4 / 14
Е.О. Подчасов, А.Д. Терентьева
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2017
движной системе координат положение вращательных кинематиче-
ских пар рабочего механизма характеризуется координатами центров
пар, поступательных — координатами какой-либо точки, лежащей на
направляющей поступательной пары, и углом между вектором поло-
жительного направления поступательной пары и осью
x
.
Геометрический анализ всех участков кинематической цепи рабо-
чего механизма экскаватора выполняется с учетом изменения обоб-
щенных координат
s
1
,
s
2
,
s
3
с помощью имитационного моделирования
в среде MATLAB [13, 14] (в рамках решения указанной задачи не при-
водится). Изменение положения всех звеньев кинематической цепи
рабочего механизма экскаватора задается функциями положения.
Рабочая область и зоны обслуживания экскаватора.
Математи-
ческая модель позволяет исследовать характеристики кинематической
цепи рабочего механизма одноковшового экскаватора, оценить влияние
каждого из звеньев цепи на рабочую область и зону обслуживания,
а также точность положения режущей кромки ковша
3
(см. рис. 2) в за-
висимости от входных обобщенных координат. Для исследования точ-
ности положения ковша
3
в любой точке рабочей области необходимо
вначале построить рабочую область.
Задавая перемещения по входным обобщенным координатам
s
1
,
s
2
,
s
3
, можно определить рабочую область и зону обслуживания рабо-
чего механизма. Построение рабочей области целесообразно прове-
сти отдельно от каждой из выходных обобщенных координат для
дальнейшего исследования их влияния на положение режущей кром-
ки ковша (рис. 3).
Для того чтобы выяснить влияние входных обобщенных коорди-
нат на положение режущей кромки ковша
3
(см. рис. 2), рабочие об-
ласти от каждой из входных обобщенных координат последовательно
расширялись путем введения возможного перемещения от последу-
ющей, начиная от
s
1
в направлении к
s
3
(рис. 4).
Совокупная рабочая область представляет собой множество по-
ложений участка кинематической цепи гидроцилиндра
4
(обобщен-
ная координата
s
1
), на каждое из которых наложено множество поло-
жений участка кинематической цепи гидроцилиндра
5
, а на любое из
них, в свою очередь, — множество положений участка кинематиче-
ской цепи гидроцилиндра
6
(см. рис. 2).
Зона обслуживания рабочего механизма исследуемого одноков-
шового экскаватора (рис. 5) получается аналогично его рабочей обла-
сти. В силу указанной причины зона обслуживания рабочего меха-
низма выводится при одновременном изменении всех трех входных
обобщенных координат
s
1
,
s
2
,
s
3
без разбиения покоординатно.