>مقدمة لنماذج الحساب
عندما نتعمق في معلمات الرافعات المقصية، فإننا نواجه حتماً نماذج الحساب المرتبطة بها. لا تسهل هذه النماذج فهم مبادئ تشغيل المصعد فحسب، بل توفر أيضًا إرشادات التصميم الأساسية، مما يضمن تحقيق إمكانات أداء المصعد بالكامل.
عند حساب القوى المؤثرة على الأسطوانة الهيدروليكية، يمكن تبسيط الرافعة المقصية إلى بنية ربط جسم صلبة- مع درجة واحدة من الحرية لتسهيل التحليل. يمثل الرابط AB موضع الأسطوانة الهيدروليكية، والتي يمكن تصميمها في حد ذاتها على أنها "عضوين-قوة"-عنصر هيكلي يخضع فقط للقوى المحورية. عندما تكون الأسطوانة في حالة ثابتة، يشكل هيكل الوصلة هيكلًا محددًا بشكل ثابت وفقًا لمبادئ الميكانيكا الإنشائية؛ وبالتالي، يمكن تحديد القوى المؤثرة على الأسطوانة عن طريق حل معادلات التوازن ذات الصلة.
>طريقة المفاصل وتطبيقاتها
طريقة المفاصل هي تقنية تحليلية أساسية في الميكانيكا. في سياق الهياكل المستوية، يمكن صياغة ثلاث معادلات توازن لكل مفصل، تتوافق مع توازن القوة في اتجاهي X وY، بالإضافة إلى توازن العزم. ومع ذلك، مع زيادة عدد المفاصل، يزداد تعقيد التحليل بشكل متناسب. ومع ذلك، في هذه الحالة المحددة-نظرًا للبنية الهيكلية البسيطة نسبيًا-يمكننا استخدام طريقة المفاصل لتحديد القوى المؤثرة على الأسطوانة الهيدروليكية باستخدام معادلة واحدة فقط.
وبالتالي، فإن الشريط الأفقي يخضع فقط للأحمال الرأسية ولا يتحمل أي أحمال أفقية. بافتراض أن الحمل يعمل بدقة عند نقطة منتصف الشريط الأفقي، يمكننا الاستفادة من التناظر الهيكلي لاستنتاج أن قوى التفاعل الرأسي عند طرفي الشريط تساوي نصف الحمل الإجمالي -على وجه التحديد، F=(1/2) * mg، حيث تمثل *m* كتلة الحمل و*g* تشير إلى التسارع الناتج عن الجاذبية. بناءً على هذا النموذج المبسط، يمكننا بسهولة تحديد القوى المؤثرة على الأسطوانة الهيدروليكية.
دع *Fx* يمثل القوة التي تمارسها الأسطوانة الهيدروليكية. وفقًا لمبادئ توازن القوة، يمكننا إثبات أن قوة رد الفعل الداعم تساوي *Fx*-أي رد فعل الدعم=*F*. بعد ذلك، سوف نتعمق أكثر في إجراء حساب قوة الأسطوانة. نظرًا لأن النقطة O- المحور المركزي لآلية الرفع المقصية - تعمل كمحور للدوران، فلا يمكن نقل أي لحظة انحناء بين ذراعي المقص عند هذه النقطة المحددة. وبذلك نحصل على العلاقة التالية:
ومن هذا يمكننا استخلاص صيغة حساب القوة التي تمارسها الأسطوانة الهيدروليكية:
بالنظر إلى أن F=(1/2) * mg، يمكن أيضًا التعبير عن هذه الصيغة بالشكل التالي:
......(2)
في هذا التعبير، |OC| يمثل المسافة العمودية من النقطة O إلى القطعة المستقيمة AC. بعد ذلك، سوف ندرس كيفية تحديد قيمة |OC|.
من خلال إنشاء نظام إحداثي كما هو موضح في الشكل (5)-وضبط الإحداثيات Z- على الصفر-، يمكننا حساب الإحداثيات المحددة للنقاط O وA وB. ويمكن تمثيل هذه الإحداثيات كمتجهات أعمدة، تتوافق مع محاور X وY وZ، على التوالي. بالاعتماد على مبادئ الهندسة التحليلية المكانية من الرياضيات المتقدمة، يمكننا استخلاص ما يلي: باستخدام إحداثيات النقطة المحددة في المعادلة (3)، يمكننا المضي قدمًا في استخلاص المزيد من العلاقات. من خلال استبدال الإحداثيات التي تم الحصول عليها من المعادلة (3) في المعادلة (2)، يمكننا في النهاية استخلاص التعبير الوظيفي للقوة التي تمارسها الأسطوانة الهيدروليكية. للحصول على حل عددي محدد، يجب علينا تحديد قيم المعلمات المناسبة واستبدالها في المعادلة للحساب.
>طريقة الطاقة
تقدم طريقة الطاقة طريقة بديلة لتحديد القوى المؤثرة على الأسطوانة الهيدروليكية. ومن خلال دمج مبادئ الهندسة التحليلية المكانية من الرياضيات المتقدمة، يمكننا بسهولة استخلاص التعبير الوظيفي لقوة الأسطوانة. علاوة على ذلك، بمساعدة البرامج الرياضية، يمكننا إجراء تحسين متعدد-للمعلمات لتحديد موضع التثبيت الأمثل بسرعة والذي يقلل من القوة المبذولة على الأسطوانة الهيدروليكية في ظل ظروف تشغيل محددة. توفر هذه المنهجية الحسابية مزايا وكفاءات كبيرة في مجال التصميم الهندسي. من خلال تطبيق طريقة المفاصل من الميكانيكا الإنشائية، نجحنا في استخلاص دالة قوة مبسطة للرافعة المقصية. ومن الجدير بالذكر أن الموضع المحدد للأسطوانة الهيدروليكية في هذه الحالة بالذات جعل حسابات القوة واضحة نسبيًا. ومع ذلك، في التصميم الهندسي الفعلي، يخضع تركيب الأسطوانات الهيدروليكية للعديد من العوامل المعقدة، والتي يمكن أن تجعل تطبيق طريقة الوصلات-على وجه التحديد في حل أنظمة المعادلات متعددة المتغيرات-صعبًا نسبيًا.
