Khảo sát động lực học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực

bộ giáo dục v đo tạo quốc phòng học viện kỹ thuật quân lê anh sơn Khảo sát động lực học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà Nội - năm 2007 giáo dục v đo tạo quốc phòng học viện kỹ thuật quân lê anh sơn Khảo sát động lực học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực Chuyên ngành: Kỹ thuật xe máy quân sự, Công binh Mà số: 60 52 36 luận văn th¹c sÜ kü tht ng−êi h−íng dÉn khoa häc: ts lê hồng phơng Hà Nội - Năm 2007 giáo dục v đo tạo quốc phòng học viện kỹ thuật quân luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tên đề tài: Khảo sát động lực học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực Chuyên ngành : Kỹ thuật xe máy quân sự, Công binh Mà số : 60 52 36 Ngày giao đề tài luận văn : 02/02/2007 Ngày hoàn thành luận văn : 17/05/2007 Ngời thực hiện: Họ tên : Lê Anh Sơn Cấp bậc: Thiếu tá Lớp : Kỹ thuật xe máy Công binh Khoá: 17 Hệ đào tạo : Tập trung Cán hớng dẫn: Họ tên: Lê Hồng Phơng Cấp bậc: Thợng tá Học hàm, học vị: TS Đơn vị công tác: Viện kỹ thuật CGQS - TCKT Hà Nội - Năm 2007 Danh mục kí hiệu v chữ viết tắt Kí hiệu Diễn giải Đơn vị tính kJ/kgoC Cd Nhiệt dung riêng dầu nhờn Dn Đờng kính xu páp nạp mm Dt Đờng kính xu páp thải mm e Độ lệch tâm tuyệt đối mm Fp Diện tích tiết diện ngang đỉnh pít tông m2 i Số xi lanh ktb áp suất trung bình ổ trục tính đơn vị diện MPa tích chịu tải w/m2.độ Kd Hệ số truyền nhiệt tổng quát dầu nhờn Me Mô men có ích động N.m Memax Mô men cực đại động N.m Mj Khối lợng chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến kg Mnp Khối lợng nhóm pít tông kg MR Khối lợng chuyển động quay trục khuỷu kg Ne Công suất định mức động kW n Tốc độ trục khuỷu v/ph p0 áp suất môi trờng MPa pk áp suất tăng áp MPa pkt áp st khÝ thĨ MPa Pj Lùc qu¸n tÝnh cđa khèi lợng tham gia chuyển MN động tịnh tiến PR Lực quán tính ly tâm khối lợng tham gia MN chuyển động tịnh tiến quay Qc Véc tơ phụ tải Qd Nhiệt lợng động truyền cho dầu nhờn MPa J/s S Hành trình pítông mm T Lực tiếp tuyến MN Vb Năng suất bơm dầu m3/h Góc mở sớm xu páp nạp Độ Góc đóng muộn xu páp nạp Độ Góc mở sớm xu páp thải Độ Góc đóng muộn xu páp thải Độ k Góc lệch công tác Độ Tỉ số nén động - Hệ số va đập - ϕs Gãc phun sím §é λ HƯ sè kÕt cÊu - Số kì - Tố độ góc Hệ số phụ tải ổ trợt Khe hở hớng kính ổ trợt td Độ tăng nhiệt độ dầu nhờn 1/s mm o C DANH MụC bảng Bảng Tên bảng Trang 1.1 Các thông số động DSC-80 1.2 Các thông số động DSC-80TA 1.3 Kích thớc cổ trục chốt khuỷu động DSC-80 14 2.1 Các thông số nhiệt động chu trình động DSC-80TA 23 2.2 Kết tính toán lực tác dụng lên cấu khuỷu trục 2.3 truyền theo góc quay trục khuỷu động DSC-80TA 34 Kết tính toán phản lực tác dơng lªn cỉ trơc (2.3) 40 theo gãc quay trơc khuỷu động DSC-80TA DANH MụC CáC Đồ THị V HìNH Vẽ Hình Tên hình vẽ đồ thị Trang 1.1 Đờng đặc tính động DSC-80 1.2 Đờng đặc tính động DSC-80TA 1.3 Mặt cắt dọc mặt cắt ngang động DSC-80TA 1.4 Vị trí lắp cụm bánh 16 1.5 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động DSC-80 18 2.1 Đồ thị lực khí thể pkt theo gãc quay trơc khủu α 27 2.2 §å thị lực quán tính pj theo góc quay trục khuỷu 31 2.3 Lực mô men tác dụng lên cấu khuỷu trục truyền 32 2.4 Đồ thị lùc khÝ thĨ pkt, pJ, pΣ theo gãc quay trơc khuỷu 33 2.5 Sơ đồ trục khuỷu động DSC-80TA 37 2.6 Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục 2-3 động 43 DSC-80TA 2.7 Đồ thị triển khai đồ thị véc tơ phụ tải theo gãc quay α trơc khủu 44 3.1 BiĨu ®å áp suất thuỷ động tác dụng lên ổ 46 3.2 áp suất thuỷ động ổ phân bố theo chiều trục 48 3.3 Độ nhấp nhô bề mặt ổ trục 49 3.4 Đồ thị xác định hệ số phụ tải ổ trục 51 3.5 Các đờng cong hệ số tiêu hao dầu sức cản 53 3.6 Kích thớc ống làm mát dầu động DSC-80 59 Mục lục Trang Mở đầu Chơng 1- Tổng quan máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực khái quát công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài 1.1 lịch sử phát triển lĩnh vực máy xúc 1.2 Đặc điểm khai thác máy xúc khái quát loại máy xúc dự kiến chế tạo Việt Nam 1.3 Đặc điểm kết cấu thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn 10 ®éng thủ lùc kiĨu PC200-3 1.4 Tỉng quan vỊ t×nh hình nghiên cứu động lực học thiết bị công 14 tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực 1.5 Nhiệm vụ đặt đề tài 14 Kết luận chơng 15 Chơng 2- Xác định khảo sát qui luật thay đổi lực 16 khâu thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực 2.1 Cơ sở tính toán thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ 16 lực 2.2 Lực tơng hỗ phận công tác đất 17 2.3 Khảo sát thay đổi lực nội lực hệ thống thiết bị công 20 tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực 2.3.1 Đối với trờng hợp cắt tích đất xi lanh quay gầu 21 2.3.2 Đối với trờng hợp cắt tích đất xi lanh quay tay 31 gầu 2.3.3 Xây dựng chơng trình máy tính xác định nội lực ứng 41 với trờng hợp cắt tích đất trình đào thiết bị công tác Kết luận chơng Chơng 3- Thiết lập mô hình động học động lực 51 52 học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực 3.1 Cơ sở lý thuyết phục vụ nghiên cứu động học động lực học 52 3.1.1 Mô hình hệ nhiỊu vËt 52 3.1.2 PhÐp biÕn ®ỉi Denavit-Hartenberg ma trËn chuyển cấp 57 3.2 Mô hình động học 61 3.2.1 Xây dựng mô hình tính toán động học 61 3.2.2 động học thuận thiết bị công tác 64 3.2.3 động học ngợc thiết bị công tác 69 3.3 Mô hình động lực học 74 3.3.1 Xây dựng mô hình tính toán động lực học 74 3.3.2 Thiết lập phơng trình vi phân chuyển động 77 Kết luận chơng 100 Chơng 4- Xác định khảo sát tham số động 101 lực học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực 4.1 Tổ chức chơng trình tính toán 101 4.2 Các thông số đầu vào để giải toán 105 4.2.1 Các thông số động học động lực học 105 4.2.2 Các điều kiện đầu 107 4.3 Một số kết tính toán 107 4.3.1 Đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc cần máy xúc 108 4.3.2 Đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc tay gầu 109 4.3.3 Đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc gầu xúc 111 4.3.4 Biểu đồ lực khâu 112 4.3.5 Biểu đồ mô men khâu 114 4.3.6 Biểu đồ lực biểu diễn lực dọc trục liên kết bốn 115 khâu lề Kết luận chơng 116 Kết luận kiến nghị 117 Tài liệu tham khảo 119 h42=lJK^2+lJL^2-lLK^2;%(lJL, lLK=constan; lJK thay doi) eps7=atan(((4*lJK^2*lJL^2-h42^2)^(1/2))/h42); gam1=-pi+sig7+v3+eps7; %(gam2) lFI=sqrt(lIC^2+lFC^2+2*lIC*lFC*cos(y(3)-sig8-v5)); h52=lFI^2+lIC^2-lFC^2;%(lCI, lFC=cons; lFI thay doi) eps8=atan(((4*lFI^2*lIC^2-h52^2)^(1/2))/h52); gam2=y(3)+eps8-v5; % ma tran GI(teta) G22=-lAB*sin(-atan(lAB*sin(y(1)+sig11)+lAH/lAB*cos(y(1)+sig11)lHE)+2*y(1)+sig11); G23=(lAB*sin(y(3)+sig10+gam2)-l2*sin(y(3)+gam2)); G24=(l2*sin(y(3)+gam1) -l2*sin(eps4+y(3))*(sin(gam1)-cos(gam1)*tan(eps4))/(sin(y(1)+y(3)-eps5) -cos(y(1)+y(3)-eps5)*tan(eps4)) -l2*(sin(gam2-eps5)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(1)+y(3)-eps5)))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(1)+y(3)-eps5))); G33=(-lCL*sin(-sig8+gam2) -lCJ*sin(gam2-sig7) -l3*sin(y(1)+y(3)-eps5)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(1)+y(3)-eps5))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(1)+y(3)-eps5))); G34=(-lCJ*sin(-sig7+gam1) +l3*sin(y(1)+y(3)-eps5)*(-sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/ (sin(y(1)+y(3)-eps5)-cos(y(1)+y(3)-eps5)*tan(eps4)) -lCL*sin(eps4-sig6)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(1)+y(3)-eps5))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(1)+y(3)-eps5))); G44=(-lDP*sin(-eps5+sig12+y(1)+y(3)+y(5))*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/ (sin(y(1)+y(3)-eps5)-cos(y(1)+y(3)-eps5)*tan(eps4))); % Ma tran C(teta) n=m4*l3*lG4; k=m4*l2*lG4; d=-m3*l2*lG3*sin(y(3)+sig5)+m4*l2*l3*sin(y(3)); C22=(-2*(d+k*sin(y(3)+y(5)+sig4))*y(4) -2*(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(6)); C23= (-(d+k*sin(y(3)+y(5)+sig4))*y(4) -2*(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(6)); C24=-(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(6); C32= (d+k*sin(y(3)+y(5)+sig4))*y(2)-(n*sin(y(5)+sig4)*y(6)); C33=-(n*sin(y(5)+sig4)*y(6)); C34=-(n*sin(y(5)+sig4))*(y(6)+y(4)+y(2)); C42=2*(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(2) -(n*sin(y(5)+sig4)*y(4)); C43=(n*sin(y(5)+sig4))*(y(2)+y(4)); C44=0; % Ma tran G(teta) G2=-m4*g*(l2*cos(y(1))+l3*cos(y(1)+y(3))+lG4*cos(y(1)+y(3)+y(5)+sig4)) -m3*g*(l2*cos(y(1))+lG3*cos(y(1)+y(3)+sig5)) +m2*g*lG2*cos(y(1)+sig9); G3=-m4*g*(l3*cos(y(1)+y(3))+lG4*cos(y(1)+y(3)+y(5)+sig5)) -(m3*g*lG3*cos(y(1)+y(3)+sig5)); G4=-m4*g*lG4*cos(y(1)+y(3)+y(5)+sig4); % ma tran Fload(teta) alpha=0.9111; lam=pi-alpha+y(1)-y(3)-y(5); F1=l2*(Ft*sin(y(1)-lam)-Fn*cos(y(1)-lam)); F2=l3*(Ft*sin(y(1)-lam)-Fn*cos(y(1)-lam)); F3=l4*(-Ft*sin(alpha)+Fn*cos(alpha)); % % He phuong trinh dydt(1,1)=y(2); dydt(2,1)=(G22*FBE+G23*FFI+G24*FJK)-F1-G2(C22*y(2)+C23*y(4)+C24*y(6)); dydt(3,1)=y(4); dydt(4,1)=(G33*FFI+G34*FJK)-F2-G3-(C32*y(2)+C33*y(4)+C34*y(6)); dydt(5,1)=y(6); dydt(6,1)=(G44*FJK)-F3-G4-(C42*y(2)+C43*y(4)+C44*y(6)); end % function M = mass(t,y,m2, m3, m4,IO2, IO3, IO4,l2, l3, l4,lG2, lG3, lG4,g, lAB, lAH, lAI, lHE,lCL, lCJ, lJL, lLJ,lLK, lLD, lDG, lKG,lDP, lIC, lFC, v1, v2, v3,v4, v5, alpha, beta,sig1, sig2, sig3,sig4, sig5, sig6, sig7, sig8, sig9,sig10, sig11, sig12,Ft,Fn,FBE,FFI,FJK) n=m4*l3*lG4; k=m4*l2*lG4; d=-m3*l2*lG3*sin(y(3)+sig5)+m4*l2*l3*sin(y(3)); a=(m2*lG2^2+IO2+(m3+m4)*l2^2); b=(m2*lG3^2+IO3+m4*l3^2); c=(m4*lG4^2+IO4); h=(m3*l2*lG3*cos(y(3)+sig5)+m4*l2*l3*cos(y(3))); a1=(a+b+c); a2=(b+c); M=zeros(6,6); M(1,1)=1; M(3,3)=1;M(5,5)=1; M(2,2)=(a1+2*h+2*n*cos(y(5)+sig4)+2*k*cos(y(3)+y(5)+sig4)); M(2,4)=(a2+2*h+2*n*cos(y(5)+sig4)+k*cos(y(3)+y(5)+sig4)); M(2,6)=(c+n*cos(y(5)+sig4)+k*cos(y(3)+y(5)+sig4)); M(4,2)=M(2,4); M(4,4)=(a2+2*n*cos(y(5)+sig4)); M(6,2)=M(2,6);M(6,4)=M(4,6); M(6,6)=c; end % -end %======================================================== Ch−¬ng trình tính toán function Son clear all % So lieu dau vao m2=1334; %kg m3=620; %kg m4=630; %kg IO2=1678; IO3=120; IO4=20; l2=5.9932; l3=2.9250; l4=1.486; lG2=3.2416; lG3=1.0713; lG4=0.3879; g=9.81; lAB=2.7232; lAH=0.6808; lAI=3.3383; lHE=0.5253; lCL=2.8283; lCJ=0.6197; lJL=2.3634; lLJ=2.3634; lLK=0.64; lLD=0.41; lDG=0.4581; lKG=0.6; lDP=0.4581; lIC=3.0204; lFC=0.8500; v1=2.9322; v2=0.1222; v3=1.8850; v4=1.6580; v5=0.4538; alpha=0.19111; beta=0.3665; sig1=0.2269; sig2=0.1222; sig3=0.4749; sig4=0.4749; sig5=0.4059; sig6=0.0175; sig7=1.1519; sig8=2.7925; sig9=0.0147; sig10=0.4014; sig11=0.3665; sig12=1.8850; Ft=870.840*2 ; Fn=348.336*2 ; %FBE=(12.0-8.5)*(12.0+8.5)*0.25*pi*3550 ; %FFI=(13.5-95.)*(13.5+9.5)*0.25*pi*3550 ; %FJK=(11.5-8.0)*(11.5+8.0)*0.25*pi*3550 ; FBE=(12.0-8.5)*(12.0+8.5)*0.25*pi*3550 ; FFI=5000; FJK=10000; y0 = [pi/10;0;pi/2;0;pi/6;0]; options = odeset('Mass',@mass); [t y] = ode45(@f,[0 5],y0,options,m2, m3, m4,IO2, IO3, IO4,l2, l3, l4,lG2, lG3, lG4,g, lAB, lAH, lAI, lHE,lCL, lCJ, lJL, lLJ,lLK, lLD, lDG, lKG,lDP, lIC, lFC, v1, v2, v3,v4, v5, alpha, beta,sig1, sig2, sig3,sig4, sig5, sig6, sig7, sig8, sig9,sig10, sig11, sig12,Ft,Fn,FBE,FFI,FJK); % figure,plot(t,y(:,1)); title('Do thi chuyen vi (khau 2) q2 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad)'); grid on; % figure,plot(t,y(:,2)); title('Do thi van toc(khau 2) dq2 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad/s)'); grid on; % figure,plot(t,y(:,3)); title('Do thi chuyen vi (khau 3) q3 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad)'); grid on; % figure,plot(t,y(:,4)); title('Do thi van toc (khau 3) dq3 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad/s)'); grid on; % figure,plot(t,y(:,5)); title('Do thi chuyen vi (khau 4) q4 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad)'); grid on; % figure,plot(t,y(:,6)); title('Do thi van toc (khau 4) dq4 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad/s)'); grid on; % -% Bieu dien quy dao diem N a1=0.2419; l2=5.9932; l3=2.9250; l4=1.4860; x=l4*cos(y(:,1)+y(:,3)+y(:,5))+l3*cos(y(:,1)+y(:,3))+l2*cos(y(:,1))+a1; z=l4*sin(y(:,1)+y(:,3)+y(:,5))+l3*sin(y(:,1)+y(:,3))+l2*sin(y(:,1)); figure,plot(z,x,'.:'); title('Do thi quy dao cau dinh gau xuc'); %============================================================== ============ M=zeros(3,3); dydt=zeros(3,1); maxn=size(y,1); %W=size(maxn,3); for i=1:maxn n=m4*l3*lG4; k=m4*l2*lG4; d=-m3*l2*lG3*sin(y(i,3)+sig5)+m4*l2*l3*sin(y(i,3)); a=(m2*lG2^2+IO2+(m3+m4)*12^2); b=(m2*lG3^2+IO3+m4*13^2); c=(m4*lG4^2+IO4); h=(m3*l2*lG3*cos(y(i,3)+sig5)+m4*l2*l3*cos(y(i,3))); a1=(a+b+c); a2=(b+c); M(1,1)=(a1+2*h+2*n*cos(y(i,5)+sig4)+2*k*cos(y(i,3)+y(i,5)+sig4)); M(1,2)=(a2+2*h+2*n*cos(y(i,5)+sig4)+k*cos(y(i,3)+y(i,5)+sig4)); M(1,3)=(c+n*cos(y(i,5)+sig4)+k*cos(y(i,3)+y(i,5)+sig4)); M(2,1)=M(1,2); M(2,2)=(a2+2*n*cos(y(i,5)+sig4)); M(3,1)=M(1,3);M(3,2)=M(2,3); M(3,3)=c; g=9.81; % % So lieu dau vao m2=1334; %kg m3=620; %kg m4=623; %kg IO2=1678; IO3=120; IO4=20; l2=5.9932; l3=2.9250; l4=1.486; lG2=3.2416; lG3=1.0713; lG4=0.3879; g=9.81; lAB=2.7232; lAH=0.6808; lAI=3.3383; lHE=0.5253; lCL=2.8283; lCJ=0.6197; lJL=2.3634; lLJ=2.3634; lLK=0.64; lLD=0.41; lDG=0.4581; lKG=0.6; lDP=0.4581; lIC=3.0204; lFC=0.8500; v1=2.9322; v2=0.1222; v3=1.8850; v4=1.6580; v5=0.4538; alpha=0.19111; beta=0.3665; sig1=0.2269; sig2=0.1222; sig3=0.4749; %sig1=0.3269; sig2=0.2222; sig3=0.4749; sig4=0.4749; sig5=0.4059; sig6=0.0175; sig7=1.1519; sig8=2.7925; sig9=0.0147; sig10=0.4014; sig11=0.3665; sig12=1.8850; Ft=870.840*2; Fn=348.336*2 ; %FBE=(12.0-8.5)*(12.0+8.5)*0.25*pi*3550 ; %FFI=(13.5-9.5)*(13.5+9.5)*0.25*pi*3550 ; %FJK=(11.5-8.0)*(11.5+8.0)*0.25*pi*3550 ; FBE=(12.0-8.5)*(12.0+8.5)*0.25*pi*3550 ; FFI=5000; FJK=10000; % -lLG=sqrt(lLD^2+lDG^2-2*lLD*lDG*cos(pi+y(i,5)-v2-v3)); h112=lLK^2+lLG^2-lKG^2; eps11=atan(((4*lLK^2*lLG^2-h112^2)^(1/2))/h112); h122=lLD^2+lLG^2-lDG^2; eps12=atan(((4*lLD^2*lLG^2-h122^2)^(1/2))/h122); eps1=eps11+eps12; eps4=eps1-v2; % p=(atan((lAB*sin(y(i,1)+sig11)+lAH)/(lAB*cos(y(i,1)+sig11)-lHE))-y(i,1)); %(eps5) lLG=sqrt(lLD^2+lDG^2-2*lLD*lDG*cos(pi+y(i,5)-v2-v3)); h212=lDG^2+lLG^2-lLD^2; eps21=atan(((4*lLG^2*lDG^2-h212^2)^(1/2))/h212); h222=lKG^2+lLG^2-lLK^2; eps22=atan(((4*lKG^2*lLG^2-h222^2)^(1/2))/h222); eps2=eps21+eps22; eps5=pi+v3+y(i,1)-y(i,3)-y(i,5)-eps2; %(gam1) lJK=sqrt(lJL^2+lLK^2-2*lJL*lLK*cos(v1-eps1)); h42=lJK^2+lJL^2-lLK^2;%(lJL, lLK=constan; lJK thay doi) eps7=atan(((4*lJK^2*lJL^2-h42^2)^(1/2))/h42); gam1=-pi+sig7+v3+eps7; %(gam2) lFI=sqrt(lIC^2+lFC^2+2*lIC*lFC*cos(y(i,3)-sig8-v5)); h52=lFI^2+lIC^2-lFC^2;%(lCI, lFC=cons; lFI thay doi) eps8=atan(((4*lFI^2*lIC^2-h52^2)^(1/2))/h52); gam2=y(i,3)+eps8-v5; % ma tran GI(teta) G22=-lAB*sin(-atan(lAB*sin(y(i,1)+sig11)+lAH/lAB*cos(y(i,1)+sig11)lHE)+2*y(i,1)+sig11); G23=(lAB*sin(y(i,3)+sig10+gam2)-l2*sin(y(i,3)+gam2)); G24=(l2*sin(y(i,3)+gam1) -l2*sin(eps4+y(i,3))*(sin(gam1)-cos(gam1)*tan(eps4))/(sin(y(i,1)+y(i,3)-eps5) -cos(y(i,1)+y(i,3)-eps5)*tan(eps4)) -l2*(sin(gam2-eps5)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(i,1)+y(i,3)-eps5)))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(i,1)+y(i,3)-eps5))); G33=(-lCL*sin(-sig8+gam2) -lCJ*sin(gam2-sig7) -l3*sin(y(i,1)+y(i,3)-eps5)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(i,1)+y(i,3)-eps5))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(i,1)+y(i,3)-eps5))); G34=(-lCJ*sin(-sig7+gam1) +l3*sin(y(i,1)+y(i,3)-eps5)*(-sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/ (sin(y(i,1)+y(i,3)-eps5)-cos(y(i,1)+y(i,3)-eps5)*tan(eps4)) -lCL*sin(eps4-sig6)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(i,1)+y(i,3)-eps5))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(i,1)+y(i,3)-eps5))); G44=(-lDP*sin(-eps5+sig12+y(i,1)+y(i,3)+y(i,5))*(-sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/ (sin(y(i,1)+y(i,3)-eps5)-cos(y(i,1)+y(i,3)-eps5)*tan(eps4))); % Ma tran C(teta) n=m4*l3*lG4; k=m4*l2*lG4; d=-m3*l2*lG3*sin(y(i,3)+sig5)+m4*l2*l3*sin(y(i,3)); C22=(-2*(d+k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4))*y(i,4) -2*(k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4)+n*sin(y(i,5)+sig4))*y(i,6)); C23= (-(d+k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4))*y(i,4) -2*(k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4)+n*sin(y(i,5)+sig4))*y(i,6)); C24=-(k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4)+n*sin(y(i,5)+sig4))*y(i,6); C32= (d+k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4))*y(i,2)-(n*sin(y(i,5)+sig4)*y(i,6)); C33=-(n*sin(y(i,5)+sig4)*y(i,6)); C34=-(n*sin(y(i,5)+sig4))*(y(i,6)+y(i,4)+y(i,2)); C42=2*(k*sin(y(i,3)+y(i,5)+sig4)+n*sin(y(i,5)+sig4))*y(i,2) -(n*sin(y(i,5)+sig4)*y(i,4)); C43=(n*sin(y(i,5)+sig4))*(y(i,2)+y(i,4)); C44=0; % Ma tran G(teta) G2=-m4*g*(l2*cos(y(i,1))+l3*cos(y(i,1)+y(i,3))+lG4*cos(y(i,1)+y(i,3)+y(i,5)+sig4)) -m3*g*(l2*cos(y(i,1))+lG3*cos(y(i,1)+y(i,3)+sig5)) +m2*g*lG2*cos(y(i,1)+sig9); G3=-m4*g*(l3*cos(y(i,1)+y(i,3))+lG4*cos(y(i,1)+y(i,3)+y(i,5)+sig5)) -(m3*g*lG3*cos(y(i,1)+y(i,3)+sig5)); G4=-m4*g*lG4*cos(y(i,1)+y(i,3)+y(i,5)+sig4); % ma tran Fload(teta) alpha=0.9111; lam=pi-alpha+y(i,1)-y(i,3)-y(i,5); F1=l2*(Ft*sin(y(i,1)-lam)-Fn*cos(y(i,1)-lam)); F2=l3*(Ft*sin(y(i,1)-lam)-Fn*cos(y(i,1)-lam)); F3=l4*(-Ft*sin(alpha)+Fn*cos(alpha)); % -% He phuong trinh dydt(1,1)=(G22*FBE+G23*FFI+G24*FJK)-F1-G2-(C22*y(i,2)+C23*y(i,4)+C24*y(i,6)); dydt(2,1)=(G33*FFI+G34*FJK)-F2-G3-(C32*y(i,2)+C33*y(i,4)+C34*y(i,6)); dydt(3,1)=(G44*FJK)-F3-G4-(C42*y(i,2)+C43*y(i,4)+C44*y(i,6)); acc=inv(M)*dydt; W(i,1)=acc(1,1); W(i,2)=acc(2,1); W(i,3)=acc(3,1); % Cac lwc tai diem K FPK=FJK*((sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/(sin(y(i,3)-y(i,1)+eps5) -tan(eps4)*cos(y(i,3)-y(i,1)+eps5))); F123(i)=FPK; FLK=FJK*((sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(i,3)-y(i,1)+eps5))/(sin(eps4) -cos(eps4)*tan(y(i,3)-y(i,1)+eps5))); F1234(i)=-FLK; % KHAU (Gau xuc) %F(i,041)=F04x; F(i,042)=F04y; F(i,041)=m4*((-W(i,1)-W(i,2)-W(i,3))*lG4*sin(sig3)+(y(i,2)+y(i,4)+y(i,6))^2 *lG4*cos(sig3)-(y(i,2)+y(i,4)+y(i,6))^2*14-cos(y(i,3)+y(i,5))*12*y(i,2)^2 +sin(y(i,3)+y(i,5))*12*W(i,1)-13*cos(y(i,5))*(y(i,2)+y(i,4))^2+13*sin(y(i,5)) *(W(i,1)+W(i,2)))+m4*g*sin(y(i,5)+y(i,3)-y(i,1)); F(i,042)=m4*((-W(i,1)-W(i,2)-W(i,3))*lG4*cos(sig3)-(y(i,2)+y(i,4)+y(i,6))^2 *lG4*sin(sig3)+(W(i,1)+W(i,2)+W(i,3))*14+sin(y(i,3)+y(i,5))*12*y(i,2)^2 +cos(y(i,3)+y(i,5))*12*W(i,1)+13*sin(y(i,5))*(y(i,2)+y(i,4))^2+13*cos(y(i,5)) *(W(i,1)+W(i,2)))+m4*g*cos(y(i,5)+y(i,3)-y(i,1)); % F(i,1)=F34x; F(i,2)=F34y; F(i,1)=(-Ft*cos(alpha)-Fn*sin(alpha)+FPK*cos(eps5+y(i,5)+y(i,3)-y(i,1))-F(i,041)); F(i,2)=(-Ft*sin(alpha)-Fn*cos(alpha)+FPK*sin(eps5+y(i,5)+y(i,3)-y(i,1))-F(i,042)); F(i,34)=(F(i,1)^2+F(i,2)^2)^(1/2); %Mo men Q(i,34)=M34z Q(i,34)=-14*(Ft*sin(alpha)-Fn*cos(alpha)+FPK*lDG*sin(eps5+y(i,5)+y(i,3)-y(i,1) -sig12)+F(i,042)*lG4*cos(sig4)F(i,041)+lG4*sin(sig4)+IO2*(W(i,1)+W(i,2)+W(i,3))); % KHAU (tay gau) %F(i,031)=F03x;F(i,032)=F03y; F(i,031)=m3*((-W(i,1)-W(i,2))*lG3*sin(sig2)-(y(i,2)+y(i,4))^2*lG3*cos(sig2) -(y(i,2)+y(i,4))^2*13-cos(y(i,3))*12*y(i,2)^2+sin(y(i,3))*12*W(i,1)) +m3*g*sin(y(i,3)-y(i,1)); F(i,032)=m3*((-W(i,1)-W(i,2))*lG3*cos(sig2)-(y(i,2)+y(i,4))^2*lG3*sin(sig2) +(W(i,1)+W(i,2))*13+sin(y(i,3))*12*y(i,2)^2+cos(y(i,3))*12*W(i,1)) +m3*g*cos(y(i,3)-y(i,1)); %F(i,3)=F23x; F(i,4)=F23y; F(i,3)=F(i,1)-FLK*cos(eps4)-FJK*cos(gam1)-FFI*cos(y(i,3)-gam2)-F(i,031); F(i,4)=F(i,1)-FLK*sin(eps4)-FLK*sin(gam1)-FLK*sin(y(i,3)-gam2)-F(i,032); F(i,23)=(F(i,3)^2+F(i,4)^2)^(1/2); %Mo men Q(i,23)=M23z; Q(i,23)=Q(i,34)-13*(-Ft*sin(y(i,3)-y(i,1)+lam)+Fn*cos(y(i,3)-y(i,1)+lam) +F(i,042)*cos(y(i,5)))+F(i,032)*lG3*cos(sig5)-F(i,031)*lG3*sin(sig5) +IO2*(W(i,1)+W(i,2))+FLK*lCL*sin(eps4-sig6)+FJK*lCL*sin(gam1-sig7) -FFI*lFC*sin(-gam2+sig8)+FPK*13*sin(eps5+y(i,3)-y(i,1)); % -KHAU (can) %F(i,021)=F02x;F(i,022)=F02y; F(i,021)=-m2*W(i,1)*lG2*sin(sig1)+m2*y(i,2)^2*(lG2*cos(sig1)-12); F(i,032)=-m2*W(i,1)*(-lG2*cos(sig1)+12)-m2*y(i,2)^2*lG2*sin(sig1)+m2*g; %F(i,5)=F12x;F(i,6)=F12y; F(i,5)=F(i,3)+FFI*cos(gam2-y(i,3))-F(i,021); F(i,6)=F(i,4)+FFI*sin(gam2-y(i,3))-F(i,022); F(i,12)=(F(i,5)^2+F(i,6)^2)^(1/2); %Mo men Q(i,12)=M12z; Q(i,12)=Q(i,23)-12*(-Ft*sin(-y(i,1)+lam)-Fn*cos(-y(i,1)+lam) +F(i,042)*cos(y(i,3)))+F(i,022)*lG2*cos(sig9)-F(i,021)*lG2*sin(sig9) +IO2*W(i,1)+FFI*lAI*sin(gam2-y(i,3)-sig10)+FBE*lAB*sin(p-sig11) +FFI*12*sin(gam2-y(i,3)); end % -%BIEU DIEN KET QUA figure,plot(t,W(:,1)); title('Do thi gia toc (khau 2) ddq2 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad/s^2)'); grid on; figure,plot(t,W(:,2)); title('Do thi gia toc (khau 3) ddq3 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad/s^2)'); grid on; figure,plot(t,W(:,3)); title('Do thi gia toc (khau 4) ddq4 theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('(rad/s^2)'); grid on; figure,plot(t,F(:,34)); title('Bieu luc F34 (khau 4)theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Force(N)'); grid on; figure,plot(t,Q(:,34)); title('Bieu mo men M34 (khau 4)theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Moment(Nm)'); grid on; figure,plot(t,F(:,23)); title('Bieu luc F23 (khau 3)theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Force(N)'); grid on; figure,plot(t,Q(:,23)); title('Bieu mo men M23 (khau 3)theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Moment(Nm)'); grid on; figure,plot(t,F(:,12)); title('Bieu luc F12 (khau 2)theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Force(N)'); grid on; figure,plot(t,Q(:,12)); title('Bieu mo men M12 (khau 2)theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Moment(Nm)'); grid on; figure,plot(t,F123); title('Bieu luc FPK theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Force(N)'); grid on; figure,plot(t,F1234); title('Bieu luc FLK theo t'); xlabel('Time t(s)'); ylabel('Force(N)'); grid on; % function dydt = f(t,y,m2, m3, m4,IO2, IO3, IO4,l2, l3, l4,lG2, lG3, lG4,g, lAB, lAH, lAI, lHE,lCL, lCJ, lJL, lLJ,lLK, lLD, lDG, lKG,lDP, lIC, lFC, v1, v2, v3,v4, v5, alpha, beta,sig1, sig2, sig3,sig4, sig5, sig6, sig7, sig8, sig9,sig10, sig11, sig12,Ft,Fn,FBE,FFI,FJK); %Cac gia tri an phu %(lLK, lLD, lKG, lDG = constan; lLG thay doi); %(eps4) lLG=sqrt(lLD^2+lDG^2-2*lLD*lDG*cos(pi+y(5)-v2-v3)); h112=lLK^2+lLG^2-lKG^2; eps11=atan(((4*lLK^2*lLG^2-h112^2)^(1/2))/h112); h122=lLD^2+lLG^2-lDG^2; eps12=atan(((4*lLD^2*lLG^2-h122^2)^(1/2))/h122); eps1=eps11+eps12; eps4=eps1-v2; %(eps5) lLG=sqrt(lLD^2+lDG^2-2*lLD*lDG*cos(pi+y(5)-v2-v3)); h212=lDG^2+lLG^2-lLD^2; eps21=atan(((4*lLG^2*lDG^2-h212^2)^(1/2))/h212); h222=lKG^2+lLG^2-lLK^2; eps22=atan(((4*lKG^2*lLG^2-h222^2)^(1/2))/h222); eps2=eps21+eps22; eps5=pi+v3+y(1)-y(3)-y(5)-eps2; %(gam1) lJK=sqrt(lJL^2+lLK^2-2*lJL*lLK*cos(v1-eps1)); h42=lJK^2+lJL^2-lLK^2;%(lJL, lLK=constan; lJK thay doi) eps7=atan(((4*lJK^2*lJL^2-h42^2)^(1/2))/h42); gam1=-pi+sig7+v3+eps7; %(gam2) lFI=sqrt(lIC^2+lFC^2+2*lIC*lFC*cos(y(3)-sig8-v5)); h52=lFI^2+lIC^2-lFC^2;%(lCI, lFC=cons; lFI thay doi) eps8=atan(((4*lFI^2*lIC^2-h52^2)^(1/2))/h52); gam2=y(3)+eps8-v5; % ma tran GI(teta) G22=-lAB*sin(-atan(lAB*sin(y(1)+sig11)+lAH/lAB*cos(y(1)+sig11)lHE)+2*y(1)+sig11); G23=(lAB*sin(y(3)+sig10+gam2)-l2*sin(y(3)+gam2)); G24=(l2*sin(y(3)+gam1) -l2*sin(eps4+y(3))*(sin(gam1)-cos(gam1)*tan(eps4))/(sin(y(1)+y(3)-eps5) -cos(y(1)+y(3)-eps5)*tan(eps4)) -l2*(sin(gam2-eps5)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(1)+y(3)-eps5)))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(1)+y(3)-eps5))); G33=(-lCL*sin(-sig8+gam2) -lCJ*sin(gam2-sig7) -l3*sin(y(1)+y(3)-eps5)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(1)+y(3)-eps5))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(1)+y(3)-eps5))); G34=(-lCJ*sin(-sig7+gam1) +l3*sin(y(1)+y(3)-eps5)*(-sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/ (sin(y(1)+y(3)-eps5)-cos(y(1)+y(3)-eps5)*tan(eps4)) -lCL*sin(eps4-sig6)*(sin(gam1)+cos(gam1)*tan(y(1)+y(3)-eps5))/ (sin(eps4)+cos(eps4)*tan(y(1)+y(3)-eps5))); G44=(-lDP*sin(-eps5+sig12+y(1)+y(3)+y(5))*(-sin(gam1)+cos(gam1)*tan(eps4))/ (sin(y(1)+y(3)-eps5)-cos(y(1)+y(3)-eps5)*tan(eps4))); % Ma tran C(teta) n=m4*l3*lG4; k=m4*l2*lG4; d=-m3*l2*lG3*sin(y(3)+sig5)+m4*l2*l3*sin(y(3)); C22=(-2*(d+k*sin(y(3)+y(5)+sig4))*y(4) -2*(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(6)); C23= (-(d+k*sin(y(3)+y(5)+sig4))*y(4) -2*(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(6)); C24=-(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(6); C32= (d+k*sin(y(3)+y(5)+sig4))*y(2)-(n*sin(y(5)+sig4)*y(6)); C33=-(n*sin(y(5)+sig4)*y(6)); C34=-(n*sin(y(5)+sig4))*(y(6)+y(4)+y(2)); C42=2*(k*sin(y(3)+y(5)+sig4)+n*sin(y(5)+sig4))*y(2) -(n*sin(y(5)+sig4)*y(4)); C43=(n*sin(y(5)+sig4))*(y(2)+y(4)); C44=0; 10 % Ma tran G(teta) G2=-m4*g*(l2*cos(y(1))+l3*cos(y(1)+y(3))+lG4*cos(y(1)+y(3)+y(5)+sig4)) -m3*g*(l2*cos(y(1))+lG3*cos(y(1)+y(3)+sig5)) +m2*g*lG2*cos(y(1)+sig9); G3=-m4*g*(l3*cos(y(1)+y(3))+lG4*cos(y(1)+y(3)+y(5)+sig5)) -(m3*g*lG3*cos(y(1)+y(3)+sig5)); G4=-m4*g*lG4*cos(y(1)+y(3)+y(5)+sig4); % ma tran Fload(teta) alpha=0.9111; lam=pi-alpha+y(1)-y(3)-y(5); F1=l2*(Ft*sin(y(1)-lam)-Fn*cos(y(1)-lam)); F2=l3*(Ft*sin(y(1)-lam)-Fn*cos(y(1)-lam)); F3=l4*(-Ft*sin(alpha)+Fn*cos(alpha)); % % He phuong trinh dydt(1,1)=y(2); dydt(2,1)=(G22*FBE+G23*FFI+G24*FJK)-F1-G2-(C22*y(2)+C23*y(4)+C24*y(6)); dydt(3,1)=y(4); dydt(4,1)=(G33*FFI+G34*FJK)-F2-G3-(C32*y(2)+C33*y(4)+C34*y(6)); dydt(5,1)=y(6); dydt(6,1)=(G44*FJK)-F3-G4-(C42*y(2)+C43*y(4)+C44*y(6)); end % function M = mass(t,y,m2, m3, m4,IO2, IO3, IO4,l2, l3, l4,lG2, lG3, lG4,g, lAB, lAH, lAI, lHE,lCL, lCJ, lJL, lLJ,lLK, lLD, lDG, lKG,lDP, lIC, lFC, v1, v2, v3,v4, v5, alpha, beta,sig1, sig2, sig3,sig4, sig5, sig6, sig7, sig8, sig9,sig10, sig11, sig12,Ft,Fn,FBE,FFI,FJK) n=m4*l3*lG4; k=m4*l2*lG4; d=-m3*l2*lG3*sin(y(3)+sig5)+m4*l2*l3*sin(y(3)); a=(m2*lG2^2+IO2+(m3+m4)*l2^2); b=(m2*lG3^2+IO3+m4*l3^2); c=(m4*lG4^2+IO4); h=(m3*l2*lG3*cos(y(3)+sig5)+m4*l2*l3*cos(y(3))); a1=(a+b+c); a2=(b+c); M=zeros(6,6); M(1,1)=1; M(3,3)=1;M(5,5)=1; M(2,2)=(a1+2*h+2*n*cos(y(5)+sig4)+2*k*cos(y(3)+y(5)+sig4)); M(2,4)=(a2+2*h+2*n*cos(y(5)+sig4)+k*cos(y(3)+y(5)+sig4)); M(2,6)=(c+n*cos(y(5)+sig4)+k*cos(y(3)+y(5)+sig4)); M(4,2)=M(2,4); 11 M(4,4)=(a2+2*n*cos(y(5)+sig4)); M(6,2)=M(2,6);M(6,4)=M(4,6); M(6,6)=c; end % end %============================================================== ... đổi lực nội lực khâu thiết bị công tác Chơng 3: Thiết lập mô hình động học động lực học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực Chơng 4: Xác định khảo sát tham số động lực học thiết bị công. .. thuỷ lực 2.1 Cơ sở tính toán thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ 16 lực 2.2 Lực tơng hỗ phận công tác đất 17 2.3 Khảo sát thay đổi lực nội lực hệ thống thiết bị công 20 tác máy xúc gầu dẫn. .. tài xác định lực nội lực hệ thống thiết bị công tác xây dựng mô hình động lực học thiết bị công tác máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực từ xác định thông số động lực học 15 thiết bị công tác (chuyển