>Įvadas į skaičiavimo modelius
Gilindamiesi į žirklinių keltuvų parametrus, neišvengiamai susiduriame su jais susijusiais skaičiavimo modeliais. Šie modeliai ne tik padeda suprasti lifto veikimo principus, bet ir pateikia esmines projektavimo gaires, užtikrinančias, kad lifto veikimo potencialas būtų visiškai išnaudotas.
Skaičiuojant jėgas, veikiančias hidraulinį cilindrą, žirklinis kėlimas gali būti supaprastintas į standžią{0}}kėbulo jungties konstrukciją su vienu laisvės laipsniu, kad būtų lengviau atlikti analizę. Nuoroda AB nurodo hidraulinio cilindro padėtį, kuris pats gali būti modeliuojamas kaip „du{2}}jėgos elementas“-konstrukcinis elementas, veikiamas tik ašinių jėgų. Kai cilindras yra statinėje būsenoje, jungties konstrukcija sudaro statiškai nulemtą struktūrą pagal konstrukcijos mechanikos principus; vadinasi, cilindrą veikiančias jėgas galima nustatyti sprendžiant atitinkamas pusiausvyros lygtis.
>Sujungimų metodas ir jo taikymas
Jungčių metodas yra pagrindinis mechanikos analizės metodas. Plokščiųjų konstrukcijų kontekste kiekvienai jungčiai galima suformuluoti tris pusiausvyros lygtis, atitinkančias jėgos pusiausvyrą X ir Y kryptimis, taip pat momento pusiausvyrą. Tačiau didėjant sąnarių skaičiui, analizės sudėtingumas proporcingai didėja. Tačiau šiuo konkrečiu atveju-atsižvelgdami į gana paprastą konstrukcinę architektūrą-galime naudoti jungčių metodą, kad nustatytų jėgas, veikiančias hidraulinį cilindrą, naudodami tik vieną lygtį.
Todėl horizontalią juostą veikia tik vertikalios apkrovos ir ji neatlaiko horizontalių apkrovų. Darant prielaidą, kad apkrova veikia tiksliai horizontalios juostos vidurio taške, galime panaudoti konstrukcijos simetriją, kad padarytume išvadą, kad vertikalios reakcijos jėgos abiejuose strypo galuose yra lygios pusei visos apkrovos -konkrečiai, F=(1/2) * mg, kur *m* reiškia apkrovos masę, o *g* reiškia gravitaciją. Remdamiesi šiuo supaprastintu modeliu, galime lengviau nustatyti jėgas, veikiančias hidraulinį cilindrą.
Tegul *Fx* reiškia jėgą, kurią veikia hidraulinis cilindras. Pagal jėgos pusiausvyros principus galime nustatyti, kad atramos reakcijos jėga yra lygi *Fx*-, tai yra atramos reakcija=*F*. Toliau mes gilinsimės į cilindro jėgos apskaičiavimo procedūrą. Kadangi taškas O -centrinis žirklinio kėlimo mechanizmo ašis- veikia kaip sukimosi ašis, šiame konkrečiame taške tarp dviejų žirklinių pečių negalima perduoti jokio lenkimo momento. Taigi gauname tokį ryšį:
Iš to galime išvesti hidraulinio cilindro veikiančios jėgos apskaičiavimo formulę:
Atsižvelgiant į tai, kad F=(1/2) * mg, ši formulė taip pat gali būti išreikšta tokia forma:
......(2)
Šioje išraiškoje |OC| reiškia statmeną atstumą nuo taško O iki atkarpos AC. Toliau išnagrinėsime, kaip nustatyti |OC| reikšmę.
Sukūrę koordinačių sistemą, kaip parodyta 5 pav Remdamiesi erdvinės analitinės geometrijos principais iš pažangios matematikos, galime išvesti šiuos dalykus: naudodami (3) lygtyje nustatytas taškų koordinates, galime pradėti kurti tolesnius ryšius. Pakeitę koordinates, gautas iš (3) lygties, į (2) lygtį, galiausiai galime gauti hidraulinio cilindro veikiančios jėgos funkcinę išraišką. Norėdami gauti konkretų skaitinį sprendimą, turime pasirinkti tinkamas parametrų reikšmes ir pakeisti jas į skaičiavimo lygtį.
>Energijos metodas
Energijos metodas siūlo alternatyvų metodą hidraulinį cilindrą veikiančioms jėgoms nustatyti. Integruodami erdvinės analitinės geometrijos principus iš pažangios matematikos, galime lengvai gauti funkcinę cilindro jėgos išraišką. Be to, matematinės programinės įrangos pagalba galime atlikti kelių -parametrų optimizavimą, kad greitai nustatytų optimalią montavimo padėtį, kuri sumažina hidraulinio cilindro jėgą tam tikromis darbo sąlygomis. Ši skaičiavimo metodika suteikia didelių pranašumų ir efektyvumo inžinerinio projektavimo srityje. Taikydami konstrukcijų mechanikos jungčių metodą, sėkmingai išvedėme supaprastintą jėgos funkciją žirkliniam keltuvui. Pažymėtina, kad dėl specifinės hidraulinio cilindro padėties šiuo konkrečiu atveju jėgos skaičiavimai buvo gana nesudėtingi. Tačiau realiame inžineriniame projekte hidraulinių cilindrų montavimas priklauso nuo daugybės sudėtingų veiksnių, todėl jungčių metodo taikymas-konkrečiai sprendžiant daugiamatių lygčių{8}}sistemas gali būti palyginti sudėtingas.
