Електрогідравлічний грейфер для колод

Реферат: Електрогідравлічний грейфер для колод містить траверсу, електродвигун, гідравлічний насос, розподільник, дві щелепи, мікроконтролер, частотний перетворювач, горизонтальний гідроциліндр та синхронізуючу тягу. UA 88271 U (54) ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНИЙ ГРЕЙФЕР ДЛЯ КОЛОД UA 88271 U UA 88271 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до вантажозахватних пристроїв підйомно-транспортних машин, зокрема до грейферів з гідравлічним або пневматичним двигуном. За аналог взятий відомий електрогідравлічний грейфер для завантаження-розвантаження круглих лісоматеріалів (ЛТ-153А, http://vikron.ru/greifery-lt153a.html), який містить траверсу, електродвигун, гідравлічний насос, розподільник, два похилі гідроциліндри і щелепи. Недоліком такого приводу є те, що застосування двох гідроциліндрів приводу щелеп ускладнюють конструкцію грейферного механізму, зокрема конструкцію гідравлічної системи, електродвигун працює на природній механічній характеристиці, що зумовлює великі динамічні навантаження на механізм при перехідних режимах руху. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції грейферного механізму, зменшення динамічних навантажень в процесі роботи грейфера шляхом зміни конструкції та керування електродвигуном згідно з заданим оптимальним динамічним законом. Поставлена задача вирішується тим, що в електрогідравлічному грейфері для колод, який містить траверсу, електродвигун, гідравлічний насос, розподільник, дві шелепи, згідно з корисною моделлю, додатково монтується мікроконтролер, частотний перетворювач, горизонтальний гідроциліндр та синхронізуюча тяга. Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображено: фіг. 1 – загальний вигляд електрогідравлічного грейфера для навантаження колод; фіг. 2 – кінематична схема роботи електрогідравлічного грейфера для навантаження колод; фіг. 3 – графік швидкості штока гідроциліндра; фіг. 4 - графік прискорення штока гідроциліндра; фіг. 5 – графіки зміни кутових координат кутів: 1( t ) ---; 2 ( t ) —; 25 30 35 фіг. 6 – графіки кутових швидкостей: 1( t ) ---; 2 ( t ) —. Електрогідравлічний грейфер для навантаження колод складається з траверси 1, мікроконтролера 9, частотного перетворювача 8, електродвигуна 7, гідравлічного насоса 6, розподільника 5, гідроциліндра 4, синхронізуючої тяги 3 та двох щелеп 2. Електрогідравлічний грейфер для навантаження колод працює таким чином: по розробленому на ПК оптимальному динамічному закону руху (описано нижче), встановленому на мікроконтролері, частотний перетворювач змінює частоту живлячої напруги електродвигуна, і кутова швидкість вала змінюється відповідно запрограмованому закону. Вал електродвигуна з'єднаний з гідравлічним насосом, через який робоча рідина потрапляє в розподільник, увімкнений на положення закривання щелеп. Тоді шток гідроциліндра висовується і щелепи закриваються. Розвантажується механізм наступним чином: розподільник вмикається в положення відкривання, шток гідроциліндра засовується і щелепи розкриваються. Переміщення штока гідроциліндра характеризується координатою x , а переміщення щелеп визначаються координатами 1 і  2 , які визначаються залежностями (кінематична схема фіг. 2):   B2  AC   1  arccos  B   A    , 1 e  x c 2  b2  d2  2bdcos  2  arccos{ [a  d cos(   1)   ]} b 2 2(e  x) , в яких для спрощення виразу використаємо наступні рівняння: 40 A  b2  2bdcos   d2 ; B C 45 1 c 2  b2  d2  2bdcos  (b  d cos )( e  x  ) 2 ex ; 1 c 2  b2  d2  2bdcos  2 (e  x  )  d2 sin2  4 ex , де a - відстань між осями повороту грейфера; b, d - відстані від осей повороту щелеп до осей їх з'єднання з іншими ланками грейфера; c - довжина тяги; e - довжина штока гідроциліндра;  - кут розвороту щелепи між кінематичними парами A і D . Кут  , що показує нахил тяги до горизонту, визначається за таким виразом:  e  x 2  c 2  b2  d2  2bd cos      arccos   2c e  x   . 1 UA 88271 U Для знаходження оптимального динамічного режиму руху привідного механізму використано інтегральний критерій, який являє собою середнє значення динамічної складової за час руху: t IV  5 1 1  Vdt t1 0 , де t - час; t1 - тривалість руху штока гідроциліндра з одного крайнього положення в інше; V - енергія прискорень механічної системи. V   1 1 1 1 1 1 2 2  2  2  m1WA  m2 WB  JO22  JO11  m5 K  K  JK  2 x2 y2 2 2 2 2 2 2 , де m1, m2, m5 - відповідно маси штока, гільзи гідроциліндра та важеля; JO1, JO2 - моменти інерції щелеп відносно осей обертання; JK - момент інерції важеля відносно центра мас; 10 WA , WB - лінійні швидкості точок А і В щелеп грейфера; K , K - горизонтальна та вертикальна x y   складові прискорень центра мас важеля; 1, 2,  - кутові прискорення відповідно лівої, правої щелеп та тяги. Для даного закону визначимо необхідну умову мінімуму критерію - рівняння ЕйлераПуассона: d V V  0  dt x x . 15 Розв'язання вказаного рівняння є досить складною задачею, яка не може бути розв'язана в аналітичному вигляді. Тому використано прямий варіаційний метод. Задамо необхідні крайові умови:  x  x 0   x 0 ; x 0   0; 0   0;  x( t1 / 3)  q1;   x ( 2 t1 / 3 )  q 2 ;  x t1   x 0  s; x t1   0; t1   0.  x  Згідно з методом знаходимо опорну функцію, яка є розв'язком крайової задачі: x( t )  20 25 30 1 8t17 (729q1t 3 (3t  2t1)( t  t1)3 (3t  t1)( 729q2 t 3 ( t  t1)3  (3t  2t1)   (st 3 (141t 2  312tt1  175t12 )  t1(81t 4  162t 3 t1  63t 2t12  18tt13  4t14 )x0))) , де q1, q2 - положення штока гідроциліндра; s - хід штока гідроциліндра; x 0 - початкове положення гідроциліндра. Отриманий закон являє собою оптимальний режим руху, що забезпечує мінімум динамічних навантажень. Графіки переміщень, швидкостей і прискорень руху щелеп побудовані згідно з даним законом (фіг. 3-6). Корисна модель дає змогу спростити існуючу конструкцію, зменшити енергоємність технологічного процесу, подовжити строк служби та запобігти передчасному руйнуванню механізму зменшенням динамічних навантажень системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Електрогідравлічний грейфер для колод, що містить траверсу, електродвигун, гідравлічний насос, розподільник, дві щелепи, який відрізняється тим, що додатково містить мікроконтролер, частотний перетворювач, горизонтальний гідроциліндр та синхронізуючу тягу. 2 UA 88271 U 3 UA 88271 U 4 UA 88271 U 5 UA 88271 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6