Приклад виконання самостійної роботи

Виконати розрахунок потужності та здійснити вибір електродвигуна для першого ступеня рухомості плеча промислового робота при мінімальній швидкості та максимальній вантажопідйомності. Статичним моментом опору нехтувати. Для оцінки динамічного моменту зробити наступні припущення: закон зміни швидкості – трапецеїдальний; довжина шляху розгону S_p дорівнює довжині шляху уповільнення S_t і складає деяку частину загального шляху переміщення S : S_p = S_t = K₁S (рис. 1.11); момент інерції механізму вважати для максимального вильоту руки R=R1+R2. При найбільшій швидкості ПР маємо вантажопідйомність 1 кг, при найменшій швидкості вантажопідйомність 20 кг. Максимальне прискорення вантажу та елементів конструкції ПР не більше 5 м/с². Колові швидкості переміщень на кінцях ланок і кутові швидкості кожної даної ланки наведено в табл. 1.4.

Рисунок 1.11 – Графік зміни швидкості

Таблиця 3.1 – Колові та кутові швидкості переміщень на кінцях ланок

Ланка			Довжина ланки, мм
R1	430-892	1,08-2,23	400
R1+R2	700-1450	1,08-2,23	650
R2	400-1000	1,6-4,0	250

Розв’язок

Для привода ПР з лінійним переміщенням на 1 м, зі швидкістю 1,45 м/с довжина шляху розгону

м;

.

Час розгону: с.

Час руху зі сталою швидкістю:

c.

Для привода ПР з лінійним переміщенням на 1 м зі швидкістю 0,7 м/с довжина шляху розгону:

м;

;

м;

с;

c.

Отриманими даними користуватимемося при орієнтовних розрахунках потужності. Прискорення, виражене через параметри, задане в технічних даних:

м/с²; (1.40)

м/с²,

де .

Момент інерції навантаження:

, (1.41)

де – момент інерції від маси корисного вантажу на максимальному радіусі обертання; – момент інерції частин маніпулятора, що обертаються при максимальному радіусі переміщення; – коефіцієнт конструкції; за результатами розрахунків для існуючих роботів “Unimat”, “Универсал-50”, “SR-3” K₂ = (1.8..2.3) [65, c. 65].

Визначимо .

Для номінальної швидкості при K₂:

;

.

При :

;

.

При :

;

.

Підставляючи значення величин з формул (1.40), (1.41) у формулу (1.39), отримаємо вираз для динамічного моменту [65, c. 66]:

;

Нм;

Нм.

Вважаємо υ_ном =1 м/с, тоді при переміщенні на 1 м довжина шляху розгону:

м;

с; ; ;

;

Розраховуємо потужність привода за найбільшим динамічним моментом:

Потужність привода обертального ступеня рухомості:

_,

де – ККД передач, що пов’язують двигун з виконавчою ланкою, для хвильового редуктора ; – кутова швидкість обертального ступеня рухомості, рад/с; – динамічний момент (момент інерції), Нм.

Тип двигуна вибираємо, використовуючи [56, с. 54]. Електродвигуни серії П задовольняють вимоги, висунені до електроприводів ПР.

Технічні дані електродвигуна ПЯ - 125:

потужність P, Вт 125

напруга U, В 24

струм I, А 7,3

частота обертання n, об/хв 3000

момент інерції J, 0,710^-4

маса m, кг 2.

За [56, с. 62–63] для вибору оптимального передаточного числа i_опт необхідно перевірити відношення приведеного моменту інерції навантаження J_н.пр до власного моменту інерції двигуна I_д:

Так як то , тоді:

Вважаємо і₁=120 для першого ступеня рухомості.