Materiały konferencyjne SEP 2018

2.2. Omówienie wyników syntezy strukturalne Przedstawiony (rys. 2b) schemat kinematyczny spełnia jedynie warunek żądanych stopni swo- body, którymi musi dysponować rama wiertarki. Warunki eksploatacyjne maszyny powodują, że bezpośrednie wymuszenia ruchu w parach obrotowych nie są technicznie możliwe do zrea- lizowania. Zatem kolejnym etapem syntezy jest zdefiniowanie mechanizmów wymuszających ruch w parach obrotowych, które na wstępnym etapie syntezy traktowane były jako pary czyn- ne. Ze względu na występowanie wysokich wartości momentów przyjęto, że wymuszenia ki- nematyczne będą realizowane przy wykorzystaniu siłowników hydraulicznych [3]. Umieszczenie punków mocowania siłownika pomiędzy sąsiadującymi członami połączonymi parą obrotową wymusza konieczność zwiększenia wymiarów gabarytowych krzyży par uni- wersalnych. Jest to szczególnie niekorzystne w przypadku pary łączącej wysięgnik z korpusem maszyny, gdzie występują duże siły oddziaływania. Rozwiązaniem tego problemu konstruk- cyjnego jest zastosowanie rozsunięcia osi pary uniwersalnej poprzez zastąpienie krzyża odpo- wiednim członem pośredniczącym. Dodatkową zaletą tego rozwiązania jest fakt, że odległość między osiami jest parametrem, którego wartość można dobierać i dzięki temu wpływać na cechy kinematyczne oraz wytrzymałościowe organu roboczego. Pełny schemat kinematyczny mechanizmu wysięgnika oraz warunków geometrycznych po uzupełnieniu o człony napędowe przedstawiono na rysunku 3 [3]. W przypadku siłownika od- powiadającego za podnoszenie ramy wiertarki przyjęto inne rozwiązanie niż w pozostałych przypadkach. Jest to spowodowane faktem, że siłownik ten, jako jedyny umieszczony jest mię- dzy sąsiednimi członami tworzącymi parą obrotową. O wyborze takiego rozwiązania zdecy- dowały względu konstrukcyjne. Rys. 3. Schemat kinematyczny mechanizmu oraz warunek otrzymania prostowodu dla podnoszenia wysięgnika wiertnicy FM 1.7 LE Figure 3. Kinematic scheme and the condition to receive the straight line mechanism for lifting of the FM 1.7 LE drilling rig boom Przyjmując współosiowość par A i D mechanizmy podnoszenia wysięgnika i obrotnika pozo- stają zawsze w jednej płaszczyźnie. W ruchu płaskim, dla otrzymania prostowodu, trójkąty  HBI oraz  MGF muszą zawsze być podobne, a skala podobieństwa jest równa wartości współczynnika hydraulicznego siłowników P1 (HI) i P2 (FM) - Wp. Wymiary i orientacja tych trójkątów może być dowolna. Pozwala to, w procesie projektowania punktów mocowania siłowników uwzględniać dodatkowe kryteria konstrukcyjne – zmniejszanie naprężeń, odpo- wiedni dobór kątów przełożenia, unikanie kolizji czy też technologiczność konstrukcji oraz dobór siłowników o znormalizowanych wymiarach. Przy projektowaniu punktów mocowania siłowników należy zwrócić szczególną uwagę na spełnienie warunku podobieństwa dla mini- malnej długości rzeczywistych siłowników.