Materiały konferencyjne SEP 2018

2. SYNTEZA STRUKTURALNA 2.1. Identyfikacja problemu Proces wiercenia wymaga ustawienia końcówki wiertła w dowolnym punkcie pola pracy oraz ustawienia żądanej orientacji osi narzędzia. Podstawowym wymaganiem dla pracy wiertnicy jest przemieszczanie osi wiertła w polu pracy, które jest definiowane jest jako fragment płasz- czyzny równoległej do czoła maszyny (rys. 2a.) [3]. a) b) Rys. 2. Wymagane stopnie swobody ramy wiertarki a) oraz schemat kinematyczny mechanizmu wysięgnika wiertnicy b) Figure 2. Required degrees of freedom of the drill unit frame a) and kinematic scheme of the drilling rig boom b) Ze strukturalnego punktu widzenia element wykonawczy powinien dysponować czterema stopniami swobody (W = 4) - przemieszczenia wzdłuż osi z i y oraz rotacje wokół osi prze- mieszczeń. Ruchliwość teoretyczną ogólnie można zapisać jako: U c b WWWW    (1) gdzie: W – ruchliwość teoretyczna, b W – ruchliwość członu biernego, c W – ruchliwość członów czynnych, U W – ruchliwość łańcucha pośredniczącego. Synteza strukturalna według równania (1) może być prowadzona przy różnych założeniach. Odpowiedni ich dobór ogranicza liczbę rozwiązań i pozwala na łatwiejsza ich selekcję. Wytypowany schemat strukturalny jest podstawą do określenia możliwych schematów kinema- tycznych. Para kinematyczna II klasy może mieć różną postać. Biorąc pod uwagę kryteria kon- strukcyjne i eksploatacyjne zrezygnowano z par charakteryzujących się ruchem translacyjnym. Kierując się prostotą rozwiązania wstępnie przyjęto, że wysięgnik połączony jest z korpusem maszyny oraz z ramą wiertarki, za pomocą par uniwersalnych (przeguby Cardana). Takie roz- wiązanie umożliwia ustawienie końcówki wiertła w dowolnym punkcie pola pracy przy za- chowaniu żądanej orientacji jego osi (rys. 2b) [3].