Параметрическая модель предельного статического состояния многосекционного ножничного подъемника

Аннотация

В инженерных методах расчета грузоподъемных механизмов, работающих с малыми скоростями, конструкции механизмов обычно рассматриваются в виде статических моделей в самом нагруженном положении. При этом не учитываются неизбежно действующие в реальных механизмах силы трения покоя, которые необходимо преодолеть приводу при включении. Создана статическая модель многосекционного ножничного подъемника, в которой учтены силы трения покоя в ползунах и моменты сил трения покоя в шарнирах. Для моделирования различных конструкций ножничного подъемника его математическая модель построена по блочной системе так, что положение привода в механизме задано номерами звеньев, к которым он крепится, и его координатами относительно этих звеньев. С учетом неоднозначности расположения привода в модели разработана процедура определения направления действия моментов сил трения в шарнирах крепления привода. В результате расчетов различных вариантов конструкций ножничного подъемника определено, что нагруженность конструкции с учетом сил трения покоя составляет 20 % и более. Построенная модель ножничного подъемника может быть использована при проектировании и оптимизации параметров подобных конструкций, а предлагаемый метод применим при создании моделей иных механизмов, учитывающих силы трения покоя

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Никитин С.В., Бортяков Д.Е., Грачев А.А. и др. Параметрическая модель предельного статического состояния многосекционного ножничного подъемника. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2025, № 1 (152), c. 83--107. EDN: TVSKWA

Литература

[1] Kiran K.-M., Chandrasheker J., Mahipal M., et al. Design & analysis of hydraulic scissor lift. IRJET, 2016, vol. 3, no. 6, pp. 1647--1653.

[2] Gaffar G.-M., Rohan H., Karan D., et al. Design, manufacturing & analysis of hydraulic scissor lift. IJERGS, 2015, vol. 3, no. 2-2, pp. 733--740.

[3] Dengiz C.-G., Senel M.-C., Yıldızlı K., et al. Design and analysis of scissor lifting system by using finite elements method. J. Mater. Sc., 2018, vol. 6, pp. 58--63. DOI: https://doi.org/10.13189/ujms.2018.060202

[4] Sabde A.-M., Jamgekar R.-S. Design and analysis of hydraulic scissor lift by FEA. IRJET, 2016, vol. 3, no. 10, pp. 1277--1292.

[5] Stancek J., Bulej V. Design of driving system for scissor lifting mechanism. Acad. J. Manuf. Eng., 2015, vol. 13, no. 4, pp. 38--43.

[6] Corrado A., Polini W., Canale L., et al. To design a belt drive scissor lifting table. IJETI, 2016, vol. 8, no. 1, pp. 515--525.

[7] Rani D., Agarwal N., Tirth V. Design and fabrication of hydraulic scissor lift. Int. J. Mech. Eng., 2015, vol. 5, no. 2, pp. 81--87.

[8] Spackman H.M. Mathematical analysis of scissor lifts. San Diego, Naval Ocean Systems Center, 1989. DOI: https://doi.org/10.21236/ADA225220

[9] Tao L., Jian S. Simulative calculation and optimal design of scissor lifting mechanism. Chinese Control and Decision Conf., 2009, pp. 2079--2082. DOI: https://doi.org/10.1109/CCDC.2009.5192393

[10] Islam T., Yin Ch., Jian S., et al. Dynamic analysis of scissor lift mechanism through bond graph modeling. IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics, 2014, pp. 1393--1399. DOI: https://doi.org/10.1109/AIM.2014.6878277

[11] Ciupan C., Ciupan E., Pop E. Algorithm for designing a hydraulic scissor lifting platform. MATEC Web Conf., 2019, vol. 299, art. 03012. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201929903012

[12] Arunkumar G., Kartheeshwaran R., Siva J. Investigation on design, analysis and topological optimization of hydraulic scissor lift. J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 2054, art. 012081. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2054/1/012081

[13] Астахов Э.И., Гарах В.А., Макаров А.Д. Моделирование динамики подъема площадки ножничного подъемника. Теоретическая и прикладная механика, 2009, № 24, с. 313--317.

[14] Pappalardo C.-M., La Regina R., Guida D. Multibody modeling and nonlinear control of a pantograph scissor lift mechanism. J. Appl. Comput. Mech., 2023, vol. 9, no. 1, pp. 129--167. DOI: https://doi.org/10.22055/jacm.2022.40537.3605

[15] Stawinski L., Kosucki A., Morawiec A., et al. A new approach for control the velocity of the hydrostatic system for scissor lift with fixed displacement pump. Arch. Civ. Mech. Eng., 2019, vol. 19, no. 4, pp. 1104--1115. DOI: https://doi.org/10.1016/j.acme.2019.06.001

[16] Семенов Ю.А., Семенова Н.С. Исследование механизмов с учетом сил трения в кинематических парах. Современное машиностроение. Наука и образование, 2018, № 7, c. 147--159. EDN: USKGQM

[17] Marques F., Flores P., Claro J.-C., et al. Modeling and analysis of friction including rolling effects in multibody dynamics: a review. Multibody Syst. Dyn., 2019, vol. 45, no. 4, pp. 223--244. DOI: https://doi.org/10.1007/s11044-018-09640-6

[18] Евграфов А.Н., Петров Г.Н. Алгоритм определения реакций в шарнирах рычажных механизмов с неидеальными кинематическими парами. Современное машиностроение. Наука и образование, 2020, № 9, с. 114--126. EDN: ZBLYUV

[19] Бортяков Д.Е., Соколов В.П. Учет трения в шарнирах многозвенных механизмов. Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2012, № 3-2, с. 121--125. EDN: PESLBF

[20] Никитин С.В., Бортяков Д.Е., Грачев А.А. Метод оптимизации конструкции ножничного подъемника. Современное машиностроение. Наука и образование, 2022, № 11, с. 310--328. EDN: AMLPWN