Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Суммарная удельная величина натекания воздуха в систему д = до оп!, (6.24) где д - удельная величина натекания воздуха в систему не единицу длины периметра уплотнения камеры при нормальном атмосферном давлении,м ° Па/(с ° м)(или л ° Па/(с ° м), принимаемая на основании экспериментальных данных по табл. Б.З; с - длина периметра уплотнения о.шсй камеРы. м; гп — количество вакуумных камер ЗУ. Требуемое быстродействие (производительность) вакуумного насоса (л/с) где ! — время готовности (быстродействия) системы к работе, с; у — объем вакуумной системы, л. Следует заметить, что формула справедлива при достаточной пропускной способности трубопроводов вакуумной системы, которая не меньше, чем быстродействие насоса Зн, что достигается конструктивно уменьшением длин трубопроводов и увеличением их проходных сечений (обычно до величины не менее 8-10 мм).
Для определения необходимой производительности вакуум- насоса с целью его подбора рекомендуется пользоваться зависимостью где кн — коэффициент веласа пРоизводительности насоса; Рз — Рабочее давление в вакуумной системе, принятое при проектировании насосного ЗУ. 243 Таблица 6.3 Уо ра 1, = 2,3 — 19— Вк рз (6.27) Стальной прокат чистый с окалиной 4,0 4,7 3,0 7,5 8,5 6,5 30 ЗБ,7 50,0 3,3 3,2 3,5 Б,В Асбоцемент 46,7 Бетон с позерхн. гладкой шероховатой 51,7 Полированный мрамор и гранит 1,0 1,2 1,2 Неполированный мрамор 5,2 Стекло витринное (толщиной 8 мм) 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 9,0 0,8 1,0 1,0 Текстолит Оргстекла Слоистый пластик 08 1О 1О Рцо.
6.39 Удельная величина натеканияд -10з, мэ-Па/(о м),на 1м периметра уплотнения при нормальном атмооферном давлении 33,3 41,7 46,7 133,3 151:7 1,0 1,2 0,8 5,0 5,3 5,5 0,7 1,3 0,5 1,2 1,3 1,0 0,8 1,0 0,7 0,8 1,О 0,7 По расчетной производительности осуществляетсл выбор вакуумного насоса, который должен иметь малые габаритные размеры, небольшую массу и достаточное быстродействие. Из вакуум-насосов, выпускаемых промышленностью, наиболее применимы для вакуумных Зу механические насосы низкого и среднего вакуума типов ВН, ВНК, РВН, НВР и др.
Насосы низкого вакуума обеспечивают минимальное давление во всасывающем патрубке 400-100 Па, насосы среднего вакуума — 1,33-0,33 Па. Время быстродействия (откачивания) вакуумной системы при выбранном вакуум-насосе с производительностью Ви и достаточной пропускной способностью трубопроводов определяется по формуле 244 Завершающим этапом проектирования вакуумного насосного ЗУ лвляются разработка или подбор элементов вакуумной системы (присосы, ресивер, трубопроводы, хомуты и т.д.), приборов управления и контроля (газовые краны, электромагнитные клапаны, вакуумметры, фильтры, сигнальные лампы и зуммеры и т.д.), разработка компоновочных эскизов и конструктивных схем, выполнение чертежно- технической документации.
В безнасосных вакуумных Зу вакуум, а значит, и подьемная сила обеспечиваются за счет изменения (увеличения) внутреннего объема при отсутствии подсасыванил наружного воздуха, а следовательно, задачей проектного расчета является установление геометрических параметров такого устройства. Процесс захватывания объекта безнасосным Зу разделяется на два этапа первый — начальный момент создания разрежения за счет силы тяжести корпуса, второй- дальнейшее увеличение разрежения до максимального за счет силы тяжести самого объекта Рассмотрим расчет на примере одного из распространенныхбезнасосного поршневого захватного устройства (рис. 6.39). Сопоставляя формулы (6.18) и (6.19), получим выражение для определения величины необходимого вакуумного давления рз внутри камеры (6.28) Рз Рз К В' Р Дпя обеспечения этого вакуумного давления безнасосное захватное устройство должно обладать соответствующими параметрами.
Необходимый ход поршня дпя создания требуемого давпения определяется по зависимости Л = Грз — Рз) а з (6.29) где Уз - начальный подпоршневый объем; Яц — площадь внутреннего сечения вакуумобразующего цилиндра с диаметром поршня г(.
Величину диаметра поршня с выбирают, сообразуясь с принятыми размерами (диаметром) вакууыной захватной камеры. После опре. деления необходимого хода поршня Л рассчитывают полный ход поршня Н, необходимый дпя удержания груза в течение заданного времени б по формуле Гдг ь д„)1 Н = ц +л Вц (6.30) (6.З 1) а ЗР где Сц — сила тяжести цилиндра ЗУ; Ртр — сила трения поршня о внутренние стенки цилиндра, определяемая по зависимости Р, = ипо(Р,, (6.32) где Р= 0,001-0,006 — коэффициент трения ыаспостойкой резины о 246 где д' — суммарная величина натекания воздуха через уплотнение вакууы-присоса с поверхностью обьекта, мз ° с ' (ипи и ° с '); дпя поршневого безнасосного ЗУ д' = д л О/Рз, где до — удельная величина натекания воздуха на единицу длины периметра уплотнения камеры при нормальном атмосферном давлении, м' ° Па/(с ° м) (ипи л ° Па/ с ° м), (табп.
6.3); 0 — средний диаметр уплотнения, м; Рз — атмосферное давление, равное 0,1 МПа; д„ - суммарная величина натекания воздуха через уплотнение поршня с цилиндром (ориентировочно д = 0,1 д); 1 — нормативное вреыя надежного удержания ц объекта, с, равное 10-20мин. После установления основных параметров ЗУ проводятся проверочные расчеты ма достаточность веса корпуса ЗУ (цилиндра) и объекта дпя обеспечения хода поршня; удельное давление в зоне контакта уплотнения с поверхностью объекта и на время надежного удержания груза. Проверка достаточности веса корпуса ЗУ и объекта для обеспечения хода поршня производится по уравнению поверхность цилиндра; г( — диаметр поршня; ( — длина соприкосновения У ппотняеыой поверхности с уплотнением (дпина окружности диаметра цилиндра); Ра -' атмосферное давление, Ра = 0,1 МПа.
Дпя обеспечения необходимой герметизации в месте контакта эластичного уплотнения присоса с поверхностью объекта должно быть обеспечено достаточное удельное давление на контактной площади Сц д = дяйп пк (6.33) где С вЂ” сила тяжести цилиндра; 3 пя - контактная площадь уппотц у пения; дпйп — минимально допустимое контактное давление, принимаемое в зависимости от вида поверхности объекта и материала У ппотнения по табл.
6.2. Проверку времени т надежного удержания объекта вакуум-присосом осуществляют по формуле (6.30). В эжектормых вакуумных ЗУ разрежение создается с помощью сжатого воздуха, прогоняемого через специальное устройство - эжектор, а величина вакуума в камере зависит от давления в напорной магистрали и параыетров зжектора. Поэтому задачей проектного расчета эжекторного ЗУ является определение необходимого давления воздуха в магистрали и установление требуемых параметров эжектора.
Сообразуясь с возможностями производственной сети сжатого воздуха, а также принятыми параметрами эжектора, в камере устанавпивается вепичина вакуумного давления Рз. Например, дпя эжектора с размерами входного сопла диаметром 0,8 и выходного — 16 мм величину получаемого разрежения в камере в зависимости от давлений воздуха в напорной магистрали можно получить по графику, показанному на рис. 6.40, затем, пользуясь зависимостью (6.21), определить требуемую площадь захватной камеры и проектировать эжекторное ЗУ.
Так как подача сжатого воздуха по магистрали ведется непрерывно, дополнительных устройств вакуумной системы — ресивера и трубопроводов — не требуется. 6.33. Основы расчета электромагнитных захватных устроиств Условием надежного удержания объекта является выражение Ргьй, ипи Р=()тч', (6.34) где Р - подъемная сила (сипа притяжения) электромагнитного ЗУ; Н вЂ” сила воздействия на ЗУ (отрыва от ЗУ) обьекта, обычно равная силе тяжести я захватываемого объекта; р — коэффициент запаса удержания объекта, принимаемый () =1,1-1,15.
247 с,с ((п)'д 25 8 (Яв + Рс) (6.35) 249 рос. 6.40. Зависимость велочонм раэреженоя ст давления в напс ной Р магострали эжентсра Подьемная сила электромагнитного ЗУ определяется формулой Максвелла, Н где 1и - число ампервитков обмотки", 5 - площадь соприкосновения обьекта с полюсами электРомагнита, мг; Яз - магнитное сопРотивление воздушных участков пути магнитного потока, Ом; Я вЂ” магнитное с сопротивление металлических участков пути магнитного потока, Ом; д - ускорение свободного падения, мlсг. 6.3.4.
Проверка возможности удержания объекта при изменении его положения в пространстве Для притягивающих захватных устройств, вакуумных и электромагнитных, необходима проверка на возможность удержания объекта манипулирования при изменении его пространственного положения (рис. 6.41), которая осуществляется по уравнениям Р р ( — - д соз О, + а соз О ) > д гйп ю гйп О + а гйп ю згп О; (6.36) тпк к о с о р( дссзО +асозО) ьъдсозф егпО +асозфз(пО,(6.37) Р 1 3 248 где Р - сила притяжения; гп — масса объекта; д - ускорение свободного падения; а — ускорение при перемещении захвата; Π— угол между вектором ускорения и осью 2; Ос — угол между вектором ускорения свободного падения и осью 2; Чэ — угол между проекцией вектора ускорения на плоскость, перпендикулярную оси Е, и осью у; фп - угол между проекцией вектора ускорения свободного падения на плоскость, перпендикулярную оси г, и осью у; р - коэффициент трения между заготовкой и губками захвата (для металлических поверхностей Зу и стальных обьектов ц = 0,17 для резиновых губок и стальных объектов р = 0,4); (т - коэффициент запаса, зависящий от условий работы ЗУ и принимаемый К = к, кз,гдек, = 1,5; (г учитывает смещение подьемной силы и центра тяжести заготовки и для камеры круглой формы определяется по формуле кэ = т/ т + Л х, где г - средний радиус уплотнительной поверхности захвата, м; Л х— смещение оси захвата по отношению к центру тяжести детали, м.
Рос 6.41. Расчетная схема прсверно удержания детало притяги- вающими Зу 6.3.5. Пример проектного расчета механического центрирующего захватного устройства Требуется спроектировать механическое центрирующее захватное устройство для пространственного перемещения цилиндрической ступенчатой детали. Исходные данные для расчета (техническое задание). с. 6.42. Эскиз детали к промеру расната Зу Деталь, цилиндрическая ступенчатая, с диаметрами 56 и 40 мм (рис. 6.42), материал - сталь 45, масса гп = 0,5 кг.
Траектория перемещения детали — пространственная. Захватывание детали произвести за шейку диаметром 40 мм, обеспечить центрирование детали, поскольку она должна подаваться на станок для дальнейшей обработки. Специальные требования: 1) с целью упрощения системы управления следует избежать реверса привода при зажатии и разжатии детали, 2) применить электромеханический привод в виде модуля вращательного движения. окружности призматическими губками с У-образными опорными поверхностями и углами контакта 30'; 2) замыкание губок осуществляется с помощью цилиндрических пружин, размыкание — воздействием электромеханического модуля вращательного движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
