ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно - исследовательской работы.

В современных условиях изготовление новых крупногабаритных гидроманипуляторов - это дорогостоящий проект, оригинальность которого потребует неизбежных доработок и усовершенствований в процессе испытаний. Кроме этого, при экспериментальных исследованиях требуется, как пра­вило, варьирование отдельными параметрами и техническими решениями, что сложно осуществить на реальном манипуляторе и потребует значительных затрат. В дополнительных проверках и исследованиях нуждается и система управления гидроцилиндрами. Поэтому первичные экспериментальные исследования целесообразно реализовать на крупномасштабной действующей модели, проверить варианты отдельных узлов, устранить неизбежные недоработки, установить оптимальные технические параметры и лишь после этого приступить к изготовлению манипулятора на соответствующий транспортно-энергетической базе. Предлагаемый электрогидравлический стенд предназначен именно для этих целей.

Стенд включает двухзвенную шарнирно-стержневую грузовую стрелу 1 (см. рисунок), которая посредством самодействующего опорно-поворотного устройства 2 с двумя степенями свободы закреплена на блоке управления 3. Для подъема (опускания) стрелы в вертикальной плоскости и ее разворота на определенные углы в горизонтальной плоскости предусмотрено два гидроцилиндра 4 и 5. Цилиндры расположены под углом друг к другу, их штоки сведены вместе и соединены между собой и со стрелой специальным шарнирным узлом 6. Корпуса этих цилиндров с помощью шарниров 7 с двумя степенями свободы смонтированы на балке 8, скрепленной с блоком управления 3. Предусмотрена возможность дискретного изменения расстояния между точками крепления корпусов цилиндров. Стрела состоит из корневой секции 9 и рукояти 10, набранных из трубчатых стержней. Верхние стержни составляющих стрелы выполнены с возможностью дискретного регулирования длины. Для поворота рукояти предусмотрены два параллельных гидроцилиндра 11, кор­пуса которых замыкаются на цапфы шарнирного узла 6. Для управления гидроцилиндрами в блоке 3 размещены 12 специальных электроуправляемых двухпозиционных кранов - по 4 для каждого цилиндра (параллельные цилиндры 11 управляются как одно кинематическое звено). К примеру, для управления одним гидроцилиндром предусмотрены два электроуправляемых крана 12 и 13 в верхнем отсеке блока и краны 14 и 15 в нижнем отсеке. Электрическая часть кранов электролиниями 16 и 17 крестообразно соединена между собой, а линии 18 и 19 выведены на выносной электрический пульт управления 20. Фрагмент схемы гидравлических соединений кранов показан на рисунке, где выходные гидролинии 21, 22 со­единены соответственно с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра. В блоке управления 3 имеется бак для рабочей жидкости (на рис. не показан).

Стенд включает также переносной гидросиловой блок 23, в котором размещены электродвигатель 24 и кинематически связанный с ним гидронасос 25. Электродвигатель переменного тока выполнен с последовательным возбуждением и не имеет стабилизированной частоты вращения. Цепь управления двигателем включает обмотку возбуждения 26, последовательно соединенную с якорем двигателя. Цепь управления электродвигателем 24 снабжена также переменным сопротивлением 27 и тиристорным регулятором частоты вращения 28. Элементы управления в виде кнопок сосредоточены в электрическом пульте 20. За счет того, что некоторые стержни стрелы и корпуса цилиндров 11 рукояти соединяются между собой в специальном шарнирном узле 6 и за счет того, что вся стрела представляет структуру из трех шарнирно-стержневых треугольников, достигается замкнутый силовой поток, в котором стержни работают в основном на растяжение или сжатие. При этом нагрузки, в конечном итоге, замыкаются в опорно-поворотном устройстве 2 стрелы и в шарнирах 7 гидроцилиндров. Зона действия манипулятора обеспечивается не только работой гидроцилиндров 4, 5 и 11, но и дискретным изменением длины верхних стержней стрелы. Последние изменяют геометрию стрелы, а следовательно и ее зону действия. За счет перестановки шарниров 7 - корпусов цилиндров 4 и 5 на балке 8 изменяются углы горизонтального разворота стрелы и зона действия манипулятора.

В процессе испытаний манипулятора и его электрогидравлической системы управления имеется возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения электродвигателя 24 и, следовательно, подачи насоса 25. Это влияет на динамику системы и ее быстродействие. Проверяется также функционирование и стабильность работы электроуправляемых кранов и связанная с этим динамичность системы, в том числе в сочетании с различными режимами работы насосно-силового блока 23.