Совершенствование кинематики, динамики и конструкции лесопромышленных гидроманипуляторов

• Автор: Емтыль, Зауркан Камболетович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 439 с. : ил

Введение

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования.

1.1. Типы манипуляторов и область их применения

1.2. Компоновочнокинематические схемы гидравлических манипуляторов

и их соответствие предъявляемым требованиям.

1.2.1. Механизмы подъема стрелы и привода рукояти

1.2.2. Кинематическая схема механизма поворота манипулятора

1.2.3. Механизмы поворота рабочего органа ротаторы.

1.3. Современный технический уровень погрузочноразгрузочных

ман ипуляторов

1.4. Динамическая нагруженность манипуляторов лесозаготовительных и лесохозяйственных машин в различных режимах.
1.5. Напряженное состояние металлоконструкции гидравлических манипуляторов.
Выводы.
1.6. Цель и задачи исследований
2. Теоретические основы выбора параметров кинематических схем механизмов гидроманипуляторов с учетом инерционных сил.
2.1. Обоснование основных параметров механизма подъема стрелы
2.2. Обоснование параметров и эффективности применения гидроманипулятора с изменяемой кинематической схемой механизма подъема стрелы переменным грузовым моментом.
2.3. Обоснование основных параметров механизма привода рукояти манипулятора с учетом инерционных сил
2.4. Выбор типа и обоснование основного параметра механизма поворота рабочего органа гидроманипулятора.
3. Исследование влияния податливости рабочей жидкости
и элементов гидропривода на оптимальные значения параметров
и динамическую нагруженность гидроманипулятора
3.1. О сжимаемости рабочей жидкости в общей системе податливости гидропривода
3.2. Влияние податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода на динамическую нагруженность и параметры механизма подъема стрелы
3.3. Исследование динамической нагруженности манипулятора при торможении опускающейся стрелы с грузом с учетом податливости рабочей жидкости.
3.4. Исследование влияния податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода на динамическую нагруженность механизма поворота гидроманипулятора
3.5. Исследование влияния податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода на динамическую нагруженность и параметры механизма привода рукояти
3.6. Влияние податливости рабочей жидкости и внутренних перетечек на динамическую нагруженность винтового ротатора
Выводы.
4. Исследование динамической нагруженности
манипулятора при совмещении движений звеньев и определение
эффективности совмещения.

4.1. Исследование динамической нагруженности гидравлического манипулятора и обоснование целесообразности совмещения операций подъема стрелы и вращения рукояти.
4.2. Влияние податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода на динамическую нагруженность гидроманипулятора при совмещении движений подъема стрелы и вращения рукояти
4.3. Влияние совмещения движений подъема стрелы и поворота колонны гидроманипулятора на его динамическую нагруженность.
4.4. Динамический расчет металлоконструкции манипулятора с учетом изгибной жесткости звеньев
4.5. Исследование динамической нагруженности манипулятора от раскачивания груза в плоскости подъема стрелы.
5. Механикотехнологические основы совершенствования конструкции гидроманипулятора
5.1. Совершенствование шарнирных узлов гидравлических манипуляторов.
5.2. Особенности грузовысотной характеристики гидроманипулятора и ограничения грузоподъемности грузового момента
5.3. Исследование изменения давления в двух гидроцилиндрах механизма подъема стрелы гидроманипулятора
5.4. Некоторые направления повышения надежности металлических
конструкций гидроманипуляторов.
6. Программа, методы и результаты экспериментальных
исследований динамики гидропривода механизмов
гидроманипулятора.
6.1. Исследование динамики гидропривода механизмов манипулятор
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Значительный вклад в исследование переходных режимов работы был сделан Александровым В. А., который на основании анализа расчетных схем и случаев нафужения машины манипуляторного типа сделал вывод о невозможности однозначного переноса расчетных методов, используемых в смежных отраслях машиноведения, в практику проектирования лесных машин. В работе 7 рассмотрены методы моделирования взаимодействия лесных машин с предметом труда и внешней средой составлены дифференциальные уравнения движения гибкой системы с заменой распределенных элементов лесосечных машин, предмета труда сосредоточенными дискретными массами, соединенными между собой упругими связями при определении динамической нафужеиности масса стрелы и рукояти приводятся к точке подвеса захвата учитывается жесткость элементов гидропривода, приведенная изгибная жесткость стрелы, рукояти и дерева, приведенная жесткость подвеса базы рассматривается динамическая нафуженность лесосечной машины в режиме подъема
опускания дерева стрелой, подтаскивания рукоятью и подъема опускания уложенного на рукояти дерева стрелой приведены методы моделирования валочнотрелевочных, валочнопакетирующих и рубительных машин. Рассмотрена динамика в переходных режимах. Этот метод позволяет более точно учитывать динамику элементов и машины в целом. Особенно это важно в период переходного процесса, т. Метод слишком сложен для использования в инженерных расчетах. Динамические нагрузки, возникающие при работе лесозаготовительных машин манипуляторного типа, зависят также от характеристик аппаратов управления гидравлической системой 1. Выведен коэффициент динамичности при работе лесосечной машины в режиме разгона с веса и режиме отрыва груза от основания. Установлена зави симость коэффициента динамичности от жесткости металлоконструкций манипулятора 9,. В работе рассматривается дискретная расчетная схема упругой системы. Также рассмотрена динамика переходного процесса. В работе Тарко Л. Исследовано также влияние расположения органа управления подачи рабочей жидкости. Установлено, что расположение органа управления у гидроцилиндра приводит к снижению амплитуды колебаний давления в гидросистеме. Исследованы переходные процессы при изменении увеличении, уменьшении нагрузки. Однако, считается, что заранее известен закон изменения нагрузки на шток гидроцилиндра. Не учитывается характер изменения подачи рабочей жидкости. Рахманин Г. А. 4 провел теоретические и экспериментальные исследования динамики погрузочноштабелевочных манипуляторов. При теоретических исследованиях автором не учитывается приращение подачи рабочей жидкости вследствие ее сжимаемости. Автор экспериментально подтвердил, что наибольшие динамические нагрузки на манипулятор возникают в переходных режимах, а максимального значения они достигают при торможении опускающегося груза. Установлено, что колебания давления в гидросистеме вследствие гидравлического удара, возникающего при переключении золотника, на основную гармонику колебаний заметного влияния не оказывают. Частота и период колебаний давления зависят от конструктивных параметров и массы груза, что является вполне естественным. Ермолин при изучении и исследовании математической модели гидравлического исполнительного механизма установил влияние утечек и податливости рабочей жидкости на колебания, возникающие в системе. Решив задачу определения динамических нагрузок манипулятора с учетом податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода можно получить теоретические зависимости давления от времени и тем самым определить фактические нагрузки, действующие на механизмы и металлоконструкцию манипулятора при всех положениях звеньев. Это дает возможность определить наиболее достоверные расчетные схемы для всех звеньев, т. Но наиболее совершенной математической моделью, естественно, будут уравнения, в которых учитываются жесткость звеньев и податливость основания, на котором установлен манипулятор. Решение этой задачи позволит с высокой точностью определить значение коэффициента динамичности во всех
режимах работы манипулятора. В работе Нестерова В.