double arrow

Расчет сил трения и силового заклинивания в направляющих поступательного движения исполнительного механизма

Данные к расчету

Разработка электромеханической системы привода манипулятора промышленного робота со следующими техническими характеристиками:

1. Ход объекта манипулирования: h = 0.3, м;

2. Степень подвижности – поступательная, по оси Х;

3. Точность позиционирования: ±Δ = 0.01, мм;

4. Масса объекта манипулирования: m = 15, кг;

5. Масса степени подвижности: М = 13, кг:

6. Технологическое усилие: Fтехн = 6, Н;

7. Максимальное ускорение: W = 2.5, м/с2 (рад/с2);

8. Максимальная скорость: V = 0.7, м/с (рад/с);

9. Время переходного процесса: tпер = 0.02, с;

10. Режим работы: ПК.

Система электропривода: тиристорный электропривод постоянного тока с управлением от микро ЭВМ.


Расчет силовых элементов энергетического канала

Расчет сил трения и силового заклинивания в направляющих поступательного движения исполнительного механизма

При расчете привода следует учитывать силы сопротивления движению исполнительного механизма. Величина сил трения зависит от величин нормальных реакций в опорах, определяемых весом подвижных частей, схемой приложения внешних сил и конструкцией направляющих.

Значение силы трения определяется по формуле:

Где - сила трения в i-ой опоре, n – число опор, - сумма модулей нормальных реакций в опорах, - коэффициент трения скольжения или качения.

h
Q2
F
Q1
Rb
G
а
 
Ra
a)
Ra
Q2
F
q
Rb
а
h
б)


Рисунок 1. а) Конструкция направляющих в механизме радиально перемещения робота, б) расчетная схема
Q1

На рисунке 1 приведена конструкция направляющих узлов, обеспечивающих перемещение подвижного органа в требуемом направлении. В случае несоответствия размеров конструкции системе действующих на исполнительный орган сил, возможно ситуация, когда внешняя движущая сила Р не в состоянии привести исполнительный орган в движение, т. е. возникает силовое заклинивание.

Уравнение равновесия исполнительного органа для рисунка 1можно записать в виде:

Где G – вес исполнительного органа с объектом манипулирования, т. е. вес схвата плюс вес заготовки, q – распределенная нагрузка, созданная весом G1 направляющей, Ra и Rb – реакции в соответствующих опорах А и В.

Из уравнений (1.2) и (1.3) можно определить реакции в опорах:

Где a = (0.1 – 0.3)h; a = 0.2*h = 0.2*0.3 = 0.06, м;

q = G1/(a+h) = M*g/(a+h) = 13 кг*9,8/(0.3 м + 0.06 м) = 353.88, Н;

G = (M + m)g = (13 + 15)*9.8 = 274.4, Н;

Тогда

Условие отсутствия заклинивания для приводов можно записать в виде:

Где

Следовательно,

Принимаем F = 560 H.

Если принять то условие отсутствия заклинивания можно записать следующим образом:

Где

Тогда выражение (1.6) запишется в виде:

Следовательно, условие отсутствия заклинивания выполняется.



Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: