>Uvod v računske modele
Ko se poglobimo v parametre škarjastih dvigal, se neizogibno srečamo z njihovimi povezanimi računskimi modeli. Ti modeli ne le olajšajo razumevanje principov delovanja dvigala, temveč nudijo tudi bistvene smernice za načrtovanje, ki zagotavljajo, da je potencial zmogljivosti dvigala v celoti uresničen.
Pri izračunu sil, ki delujejo na hidravlični cilinder, je mogoče škarjasto dvigalo poenostaviti v togo -strukturo povezovanja karoserije z eno samo stopnjo svobode, da se olajša analiza. Povezava AB predstavlja položaj hidravličnega cilindra, ki ga je mogoče modelirati kot "člen z dvema-silama"-konstrukcijski element, ki je podvržen izključno aksialnim silam. Ko je valj v statičnem stanju, sestavlja vezna konstrukcija statično določeno strukturo po načelih gradbene mehanike; posledično lahko sile, ki delujejo na valj, določimo z reševanjem ustreznih enačb ravnotežja.
>Metoda sklepov in njena uporaba
Metoda sklepov je temeljna analitična tehnika v mehaniki. V kontekstu ravninskih struktur je mogoče za vsak spoj oblikovati tri ravnotežne enačbe, ki ustrezajo ravnotežju sil v smereh X in Y ter ravnotežju momentov. Z večanjem števila spojev pa sorazmerno narašča tudi kompleksnost analize. Vendar pa lahko v tem posebnem primeru-glede na razmeroma preprosto strukturno arhitekturo-uporabimo metodo sklepov za določitev sil, ki delujejo na hidravlični valj, z uporabo samo ene enačbe.
Posledično je vodoravna palica izpostavljena izključno navpičnim obremenitvam in ne prenaša vodoravnih obremenitev. Ob predpostavki, da obremenitev deluje natančno na sredini vodoravne palice, lahko izkoristimo strukturno simetrijo, da sklepamo, da so navpične reakcijske sile na obeh koncih palice enake polovici celotne obremenitve-natančneje, F=(1/2) * mg, kjer *m* predstavlja maso obremenitve in *g* označuje pospešek zaradi težnosti. Na podlagi tega poenostavljenega modela lahko lažje določimo sile, ki delujejo na hidravlični cilinder.
Naj *Fx* predstavlja silo, s katero deluje hidravlični cilinder. V skladu z načeli ravnotežja sil lahko ugotovimo, da je sila reakcije podpore enaka *Fx*-to je reakcija podpore=*F*. Nato se bomo podrobneje poglobili v postopek za izračun sile cilindra. Ker točka O-osrednje vrtišče škarjastega dvižnega mehanizma-deluje kot vrtilna os, na tej točki ni mogoče prenesti nobenega upogibnega momenta med obema škarjastima rokama. Tako dobimo naslednje razmerje:
Iz tega lahko izpeljemo formulo za izračun sile, s katero deluje hidravlični cilinder:
Glede na to, da je F=(1/2) * mg, lahko to formulo izrazimo tudi v naslednji obliki:
......(2)
V tem izrazu je |OC| predstavlja pravokotno razdaljo od točke O do daljice AC. Nato bomo preučili, kako določiti vrednost |OC|.
Z vzpostavitvijo koordinatnega sistema, kot je prikazano na sliki (5)-in nastavitvijo Z-koordinate na nič-lahko izračunamo specifične koordinate za točke O, A in B. Te koordinate lahko predstavimo kot vektorje stolpcev, ki ustrezajo osi X, Y oziroma Z. Na podlagi načel prostorske analitične geometrije iz napredne matematike lahko izpeljemo naslednje: z uporabo koordinat točk, določenih v enačbi (3), lahko nadaljujemo z izpeljavo nadaljnjih odnosov. Z zamenjavo koordinat, dobljenih iz enačbe (3), v enačbo (2), lahko na koncu izpeljemo funkcionalni izraz za silo, s katero deluje hidravlični cilinder. Da dobimo določeno numerično rešitev, moramo izbrati ustrezne vrednosti parametrov in jih nadomestiti v enačbo za izračun.
>Energijska metoda
Energijska metoda ponuja alternativni pristop za določanje sil, ki delujejo na hidravlični cilinder. Z integracijo principov prostorske analitične geometrije iz napredne matematike lahko zlahka izpeljemo funkcionalni izraz za silo valja. Poleg tega lahko s pomočjo matematične programske opreme izvedemo več-optimizacijo parametrov za hitro identifikacijo optimalnega položaja vgradnje, ki zmanjša silo, ki deluje na hidravlični cilinder v določenih pogojih delovanja. Ta računalniška metodologija zagotavlja pomembne prednosti in učinkovitosti na področju inženirskega načrtovanja. Z uporabo metode spojev iz gradbene mehanike smo uspešno izpeljali poenostavljeno funkcijo sile za škarjasto dvigalo. Predvsem zaradi posebnega položaja hidravličnega cilindra v tem posebnem primeru so izračuni sile razmeroma enostavni. Vendar pa je pri dejanskem inženirskem načrtovanju namestitev hidravličnih cilindrov odvisna od številnih kompleksnih dejavnikov, zaradi katerih je lahko uporaba metode spojev-natančneje pri reševanju sistemov multivariantnih enačb-sorazmerno zahtevna.
