多自由度系统可控机构式新型机械工程设计理论与方法.pdf

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1、工业技术2015年第18期科技创新与应用多自由度系统可控机构式新型机械工程设计理论与方法郭兴改(河南省电力勘测设计院,河南郑州450007)摘要:机械工程是装备工业的重要组成部分,也是其主要核心。我们平常使用的机械工程在日常的生产过程中起着非常重要的作用,不仅能够节约劳动力还能够节省时间,压缩成本等,但是随着时代的发展,社会科技的进步,现有的机械工程已不能满足工作的需要。例如:在建筑行业都会使用到的单自由度的挖掘机,随着这种挖掘机的构架比较稳定,工作效率也比较高,但是,单自由度构架下的挖掘机还是缺乏一定的灵

2、活性。再如液压式挖掘机,虽然这种挖掘机比单自由度挖掘机更加灵活,但是液压式挖掘的使用寿命有待延长,而且其零部件的寿命也相对较短,在工作中还会出现漏油的现象。所以,现在急需一种新的可控机构,用来代替原有的可控机构,多自由度系统的设计理论很好的解决了这一问题。多自由度系统不仅仅能够整合现有的机械技术,而且还可以再利用先进的电子技术对工程设备进行设计和改造,用以满足使用者的需求,在机械工程具备的动力学特性的基础上,通过加大多自由度系统的使用,是未来机械工程的发展方向。因此,作为机械设计人员要能够明白多自由度系统可

3、控机械的设计原理,摸索出完善的设计方法。但是,由于不同的工程对设备的性能要求方面不同,所以我国现在所拥有的工程设备并不能满足使用者的需求,并且在一定程度上存在着不足之处,作为新兴的可控机构,多自由度系统渐渐进入了人们的视线。关键词:多自由度系统;机械工程;可控机构;理论与方法1可控机构应有的自由度指机械架构所具有的活动度。在机械配件所拥有的架构内也有一定机构的自由度也就是指机构能够独立运动的个数,所以可控机的自由度,其所拥有的自由度带有局部性的特点,并且不会影响到构的自由度,一定是含有独立特性的一种参数,机

4、构的原动件数等机械结构内的其他配件的功能,这是配件架构内的消极自由度。在于机构的自由度数。一个机械能够实施的最大范围的独立变量是机机械构建中还存在着一些带有典型特性的自由度,一般存在与连接构所具有的活动度,这只是相对于日常所见的衔接的机械而言。安滚子的配件中,当然这种状况一般只会出现在平面机构中。但是在设在机械设备上的串联机构,通过安装在机械末端的执行器,在相空间态势下存在的运动链,也会出现上述所说的带有典型性的自由对于机械体系内所设置的机架,通过计算所得到的自由度,便是这度。在可控机构中会出现一些特有的约

5、束,这种特有的冗余约束一一机构应有的自由度。同样,安装在机械设备上的并联机构,这种机般统称之为虚约束,之所以会出现这种所谓的虚约束,基本上是同械的自由度就等同于代动平台的应有自由度。根据我们已知的螺旋机构常拥有的运动副有关,因为现在机械部件中所拥有的运动副,理论,通常把机械中并联机构所具有的自由度,当成螺旋系数的维都是以前设计中已经设好了所需要的几何关联。所以,在可控机构度,并且这种维度也是螺旋系数所特有的,而螺旋预设的维数就是中存在的一些约束,不会影响机构体系内存在的其他运动,对其他别注意确定和选择起重机

6、整机的工作级别和它的机构的工作级别。为严重,也会影响起重机界限尺寸,若遇多层厂房时,上层车间的起起重机的工作级别分类包括整机工作级别、机构工作级别、结构件重机承轨梁形变会加剧,对于运行空间的变化影响也更大。与机械零件的工作级别;机构工作级别又分为起升机构工作级别、另外,在选择起重机时还应合理考虑起重机本身的维修空间。大车运行机构工作级别、小车运行机构工作级别等。起重机的工作起重设备属于高空设备,维修保养或发生故障,就会存在高空作业级别(整机和各机构)根据10个使用等级和4个载荷状态来划分成的情况。现在广大起

7、重机生产、使用单位对这方面较易忽视,具体表8个工作级别。它是生产单位进行设计与制造的依据,通过工作级现在最常用的葫芦式起重机上,存在电动葫芦检修处缺少检修平别参数的确定,可以使起重机的实际使用情况和设计内容更加切台,葫芦双梁起重机主梁边不设置侧走台,所设置高空走台、检修平合,从而降低起重机的故障率,提高可靠性和使用效率,提高设备的台护栏净空高度很小,安全通道的安全距离不足,对各运行机构的性价比。由于工作级别的确定在GB/T3811《起重机设计规范》规定维护保养不便等一系列问题。的比较详细,同时相对复杂,对使

8、用单位管理人员要求有较高的专5特殊使用要求业技术知识,这里不再一一论述。但由于工作级别对起重机的选择在桥门式起重机选型过程中因为吊运作业的实际需求还需要有着重要的意义,使用单位应至少应查阅GB/T3811中附录A及附考虑其他一些特殊要求,如定位精度、与作业场地其他设备的配套录B的有关资料,近似选出所要的起重机的工作级别及机构的工作要求、还有企业根据承受风险的能力,适当增加冗余设计提高安全级别。性的要求等。4空间要

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