Розрахунок і конструювання захватного пристрої

  Вакуумні  і електромагнітні  ЗП.

  F =k A (p -p ),

  де k =0.85-коефіцієнт, який враховує можливість зміни атмосферного тиску і властивість ущільнення ;

  A - ефективна площа дії ЗП; p - атмосферний тиск; p - залишковий тиск в камері присосів ; F - сила ЗП.

  Рекомендації p - p = 0.03…0.035МПа.

  A =(0.6…0.7)А ,

  А - площа поверхні контакту.

  Електромагнітні ЗП.

  Сила притягання електромагніта :

  F =(I·n) /(25A(R +R ) ),

  де I·n-число ампер-витків обмотки; A-площа поверхні контакту вантажу з полюсами електромагніта; R , R - магнітний опір на ділянках шляху магнітного потоку відповідно повітряному і металічному. 
 

  1.3 Формули для розрахунку контактних напружень при захваті заготовки (деталі) губками ЗП

  Контакти

1. Лінійний σ=0.418 ,

 

    

  

2. Лінійний  σ=0.418 ,

 

    

  

3. Лінійний  σ=0.418 ,

 

  

  Точковий  σ=0.418m , 

    

  l-ширина  губки захвата; N-сила, яка діє  в місці контакту захвата з заготовкою; Е - приведений модуль пружності матеріалів губки захвату і заготовки (деталі); d-діаметр заготовки (деталі) ; r-радіус губок захвату ; m-коефіцієнт, який залежить від співвідношення  

   ; E = , 

    1 0,8 0,60,4 0,2 0,1 0,05 

  m 0,39 0,42 0,47 0,54 0,72 0,97 1,98

  Визначення  напружень на поверхнях контакту ЗП з об'єктами маніпулювання необхідне  як при розрахунку ЗП, так і для  встановлення можливості пошкодження об'єкта при його захваті і утриманні. Контактні напруження σ мають бути менші допустимих [σ]. (σ <[σ ]).

  2. Геометричний розрахунок 

  2.1 Розрахунок основних геометричних параметрів губки 

  Конструктивні параметри, що визначають габарити захватного пристрої: 
1) Умовна довжина пальця АС=165 мм

2. Половина відстані між осями повороту пальців АЕ=65 мм
3. Діапазон захоплюваних діаметрів заготовок D_min<D_i< D_max

                       D_min= 80 мм, D_max= 140 мм

  Конструктивні параметри, що визначають профіль губок і його орієнтацію щодо пальця АС:  

1. Радіус верхнього профілю губок О₁С= 80 мм
2. Радіус верхнього профілю губок О₂С=190 мм
3. Відстань між центрами О₁О₂=200 мм

 

        Для розрахунку основних геометричних параметрів, що визначають похибка центрування, будуємо розрахункову схему. 
 
 
Існує певне значення кута j, при якому похибка центрування прагне до нуля. 
Рівняння для підбору оптимального значення кута y має вигляд.  

  cos(j_опт)=A-Bsin(j_опт), 

  де коефіцієнти А і В визначаються за формулами: 

    
 

                        

   

  де СO_i  и b_i  - допоміжні параметри.

        Зробимо розрахунок коефіцієнтів А, B і допоміжних параметрів CO_i, b_i при різних діаметрах D_min  , D_cp , D_max , де  D_cp=110 мм. 

   

   , де 
 

  

  Тогда : 
 
 

    

    

  Тоді : 

    
 

                        
 

  Складаємо рівняння: 

  cos(j_опт)=0.45+0.00003697 sin(j_опт) ,  

  з якого розраховуємо j_опт методом послідовних наближень, прийнявши в якості першого кроку j_опт1=arccos(0.45).

        При j_опт= 63.25⁰ отримаємо : 

  0.45003 = 0.45 + 0.00003 ;

                                             0.45003 = 0.45003 , 

  отже приймаємо j_опт= 63.25^о 
 

  2.2 Визначення похибки центрування 
 

  Похибка центрування для заданих значень Dmin і Dmax визначається різницею рас-стоянь ЕОi при захопленні заготовки з D_i і D_min, т.е. 

                                                = ЕО_i  - EO_min            

  Для різних значень діаметрів захоплюваної деталі розраховуємо угол   j : 

    
 

    

  Отримаємо :  

    _cp= ЕО_cp  - EO_min=152.433 мм - 152.431 мм=0.002 мм        

    _max= ЕО_max  - EO_min= 152.435 мм-152.431мм= 0.004 мм          

  Отримані похибки центрування незначні, тому можна приступати до подальшого розрахунку. 
 

  2.3 Розрахунок кутів контакту губок з деталлю a₁ і a₂. 
 
 

  Кути контакту губок з деталлю a₁ і a₂ (мал.1) вимірюються від горизонтальної осі деталі і можуть бути визначені за такими формулами : 

    

    

  де  g_cp - кут розкриття губки, вимірюваний щодо вертикалі. 
 

    
 
 

    

    
 

  Кути контакту губок з деталлю: a₁=63⁰,     a₂=21⁰  

  2.4 Визначення максимального кута відхилення g_отк  між положеннями губок при захопленні деталі.  

  Визначимо графічно (рис. 2) максимальний кут відхилення g_отк  між положеннями губок при захопленні деталі, як кут між крайніми положеннями губок: верхнім (розкритим), достатнім для пропускання деталі діаметром D_max і нижнім - положенням при захопленні деталі діаметром діаметром D_min.

  Отримали : g_отк=31⁰

  2.5 Розрахунок рейкової циліндричної зубчастої передачі 

  Вихідні дані: модуль m = 3; число зубів колеса z₁=24; g=142⁰- величина зубчастого сектора колеса; профіль зуба не модифікований; навантаження М=13.986 н м; матеріал рейки - Ст 35, губки - Ст 45. 

  2.5.1. Розрахунок геометричних параметрів зубчастого секторного колеса 
 

 

  2.5.2  Расчет геометрических параметров рейки