Отений Я.Н. Выбор и расчёт захватных устройств промышленных роботов (2000). Отений Я.Н. Выбор и расчёт захватных устройств промышленных робо. Учебное пособие рпк Политехник
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
, где Тт` = (Р - N) f ― сила трения между грузом и ЗУ; f ― коэффициент трения между поверхностями груза и контактирующей с ним присоской) подъем в вертикальном направлении (при боковом захвате, когда сила тяжести направлена под прямым углом к силе прижатия к ЗУ (рис, б стрелка 3): ; 4) перемещение в горизонтальном направлении (при боковом захвате, когда сила тяжести направлена под прямым углом кси- ле прижатия к ЗУ (стрелка 4): В Д Р P N + = , Т 5) наклонное положение груза при его перемещении, когда сила тяжести направлена под углом к силе прижатия груза к ЗУ рис. В приведенные выше формулы, определяющие значение Тт входит параметр f ― коэффициент трения, значения которого приведены в таблице. Таблица 14 Значения коэффициента трения f Материал f Сталь по губчатой резине 0,3-0,5 Сталь с поверхностной ржавчиной и окалиной по губчатой резине 0,5-0,7 Сталь по мягкой резине 0,3-0,5 Синтетические полимерные материалы (стеклопластик и т.п.) по мягкой резине 0,3-0,5 Стекло, полированный мрамор по губчатой резине 0,3-0,4 Синтетические полимерные материалы по губчатой резине 0,4-0,6 Примечания 1. Значения коэффициентов трения получены для сухих поверхностей. При поверхностях, смоченных водой, коэффициент трения уменьшится примерно вдвое. 2. Поверхность груза (если нет оговорок) подразумевается гладкой, плотной. 3. Нижние пределы коэффициента трения относятся к давлению на контактирующих поверхностях 3 МПа и более верхние пределы — к меньшему давлению. Влияет также степень шероховатости. РАСЧЕТ УДЕРЖИВАЮЩЕГО УСИЛИЯ Для надежного удержания груза ВЗУ необходимо, чтобы составляющие удерживающих сил были больше соответствующих сил отрыва, те. P > N или P = K N ⋅N; Т'т > Т и Т"т > Т или Т'т = КтТ; Т"т > КтТ, где и Кт ― соответственно коэффициенты запаса по силам отрыва и сдвига груза. Для нормальной работы ВЗУ необходимо, чтобы разница между силой Р (прижатия груза) и N (нормальной составляющей силы отрыва) была достаточной для создания давления q в контакте уплотнения присоски и поверхности груза, обеспечивающего герметизацию камеры Р ― N = q ⋅Sy, где Sy ― контактная площадь уплотнения. Необходимое давление на герметизирующей кромке присоски при ее контакте с грузом зависит как от материала уплотнения, таки от шероховатости груза. Предельное значение силы N, при которой сохраняется достаточное для герметизации давление q min в контакте уплотнения присоски и поверхности груза при известной силе вакуумного притяжения, можно определить из условия N = P = q min ⋅Sy. Значения q min для некоторых видов уплотнения приведены в табл. Для получения надежной герметизации поверхности груза по плоскости уплотнения последнее должно подвергаться деформации сжатия на определенную величину, которая зависит в основном от материала уплотнения и шероховатости поверхности груза. Таблица 15 Необходимое давление q min (МПа) на герметизирующей контактной площади уплотнения ВЗУ Материал присоски Поверхность груза Губчатая резина ТУ-109Р-ТИ Губчатая резина Резиновая смесь 1432А Резина ГОСТ Резина 7889 Стальной прокат чистый с окалиной 0,05-0,10 0,10-0,12 0,06-0,12 0,10-0,14 0,10-0,20 0,15-0,28 0,15-0,25 — 0,30-0,04 — Текстолит 0,04-0,06 0,05-0,06 0,06-0,09 — 0,30-0,4 Оргстекло 0,05-0,05 0,05-0,06 0,07-0,10 0,08-0,11 __ Слоистый пластик Предельно допустимое значение силы N отрыва груза зависит не только от площади Sy и разрежения воздуха Р, но и от давления уплотнителя на площади контакта q min . Зависимость между этими значениями и силой притяжения Р имеет вид где Р — сила притяжения ВЗУ; S Y = K 1 S - площадь контакта уплотнителя с грузом ξ, — коэффициент снижения грузоподъемности ВЗУ. Следовательно 0 min 1 0 1 min 0 min 1 P q K SP SK q SP P S q P P N Y − = − = − = = ξ . (2.7.2.1) Из рис видим, что Sy = π (D 2 ⋅ d 2 )/4 и S = π d 2 /4, тогда по ширине уплотнения b: ( ) ( ) ( ) 2 2 1 4 4 / d b d b d b d b S S K Y + = ⋅ + ⋅ = = π π ; (2.7.2.2) 0 min 2 2 4 1 P q d b d b ⋅ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + − = ξ . (2.7.2.3) При заданном минимальном значении и Кт необходимую силу вакуумного притяжения рекомендуется определять по формулам N K N P ⋅ = ξ ; T K f T N P ⋅ + = . (2.7.2.4) Для ВЗУ, несвязанного с определенными условиями работы, сне- которым допущением в сторону увеличения можно принять K f T N P ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + = ξ ; (2.7.2.5) при Кт = K N = К. Чтобы гарантировать надежность работы ВЗУ в нормальных условиях, можно принять коэффициент запаса К = 2. Фактические значения коэффициентов запаса в зависимости от силы отрыва и сдвига груза можно проверить по формулам (2.7.2.4). 2.7.3. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ПРИСОСОК Площадь присосок и разрежение в них определяют из уравнений p b a K K n S f T N P P ⋅ ⋅ + = − 0 / / ξ ; ( ) ( ) n P P K P K K n P P f T N S b a p p b a − = ⋅ − + = / / 0 ξ ; (2.7.3.1) где Ра, Pb ― соответственно атмосферное и остаточное давление внутри камеры, Па n ― количество присосок в ЗУ; So ― площадь присоски, мВ ряде случаев, особенно при подъеме груза несимметричной формы, центр действия ВЗУ смещается относительно центра тяжести груза (рис. Снижение грузоподъемности ВЗУ (при внецентренном положении груза a f T N T Na b 2 / 1 1 ⋅ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + + + = ξ . (2.7.3.2) При действии на ЗУ только силы N или Т коэффициенты увеличения площади захвата соответственно будут равны a a N 1 2 1 + = ξ ; a b f f T a b T T 2 1 / / 2 1 + = ⋅ + = ξ . (2.7.3.3) При совмещении трех движений (подъема руки ПР, поворота руки в горизонтальной плоскости и выдвижения руки) допустимая масса заготовки рассчитывается по формуле ( ) ( ) ( ) ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + + + + − ⋅ ≤ 2 2 2 2 1 1 4 ϖ ε π r a r fg g a K P P d n m ВЫД n H b a ; (2.7.3.4) где d ― диаметр входного отверстия присоски у среза Кн ― коэффициент надежности удержания (Кн = 1,5 - 2); a n ― ускорение подъема заготовки g ― ускорение свободного падения r ― расстояние от оси вращения руки до центра заготовки ε ― угловая скорость руки а ВЫД ― ускорение при выдвижении руки. ЛИТЕРАТУРА 1. Козырев Е.Г. Промышленные роботы Справочник. ― М Машиностроение, 1988. - 392 с. 2. Захватные устройства промышленных роботов Метод. Указания / сост. Р.К. Мещеряко- ва; - М МВТУ, 1966. - 36 с. 3. Белянин Н.П. Промышленные роботы. ― М НИАТ, 1978. - 302 с. Приложение 1. Примеры кинематических схем рычажно-стержневых механизмов и формулы их передаточных отношений Расчетные схемы и формулы 1. e b d a F P ⋅ ⋅ = 4. θ sin 2 ⋅ ⋅ = a b F P 2. ( ) d c b d a F P − ⋅ = 5. θ tg a b F P 2 = 3. ( ) e d a bc F P + = 2 6. ( ) θ ϕ ϕ ϕ θ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = sin sin 2 sin Приложение 2. Примеры кинематических схем кулисно-стержневых механизмов и формулы их передаточных отношений Расчетные схемы и формулы 1. c b b F P + = 4. θ ctg F P 2 = 2. a b F P 2 = 5. θ ctg a b F P ⋅ = 2 3. a b F P 2 = 6. θ cos 2 ⋅ = a b F P Приложение 3. Примеры кинематических схем зубчатых механизмов и формулы их передаточных отношений Расчетные схемы и формулы 1. R a F P 2 = 3. R a F P 2 = 2. 2 = F P 4. Приложение 4. Примеры кинематических схем клиновых механизмов и формулы их передаточных отношений Расчетные схемы и формулы. θ tg F P 3 = 2. θ tg a b F P 2 = Приложение 5. Расчет усилий привода Расчетные схемы и формулы. N F P β i c i M J i i b Общий случай Для симметричных губок ( ) ρ η ρ β ⋅ + ≥ b tg M P j 2 m=2; η ρ =0,9; β=4+8°; ρ=1°10’; ρ=3 для подшипников скольжения, качения 2. α i M P P F F N N J i i α i i i i i M J B c a B c Общий случай Для симметричных губок ρ η α ⋅ ≥ b M P j cos 2 η ρ =0,9 – 0,95 3. F i P z c; P M J i mc N i F i z c; M i N i i mc J c c Общий случай ρ η ⋅ ⋅ ≥ ∑ = c c m i j z m M P 1 Для симметричных губок ρ η ⋅ ⋅ ≥ c c j z m M P 4 η ρ =0,94 Приложение 6. Значение коэффициента Кз для различных положений детали образные губки. Круглое сечение детали К Плоские губки. Прямоугольное сечение К 2 0 b 2 1 mg b 2 1 m g 20 b a b a tg 2 2 + θ μ 2 1 μ θ 2 sin μ 2 1 μ θ 2 sin μ 2 СОДЕРЖАНИЕ 64 ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТАХ И МАНИПУЛЯТОРАХ 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ РОБОТОВ 1.2. ЦЕЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ РОБОТОВ 1.3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ РОБОТОВ 1.4. КИНЕМАТИКА И КОМПОНОВКА РОБОТОВ 2. ВЫБОР И РАСЧЕТ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ 2.1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ………………………………18 2.2. ЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ……………..19 2.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ 2.4. АНАЛИЗ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПЕРЕМЕЩАЕМЫЙ ОБЪЕКТ 2.5. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ………………………...36 2.6. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ 2.6.1. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СТЕРЖНЕВЫХ МЕХАНИЗМОВ ЗУ… 38 2.6.2. РАСЧЕТ УСИЛИЙ ПРИВОДА 2.6.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ЗАХВАТА ЗУ…………………………43 2.6.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В МЕСТАХ КОНТАКТА ЗАГОТОВКИ И ЭЛЕМЕНТОВ ЗУ…………………………………….45 2.6.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПОВЕРХНОСТЯХ КОНТАКТА ЗУ С ОБЪЕКТОМ МАНИПУЛИРОВАНИЯ 2.6.6. РАСЧЕТ ЭКСЦЕНТРИКОВОГО ЗАХВАТНОГО УСТРОЙСТВА 2.6.7. КЛИНОВЫЕ ЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА 2.6.8. КРЕПЛЕНИЕ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ 2.7. РАСЧЕТ ВАКУУМНЫХ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ 2.7.1. РАСЧЕТ РАВНОДЕЙСТВУЮЩЕЙ 2.7.2. РАСЧЕТ УДЕРЖИВАЮЩЕГО УСИЛИЯ 2.7.3. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ПРИСОСОК ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ 1……………………………………………………………60 ПРИЛОЖЕНИЕ 2……………………………………………………………61 ПРИЛОЖЕНИЕ 3……………………………………………………………62 ПРИЛОЖЕНИЕ 4……………………………………………………………62 ПРИЛОЖЕНИЕ 5……………………………………………………………63 ПРИЛОЖЕНИЕ 6……………………………………………………………64 Ярослав Николаевич Отений Павел Васильевич Ольштынский ВЫБОР С РАСЧЕТ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ Учебное пособие Редактор А.Б. Морева Темплан 2000 г, поз. №69. Лицензия ЛР №020251 от 16.04.1996 г. Подписано в печать ______. Формат х 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. Л. 3,72. Уч.-изд. Л. 3,99. тираж 100 экз. Заказ ______. Волгоградский государственный технический университет. 400131 Волгоград, проспим. В.И. Ленина, 28. РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета. 400131 Волгоград, ул. Советская, 35. |