Kultywator rolniczy - dobór parametrów sprężyny do zadanych warunków pracy

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Kultywator rolniczy - dobór parametrów sprężyny do zadanych warunków pracy"

Dorota Stankiewicz
5 lat temu
Przeglądów:

1 Metody modelowania i symulacji kinematyki i dynamiki z wykorzystaniem CAD/CAE Laboratorium 6 Kultywator rolniczy - dobór parametrów sprężyny do zadanych warunków pracy

Opis obiektu symulacji Przedmiotem symulacji jest jeden z zębów kultywatora rolniczego, który w trakcie pracy stale dociskany jest do gruntu za pomocą sprężyny

Dzięki sprężynie i możliwości przemieszczenia się zęba można uniknąć uszkodzenia elementu roboczego kultywatora poprzez jego przemieszczenie się.

2 Opis obiektu symulacji Przedmiotem symulacji jest jeden z zębów kultywatora rolniczego, który w trakcie pracy stale dociskany jest do gruntu za pomocą sprężyny tak, aby nie utracić z nim kontaktu. Dzięki sprężynie i możliwości przemieszczenia się zęba można uniknąć uszkodzenia elementu roboczego kultywatora poprzez jego przemieszczenie się. Sprężyna zapewnia również automatyczną możliwość powrotu w położenie robocze, co wpływa na ciągłość procesu urabiania gruntu. Ćwiczenie polega na zdefiniowaniu sił występujących w mechanizmie i na ich podstawie wygenerowaniu sprężyny o określonych parametrach. Sprężyna ma zapewnić dostateczną siłę

Utworzyć punkt konstrukcyjny w miejscu pokazanym na poniższym rysunku oraz przejść do Grafera wyjściowego.

3 docisku pozwalającą orać twardy grunt, lecz dawać też możliwość dużego wychylenia się organu roboczego w przypadku przekroczenia granicznej reakcji od napotkanej przeszkody. Polecenia do ćwiczenia 1. Utworzyć punkt konstrukcyjny w miejscu pokazanym na poniższym rysunku oraz przejść do Grafera wyjściowego. Wybrać polecenie Dodaj trasę. 2. Zaznaczyć utworzony wcześniej punkt jako punkt, dla którego będzie odczytane położenie. Użyty zostanie tylko kierunek Z (równoległy) do zdefiniowania funkcji siły.

4 3. Wybrać polecenie Siła z panelu symulacji dynamicznych. 4. Jako położenie siły wybieramy punkt pokazany na ilustracji. 5. Jako kierunek wybieramy zaznaczoną poniżej krawędź.

5 6. Wartość siły definiujemy Graferem wejściowym wybierając polecenie Odniesienie i zaznaczając pozycję P(Z) w Trasie 1 7. Następnie wprowadzamy następujące wartości X1, Y1, X2, Y2.

6 8. Przechodzimy do następnego sektora i zaznaczmy stałe nachylenie.

7 9. Potwierdzamy wybierając OK. Naciskamy dwa razy przycisk Poprzedni sektor, gdzie również zaznaczamy Stałe nachylenie. 10. Kończymy definiowanie siły Graferem wejściowym i w okienku siła zaznaczamy Wyświetl i ustawiamy skalę na 0,0001.

Zaznaczamy dźwignię oraz jako lokację 1 krawędź pokazaną

8 Określenie długości i charakterystyki sprężyny 11. Z panelu symulacji dynamicznej wybieramy Nieznaną siłę. 12. Zaznaczamy dźwignię oraz jako lokację 1 krawędź pokazaną na ilustracji 13. Jako lokację drugą zaznaczamy poniższą krawędź.

Po uruchomieniu symulacji przechodzimy do Grafera wyjściowego i

9 14. Z menu kinematyka wybieramy połączenie Obrót:4 i zmieniamy wartość położenia końcowego na 7,9 15. Po uruchomieniu symulacji przechodzimy do Grafera wyjściowego i zaznaczamy pozycję Siła w pozycji Siła nieznana oraz w pozycji Trasie 1 wybieramy pozycję P(Z)

W Graferze wyjściowym wybieramy pozycję Trasy, a następnie naciskamy prawy klawisz myszy i dodajemy

10 Siedem stopni obrotu powoduje przemieszczenie końca elementu o 95,7 mm w płaszczyźnie równoległej. Siła reakcji sprężyny dla tego przemieszczenia wynosi 7466,98 N. 16. W Graferze wyjściowym wybieramy pozycję Trasy, a następnie naciskamy prawy klawisz myszy i dodajemy nową trasę jak pokazano poniżej. 17. Teraz wskazujemy drugi koniec sprężyny powtarzając powyższą czynność dla wskazanej krawędzi.

W następnej kolejności wykorzystamy wartości z tras do automatycznego wyznaczenia długości sprężyny. 18. Wchodzimy do Grafera wyjściowego i definiujemy nową zmienną użytkownika.

11 W następnej kolejności wykorzystamy wartości z tras do automatycznego wyznaczenia długości sprężyny. 18. Wchodzimy do Grafera wyjściowego i definiujemy nową zmienną użytkownika. Jako nazwę wpisujemy Długość sprężyny, a w polu równanie wpisujemy następujące wyrażenie przedstawiające długość odcinka w przestrzeni. Aby ułatwić zapis równania wybieramy w odpowiednich miejscach równania zmienne P z drzewa po lewej stronie. 19.

12 20. Prawym klawiszem myszy naciskamy na Długość sprężyny w zakładce Zmienne użytkownika i zaznaczamy Ustaw jako odniesienie.

13 Można zauważyć, że krzywa została wykreślona względem długości sprężyny zamiast numeru przedziału. Osiąga maksymalną wartość siły 7466,98 N przy długości sprężyny 290,65 mm

21. Naciskamy prawym klawiszem myszy na kolumnę Siła i wybieramy Wyszukaj min. Wykres przedstawia minimalną wartość siły 6231,65N przy długości sprężyny 310,05mm.

14 21. Naciskamy prawym klawiszem myszy na kolumnę Siła i wybieramy Wyszukaj min. Wykres przedstawia minimalną wartość siły 6231,65N przy długości sprężyny 310,05mm. Obciążenie początkowe = wartość minimalna = 6231,65N Sztywność = (Wartość maksymalna wartość minimalna)/(zmiana długości sprężyny) =(7466, ,65)/(310,05-290,65) = 63,84 N/mm Wygenerowanie sprężyny Jeżeli twoje wartości różnią się od przedstawionych w instrukcji, wykorzystaj je do dalszych obliczeń. 22. Przechodzimy do trybu konstrukcyjnego i w panelu symulacji dynamicznej wybieramy Wstaw połączenie. 23. Z listy złączy kinematycznych wybieramy Sprężyna / Amortyzator / Dźwignia, a jako komponent 1 zaznaczamy pokazaną niżej krawędź.

15 24. Jako komponent 2 wybieramy następującą krawędź 25. Wstawiamy połączenie naciskając OK Długość swobodna = (6231,65/63,84)+310,05 = 407,5mm Tłumienie = 6Ns/mm

wpisujemy wymiary i właściwości sprężyny zgodnie z 27.

16 26. Klikamy dwukrotnie na ikonkę powstałej sprężyny w drzewie modelu i wpisujemy obliczone wartości, a po rozwinięciu okna ilustracją. wpisujemy wymiary i właściwości sprężyny zgodnie z 27. Wybieramy Siłę i zmieniamy jej wartość na 1500N, a następnie uruchamiamy symulację. 28. Przechodzimy do trybu konstrukcyjnego i powtarzamy powyższą czynność zmieniając wartość siły na 1750N.

29. Uruchamiamy Grafer wyjściowy. Klikamy prawym klawiszem myszy na właściwości długości sprężyny i odznaczamy Ustaw jako odniesienie. Następie zaznaczamy P(Z) w Trasie 1.

17 29. Uruchamiamy Grafer wyjściowy. Klikamy prawym klawiszem myszy na właściwości długości sprężyny i odznaczamy Ustaw jako odniesienie. Następie zaznaczamy P(Z) w Trasie Zamykamy Grafer wyjściowy i przechodzimy do trybu konstrukcyjnego. Teraz, gdy zdefiniowaliśmy sprężynę, musimy zdefiniować maksymalną siłę końca i wysokość mechanizmu.

18 Określenie maksymalnej siły i położenia końca mechanizmu 31. Wyłączamy Siłę przyłożoną do zęba mechanizmu. 32. Wybieramy Nieznaną siłę z panelu symulacji dynamicznej i w oknie zaznaczamy: Siła, a jako położenie zaznaczamy punkt wskazany na rysunku 33. Jako kierunek zaznaczamy poniższą krawędź

34. Zmieniamy wartość położenia końcowego w połączeniu pryzmatycznym:1 na 80mm Wartość 80mm oznacza maksymalną długość ściśnięcia sprężyny. 35.

W zakładce Nieznana siła zaznaczamy siła, oraz w Trasie 1 ustawiamy P[Y] jako wartość odniesienia 37.

19 34. Zmieniamy wartość położenia końcowego w połączeniu pryzmatycznym:1 na 80mm Wartość 80mm oznacza maksymalną długość ściśnięcia sprężyny. 35. Wchodzimy do Grafera wyjściowego i usuwamy wszystkie krzywe oraz odznaczamy wartość odniesienia przy długości sprężyny. 36. W zakładce Nieznana siła zaznaczamy siła, oraz w Trasie 1 ustawiamy P[Y] jako wartość odniesienia 37. Z wykresu można odczytać wartość siły w zależności od wysokości końca mechanizmu. Następnie jako wartość odniesienia zaznaczamy P[Z]. Poniższy wykres przedstawia zmianę wartości siły w zależności od wychylenia równoległego.

Podobne dokumenty

Analiza kinematyczna i dynamiczna układu roboczego. koparki DOSAN

Metody modelowania i symulacji kinematyki i dynamiki z wykorzystaniem CAD/CAE Laboratorium 7 Analiza kinematyczna i dynamiczna układu roboczego koparki DOSAN Maszyny górnicze i budowlne Laboratorium 6