Кинематический анализ многозвенного рычажного грейферного механизма

а)

б)

Рис. 1. Схемы двухчелюстных грейферных ковшей: а) моедль селекторного захвата SPS 150; б) многоцелевой грейфер серии A03H/A05H линией действия усилия в замыкающем канате. В результате возникает вращающий момент, стремящийся повернуть челюсти вокруг шарнира, с помощью которого они прикреплены к траверсе. Дополнительное воздействие оказывают составляющие от веса головки. В результате происходит перерезание зачерпываемого материала контуром, образуемым ножом и боковинами челюстей. Возможны несколько вариантов развития событий. В первом случае, если усилие на режущих кромках, создаваемое вращающим моментом челюстей, будет достаточным, чтобы преодолеть суммарное сопротивление внедрению челюсти в материал, то они будут перемещаться в материале. Иначе, если усилие окажется недостаточным, то при стягивании полиспаста будет происходить подъем траверсы, поворот ножевой кромки челюсти вокруг шарнира и одновременное горизонтальное перемещение ножевой кромки к оси грейфера. Если усилие окажется весьма малым по сравнению с сопротивлением внедрению, то при подъеме нижней траверсы ножевая кромка будет перемещаться по наклонной плоскости скольжения и быстро выходить из материала. Когда грейфер расположен на твердой поверхности, нож челюсти будет перемещаться по горизонтали.

На основе вышеизложенных особенностей работы грейферного механизма в Институте механики и машиноведения им. У .А. Джолдасбекова разработана структурная схема компактного прямолинейно-направляющего многозвенного рычажного механизма (рис. 1) с большой протяженностью прямолинейного участка и с параметрами, обеспечивающими возможность достижения высокой точности движения [4, 5]. Симметричные челюсти рычажного механизма грейферного ковша содержат входной ползун G (звено 7), шатун GH (звено 6), промежуточное коромысло Н01А (звено 1), основное коромысло OED (звено 7), трехшарнирный рычаг АВС (звено 2), промежуточный шатун СЕ (звено 4) и челюсти BDP с рабочей кромкой в точке Р (звено 3).

рычажного грейферного механизма оценить траекторию, скорость и ускорение движения челюсти с рабочей кромкой Р, а также размеры прямолинейного участка и максимальное отклонение.

Математическая модель кинематического анализа. Перемещение входного ползуна G вызывает горизонтальное - прямолинейное перемещение рабочей точки Р по прямой РР* (рис. 2). В результате решения задачи кинематического синтеза многозвенного рычажного механизма известны значения геометрических параметров, длина отрезка /ор и начальное значением S&, точки G ползуна 7 и координатой неподвижной точки Oi в системе XOY. Задавшись траекторией точки Р и длинами звеньев открытого четырехзвенника OiABD определим круговою квадратичную точку D на плоскости ВР, параметры которой зададим с помощью координат точки В, а ориентацию относительно неподвижной декартовой системы хОу - углом Фвр :

Фвр = arctg

А

О1

в

А

P =

M^

О

+ 2Oy

'16

О

о

О

со^ад «ш^л

О

-кт^од cos 4^

Рис. 2. Многозвенный рычажный грейферный механизм

На рис. 2 введены обозначения для правой челюсти грейферного ковша геометрических параметров (механизм левой челюсти симметричен относительно вертикальной оси симметрии - оси OY), значения которых определены в результате решения задачи кинематического синтеза. Требуется для заданной структурной схемы многозвенного

о о

о

о

COS^4B sin^

-sm^ cos^B

Положение звеньев ОАН и ABC описывается с помощью углов Ф^а и Фав в матрицах Z^ и Мав определяются из уравнений замкнутости треугольников GHOi и АВР:

/2 +Р -/2 С\Н ' C\G 'он

"0,0 'О1Н