Írta: Juan Antonio, 2015. március 4

mozgása

Teherautóra szerelt darukat gyakran használnak a rakomány kezeléséhez. Ez sok esetben nehéz anyagok szállításával jár, amelyek nagy erőket tudnak kifejteni a daru különböző részein. A COMSOL Multiphysics segítségével láthatjuk, hogy a szimuláció miként segíthet azonosítani ezen erők hatását és javíthatja a daru teljesítményét.

Egy mobil gép

A daruk felépítésük szerint mechanikai előnyökkel járnak, olyan nehéz anyagokat emelnek meg és süllyesztenek le, amelyekhez egy embernél nagyobb erő szükséges. Ennek a gépnek számos alkalmazásában - az építéstől az elektromos vezeték karbantartásáig - egy másik előnyös tulajdonsága a mobilitása. A teherautóra szerelt daruk szabadon mozoghatnak különböző irányokban, valamint autópályákon haladhatnak, ami segíthet elkerülni a további szállítóeszközök szükségességét.

Az ilyen típusú darukban számos egyéb mechanizmus mellett számos hidraulikus henger van, amely a daru mozgását vezérli. Nagyon nehéz terhek kezelésekor az alkatrészeket nagy erők terhelik. Szimulációval feltárhatjuk ezeknek az erőknek a hatását a gép működési ciklusa alatt, meghatározva a teljesítmény javításának módját egy hatékonyabb konstrukció révén.

Merev karosszériaelemzés elvégzése a teherautóra szerelt daru darujával

A Multibody Dynamics modul és a COMSOL Strukturális mechanika moduljának kombinálásával a modell elemzi a daruhengerekben és az ízületekben lévő erőket egy működési ciklus alatt. A CAD modellből importált daru geometriája 14 darabból áll, amelyek egymáshoz képest mozognak.

Az alábbi ábra részletesebb képet ad a daru összekötő mechanizmusairól, amelyet az egyes alkatrészeket meghatározó táblázat követ.

Rész Szín
Bázis Kék
Belső kar Zöld
Külső kar Sárga
Teleszkópos hosszabbítók Cián, bíborvörös, szürke
Karemelő hengerek Piros, szürke
Karemelő dugattyúk Sárga, bíborvörös
Belső kapcsolási mechanizmus Magenta, fekete
Külső összekötő mechanizmus Cián, kék

Ebben a példában két alkalmazott terhelés létezik - az önsúly negatív z irányban és egy 1000 kg-os teher a daru végén. A működési ciklus a teher távoli helyzetből történő emeléséből és a daru alá helyezéséből áll. A teher kezdetben felfelé mozog, majd befelé irányul a daru közelében. Az alábbi grafikon leírja a daru végének pályáját az üzemi ciklus alatt.

Valójában a darut három henger - a belső henger, a külső henger és a hosszabbító henger - hosszának szabályozásával működtetik. A belső henger megemeli a belső kart, a külső henger szabályozza a belső és a külső kar közötti szöget, a hosszabbító hengerek pedig meghatározzák a meghosszabbítások elérhetőségét. Itt a karok szögeit használjuk paraméterként a hengerek hossza helyett, mivel ez kényelmesebb módszer.

Az eredmények

Az alábbi kép az üzemi ciklus 9. helyzetét szemlélteti, amelynek belső karszöge a vízszintessel szemben 45 °, a belső és a külső kar között -30 °, a teljes meghosszabbítás pedig 1,5 m.

Most foglalkozhatunk az erőknek a daru különböző részeire gyakorolt ​​hatásával. Az alábbi grafikonok mindegyikében a megoldás száma a daru helyzetéhez kapcsolódik. Kezdetben a daru meghosszabbított helyzetben veszi fel a terhelést, majd a végső megoldásban a saját helyzetéhez közel esik.

Kezdjük a karot vezérlő hengerek erőivel. Itt a nyomóerők pozitívak. Amint várható volt, amikor a teher messze van a daru aljától, a henger erői nagyobbak. A maximális erő az üzemi ciklus alatt meghatározza a szükséges hengerűrtartalmat.

Az alábbi grafikon szemlélteti a meghosszabbító hengerek erőit. Az előző esethez hasonlóan a nyomóerőt pozitívként definiáljuk. Mivel a hosszabbító szegmensek súlyát nagyobb távolságra kell cipelniük, a belső hengerek nagyobb erőket támogatnak.

Végül megfigyelhetjük azokat az erőket, amelyek a daru fő részei közötti ízületekre hatnak. Ugyanez a taktika használható a daru bármely része közötti kapcsolatok közötti erők elemzésére. Az alábbi eredmények értékes forrást jelentenek az ilyen típusú részletek strukturális méretezéséhez.