
|
|
l2 |
Q |
2S(l2 l1) |
cos |
5 |
|
|
l1 |
sin( )cos |
|
l1 |
|
arcsinl3 sin a |
|||
|
l3 |
||||
|
φ |
||||
|
a |
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
||
Q
|
|
|
S |
|
|
6 |
l1 |
|
Q |
S |
|
|
|
tg 2 |
|
||
|
|
|
|
||
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 7.1 |
||
№ |
Кинематическая схема |
Усилие гидроцилиндра |
||||||||||
7 |
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q S |
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
Q |
|
|
2S |
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
l1sin( ) |
1 |
||||
|
a |
|
|
|
|
|
||||||
8 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
cos |
||
|
|
l |
|
|
l2 |
|
l1 |
l2 2l1l2 sin |
||||
|
|
|
|
|
|
arcsinl3 sin a |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
|
|
l3 |
|
S |
Q |
|
|
2S |
|
|
|
|
|
|
|
|
l1sin( ) |
1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9 l |
a |
|
l1 |
|
|
|
|
|
l2 |
l2 |
2l l sin |
cos |
|
|
|
l2 |
|
|
1 |
2 |
12 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
arcsin a l l3 sin |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
|
2Sl2 cos |
|
|
|
l3 |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q sin( )l1 |
|||
10 |
a |
|
|
|
|
l2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
arcsin l3 sin |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
95 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Шуп, Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: практическое руководство / Т. Шуп; пер. с англ. – М.: Мир, 1982.
2.Попов, Д. Н. Механика гидро- и пневмоприводов: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипло-
мированных специалистов в области техники и |
технологии / |
Д. Н. Попов. – М.: МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2001. |
– 320 с. |
3.Каверзин, С. В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин: учебное пособие / С. В. Каверзин. – Красноярск: ПИК «Офсет», 1997. – 384 с.
4.Гойдо, М. Е. Проектирование объемных приводов / М. Е. Гойдо. – М: Машиностроение, 2009. – 304 с.
5.Чайковский, И. П. Рулевые управления автомобилей / И. П. Чайковский, П.А. Саломатин.–М.: Машиностроение,1987.–176 с.:ил.
6.Теория и проектирование гидропневмоприводов: конспект лекций: в 6 ч. Ч. 2: Следящие гидро- и пневмоприводы с дроссельным управлением/ В.П.Автушко [идр.].– Минск:БНТУ,2017.– 122 с.
7.Богдан, Н. В. Моделирование динамических процессов в гидроприводе подъема стрелы манипулятора погрузочно-транспортной машины / Н. В. Богдан, В. П. Автушко, М. И. Жилевич // Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт, Вып. 129, Харьков, НТУ «ХПI», 2001 г.
8.Автомобили: конструкция, конструирование и расчет. Система
управления и ходовая часть: учебное пособие для вузов / А. И. Гришкевич [и др.]; под ред. А. И. Гришкевича. – Минск: Выш.
шк., 1987. – 200 с.
9.Челпанов, И. Б. Схваты промышленных роботов / И. Б. Челпанов, С. Н. Колпашников. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ие, 1989. – 287 с.
10.Деплов, Н. И. Промышленные роботы: учебное пособие. – Ростов на Дону: РИСХМ, 1979. – 79 с.
11.Метлюк, Н. Ф. Проектирование автомобилей: учебно-мето- дическое пособие к курсовому и дипломному проектированию / Н. Ф. Метлюк, В. П. Автушко, В. В. Палазова. – Минск: БПИ, 1978. – 52 с.
12.Проектирование автомобилей: учебно-методическое пособие
ккурсовому и дипломному проектированию по разделу «Рулевое управение» / Фридрих, А. В. [и др.]. – Минск: БПИ, 1978. – 46 с.
96
Учебное издание
АВТУШКО Валентин Петрович КИШКЕВИЧ Павел Нестерович ЖИЛЕВИЧ Михаил Иванович БАРТОШ Петр Романович
РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
ГИДРО- И ПНЕВМОПРИВОДА
Пособие для студентов специальности 1-36 01 07 «Гидропневмосистемы
мобильных и технологических машин»
Редактор В. И. Акуленок
Компьютерная верстка Е. А. Беспанской
Подписано в печать 16.12.2020. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 5,64. Уч.-изд. л. 4,41. Тираж 100. Заказ 393.
Издательиполиграфическоеисполнение:Белорусскийнациональныйтехническийуниверситет. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/173 от 12.02.2014. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.
97
