Расчет параметров кинематики механизма подъема стрелы
Оптимальные значения параметров кинематики механизма подъёма стрелы определяются методом математического моделирования движения стрелы с грузом под действием усилий на штоках гидроцилиндров привода Р. Алгоритм программы моделирования, и расчётная схема приведены в [1].
Для реализации алгоритма необходимы данные, приведённые в таблице 2.
Таблица 2 –Исходные данные
Параметры состояния системы |
Параметры управления | |||||||||
М1, кг |
М2, кг |
F1, град |
L=lc, м |
S1, м |
S2, м |
Fнач, град |
F2, рад/с2 |
Рн, МПа |
L1н£L1£L1 |
G1н£G1£G1 |
1427 |
3058 |
90 |
3,288 |
1,29 |
2,09 |
23 |
0,04 |
15,5 |
755,85£756£756,15 |
75°£80°£85° |
Начальный угол наклона стрелы Fнач, град. определяется по известным размерам Нс и lс. При этом конец стрелы (т.А) совмещается с поверхностью пути. Общий угол поворота стрелы F³90°
; (2.3.1)
Масса подвижных частей рабочего оборудования, приведенная к центру тяжести груза Q
; (2.3.2)
кг
Масса груза
; (2.3.3)
Угол между осями стрелы и гидроцилиндра – G1, а также размер L1 и пределы их варьирования, размеры S1 и S2 рекомендуется принимать в следующих пределах.
G1=80° 75°£80°£85°
L1=0,23•lc L1-0,15£L1£L1+0,15 (2.3.4)
S1=1,29 м S2=2,09 м S=0,8 м.
Угловое ускорение F2, рад/с2 для всех вариантов задания принимать
F2 = 0,04 рад/с2
Определить размер С = О1D по начальным размерам G1, L1, S1
; (2.3.5)
Определить начальное значение угла G3
; (2.3.6)
Определить угол между линией О1D и осью Х, F1
; (2.3.7)
Текущее значение угла G3, увеличивающееся при вращении стрелы
; (2.3.8)
Значение Fнач принимается отрицательным, т.к. стрела находится ниже уровня оси ОХ, D F – приращение угла поворота стрелы D F=10°, 20°,30°,…90°. (Шаг увеличения угла G3 -10°)
В1 = 670+100 = 770
В2 = 670+200 = 870
В3 = 670+300 = 970
В4 = 670+400 = 1070
В5 = 670+500 = 1170
В6 = 670+600 = 1270
В7 = 670+700 = 1370
В8 = 670+800 = 1470
В9 = 670+900 = 1570
Вычисление промежуточных размеров гидроцилиндра привода (2.12). Все дальнейшие действия по решению задачи на min max выполняется в соответствии с [1]
; (2.3.9)
где L1 – расстояние от оси вращения стрелы до точки крепления штока гидроцилиндра к стреле;
С – расстояние от оси поворота гидроцилиндра до оси поворота стрелы;
Вi – текущее значение угла поворота стрелы соответствующее её положению в плоскости.
Остальные результаты расчетов перемещения штока гидроцилиндра сводим в таблицу 3
Таблица 3 - Расчеты перемещения штока гидроцилиндра
№ |
Bi, град |
Si, мм |
1 |
77 |
1414,39 |
2 |
87 |
1536,26 |
3 |
97 |
1650,16 |
4 |
107 |
1754,49 |
5 |
117 |
1847,95 |
6 |
127 |
1929,48 |
7 |
137 |
1998,19 |
8 |
147 |
2053,37 |
9 |
157 |
2094,47 |