33.Методика проектирования и расчета манипуляторов.

Особенности работы манипулирующих устройств: короткое время работы, непостоянство массы и момента инерции исполнительных органов, большие динамические нагрузки при разгоне, торможении и реверсе.

Основные требования: быстродействие, точность, долговечность.

Привод манипуляторов включают в себя: передаточный механизм, устройство управления, а также датчики управления: положение, силы, скорости, ускорения.

Двигатели манипуляторов бывают:

-гидро и влемводвигатели;

-электродвигатели с постоянного и непостоянного тока;

-линейные двигатели и электромагниты.

Коэффициент передачи механизма с поступательным движением:

где V-скорость исполнительного органа; ω_д- угловая скорость двигателя; i_р- передаточная отношения; t_м-ход механизма преобразователя.

График переходного режима исполнительных органов в координатах: V-t

Максимальное быстродействие T_min при треугольном законе изменения скорости.

α_Р=dV/dt-модуль ускорения. Максимальная величина ускорения ограничивается: T_{д max}- макс. Вращающий момент двигателя; T’_c=K_П/F_c-статический момент нагрузки, где F_c-сила сопротивление исполнительных органов; I'_Σ=I_д+К_п²*m- сумматорный динамический момент инерции двигателя и механизма приведенный к валу двигателя. m-масса исполнительного органа.

Возможно неуровновешемости манипулятора из-за переменности масс исполнительного органа даёт дополнительный момент сопротивления T_н- момент неуравновешенности.

Т_Н=(m₁-m₂)*g*r*sinφ.

Мин время перехода переходного процесса: t_min=2*l/V_max.

Пологая Т'_c=const, то

Δφ_д- угол поворота вала двигателя

К_м=Т_с/Т_дmax- коэффициент нагрузки двигателя

Трапециидальный закон характеризуется ударом в точке V_max, а также установкой двигателя большей мощности. Трапециидальный закон снижает ударные нагрузки на механизм, увеличивает долговечность, снижает мощность, снижают габариты.

Время отдельного движения:

где τ=ty/t (τ=0 для треуг. закона и τ>0 для птапециидал. закона)

где к_α=α_р/α_т (α_р-модуль разгона и α_т-модуль торможения)

Оптимизируем V, принимаем критерий min произведения быстродействия и энергоёмкости:

Vоптим=0,4…1,2 м/с

Оптимизируем ускорение по критерию отсутствие колебания механизмов привода: α_Т>>Т_к Т_к=0,02…0,04с – период собственного колебания привода,

t_T-0,08…0,1

для малых ходов l=0,15…0,3м α_Т=5…6 м/с²

для больших ходов l= 0,7…0,8м α_Т=10…12 м/с²

max крутящий момент привода и max период:

При повторном кратковременном режиме работы с общем временем цикла: t_ц=t+t_паузы

Выбираем номинальный момент двигателя:

ω_д- номинальная угловая скорость

По рассчитанным параметрам выбираем из каталога двигатель и по его характеристикам рассчитываем приводной момент.

Для приводав поступательного движения(гидро племвоцилиндры и другие линейные двигатели). Выбираем: Vmax и Fmax-расчетные значения, и Р и диаметр цилиндра:

где b- коэф. типа уплотнения=1,1…1,5

Расход рабочей жидкости:

Q=V_max*S, S- площадь поршня выбираем по каталогу, и по его характеристикам выбираем приводы манипуляторов.

34.