Разработка методики анализа динамической нагруженности рабочего оборудования одноковшового экскаватора

• Автор: Коротких, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 192

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ. ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ. АКТУАЛЬНОСТЬ СТОЯЩИХ ЗАДАЧ
1.1 Направления развития строительного машиностроения
1.2 Определение параметров рабочего оборудования экскаватора
1.3 Методы определения сопротивления грунта копанию
1.4 Цель и задачи исследования. Методика. Принятые допущения
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Описание конструкции
2.1.1 Объект исследования
2.1.2 Расположение систем координат
2.1.3 Выбор обобщенных координат
2.2 Параметры, характеризующие структуру взаимосвязей элементов рабочего оборудования
2.2.1 Преобразование структуры взаимосвязей системы
2.2.2 Граф системы
2.3 Определение масс и моментов инерции элементов рабочего оборудования
2.3.1 Определение масс и моментов инерции
2.3.2 Учет массы грунта в ковше
2.4 Координаты шарниров элементов рабочего оборудования
2.5 Закон Ньютона и принцип Даламбера для системы твердых тел, не имеющих замкнутых кинематических цепей
2.6 Кинематика относительного движения двух смежных тел
2.6.1. Кинематика движения тел, соединенных шарниром вращения
2.6.2. Кинематика тел, движущихся поступательно друг
относительно друга
2.7 Кинематика движения элементов рабочего оборудования относительно
ОБЩЕЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ
2.8. Внешние и внутренние силы и моменты, действующие на рабочее оборудование
2.8.1. Усилия, действующие на кромку ковша при копании
2.8.2. Внутренние усилия в парах «гидроцилиндр - шток гидроцилиндра»
2.9 Уравнения движения для приведенной системы
2.10 Уравнения голономных связей
2.10.1 Механизм подъема стрелы
2.10.2 Механизм поворота рукояти
2.10.3 Механизм поворота ковша
2.10.4. Подвеска ковша
2.10.5 Составная стрела
2.11 Уравнения движения полной системы
2.12 Усилия в разрезанных шарнирах системы
2.13 Выводы по главе
3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Методика исследований
3.2 Блок-схема программы определения нагрузок
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
4.1 Опускание рабочего оборудования в забой
4.1.1 Статика рабочего оборудования
4.1.2 Кинематика рабочего оборудования
4.1.3 Динамика рабочего оборудования
4.2 Копание поворотом рукояти
4.2.1 Статика рабочего оборудования
4.2.2 Кинематика рабочего оборудования
4.2.3 Динамика рабочего оборудования
4.2.4 Копание при различном начальном положении стрелы
4.2.5 Реакции При упоре кромки ковша в непреодолимое препятствие
4.3 Оценка адекватности математической модели
4.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ. НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Листинги программ для вычисления матриц коэффициентов А и В
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Статические, кинематические и динамические параметры элементов рабочего оборудования
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акт приемки методики определения динамических реакций в шарнирах рабочего оборудования одноковшового гидравлического экскаватора к внедрению

2.2 Параметры, характеризующие структуру взаимосвязей элементов рабочего оборудования.
2.2.1 Преобразование структуры взаимосвязей системы.
Описание структуры взаимосвязей системы дает полную информацию о том какие тела системы соединены шарнирами. Кинематические связи в шарнирах могут быть любого вида: стационарными, нестационарными, голономными или неголономными. Кроме того, в допущениях принято, что связи являются идеальными, то есть силы реакций связей не совершают работу на возможных перемещениях.
Все системы твердых тел условно можно разделить на два класса /22/ (рисунок 2.4).
Рассмотрим любые два тела в системе, например тела і иу. Перейдем от одного тела к другому вдоль последовательности тел и шарниров так, чтобы ни один шарнир не проходился дважды. Совокупность выделенных таким образом шарниров называется путем между телами і и у. Если для всех пар тел пути между ними определятся единственным способом, то система имеет структуру дерева (рисунок 2.4,а). Если, с другой стороны, существуют два различных пути между двумя телами, то эти два пути образуют замкнутую цепь (рисунок 2.4,6).
Рабочее оборудование экскаватора является системой с замкнутыми цепями. Кинематические связи, реализуемые в шарнирах, являются голономными и
Рисунок 2.5 - Классы систем твердых тел