- •Обзор конструкций грузоподъемных машин
- •Грузоподъемные машины с гибким подвесом груза
- •Тали
- •Стационарные поворотные краны
- •Настенные поворотные краны
- •Краны с вращающейся колонной
- •Краны на неподвижной колонне
- •Краны мостового типа
- •Однобалочные краны с электроталью
- •Электрические мостовые краны
- •Козловые и полукозловые краны
- •Грузоподъемные машины с жестким захватом груза
- •Характеристики грузоподъемных машин.
- •Основные параметры грузоподъемных машин
- •Показатели использования грузоподъемных машин
- •Расчетные нагрузки
- •Производительность грузоподъемных машин
- •Привод грузоподъемных машин
- •Электропривод
- •Гидропривод и пневмопривод
- •Гидропривод
- •Гидродвигатели
- •Гидроцилиндры
- •Гидродвигатели поворотные
- •Гидромоторы
- •Гидронасос
- •Электродвигатель гидронасоса
- •Пневмопривод
- •Ручной привод
- •Тормозные устройства
- •Классификация тормозных устройств
- •Колодочные тормоза
- •Колодочные тормоза с электромагнитами
- •Регулировки тормоза
- •Колодочные тормоза с электромагнитами
- •Регулировки тормоза
- •Определение силы, замыкающей колодочный тормоз
- •Тормоза с осевым замыканием
- •Уравнение неустановившегося движения. Определение времени разгона (пуска) и торможения
- •Процесс пуска
- •Процесс торможения
- •Механизмы грузоподъемных машин. Механизм вертикального перемещения (механизм подъема груза)
- •Общие сведения
- •Основные схемы механизмов подъема с гибким подвесом груза и приводом от электродвигателя
- •Механизмы с зубчатым цилиндрическим редуктором
- •Канатный барабан установлен консольно на тихоходном валу редуктора
- •Канатный барабан установлен на двух опорах
- •Некоторые элементы механизма подъема
- •Канаты
- •Примеры обозначения конструкций канатов с линейным контактом
- •Выбор диаметра каната
- •Грузозахватные устройства
- •Крюковые подвески
- •Расчет элементов крюковой подвески
- •Полиспасты
- •Блоки
- •Канатные барабаны
- •Толщина стенки барабана
- •Расчет и выбор основных элементов механизма подъема
- •Исходные данные
- •Электродвигатель
- •Редуктор
- •Тип редуктора
- •Тормоз
- •Тип тормоза
- •Муфты
- •Муфта между электродвигателем и редуктором
- •Муфта между редуктором и канатным барабаном
- •Механизмы грузоподъемных машин. Механизм горизонтального перемещения (механизм передвижения)
- •Основные схемы механизмов передвижения
- •Краны мостового типа
- •Двухрельсовые тележки мостовых кранов
- •Однорельсовые тележки электроталей
- •Подвесные поворотные краны
- •Ходовые колеса
- •Сопротивление передвижению
- •Момент трения в опорах
- •Момент трения качения
- •Полный момент трения
- •Сила сопротивления передвижению
- •Расчет и выбор основных элементов механизма передвижения
- •Исходные данные
- •Электродвигатель
- •Предварительный выбор мощности электродвигателя
- •Корректировка предварительного расчета
- •Редуктор
- •Тормоз
- •Муфты
- •Механизмы грузоподъемных машин. Механизм поворота
- •Исходные данные для проектирования механизма поворота
- •Примеры схем механизмов поворота
- •Опорные узлы
- •Реакции в опорах
- •Конструкции опорных узлов крана
- •Расчет подшипников крановых опор
- •Момент сопротивления повороту грузоподъемной машины
- •Краны с двумя радиальными и одним упорным подшипниками
- •Краны на неподвижной колонне, если нижняя опора выполнена в виде роликов (катков), катящихся по колонне
- •Расчет и выбор основных элементов механизма поворота
- •Электродвигатель
- •Предварительный выбор мощности двигателя
- •Корректировка предварительного расчета
- •Редуктор
- •Тормоз
- •Муфта соединительная между электродвигателем и редуктором
- •Предохранительная муфта
- •Металлические конструкции грузоподъемных машин
- •Типы металлоконструкций
- •Металлоконструкции балочного типа (балки)
- •Металлоконструкции ферменного типа (фермы)
- •Основные правила конструирования ферм
- •Металлоконструкции смешанного типа
- •Основные правила проектирования металлоконструкций
- •Материалы и сортамент
- •Транспортирующие машины непрерывного транспортирования
- •Транспортирующие машины непрерывного транспортирования с гибким тяговым элементом
- •Ленточные конвейеры
- •Основные элементы
- •Цепной конвейер
- •Формулы для подбора цепи
- •Типы цепных конвейеров
- •Пластинчатые
- •Подвесные конвейеры
- •Тележечные конвейеры
- •Скребковый конвейер
- •Ковшовые конвейеры
- •Мощность электродвигателя для машин с гибким тяговым элементом
- •Транспортирующие машины непрерывного транспортирования без гибкого тягового элемента
- •Вибрационные и винтовые конвейеры
- •Вибрационные конвейеры
- •Винтовые конвейеры
- •Штанговые и шаговые конвейеры
- •Штанговые конвейеры с собачками
- •Штанговые конвейеры с флажками
- •Штанговый цепной конвейер
- •Шаговые конвейеры
- •Производительность транспортирующих машин непрерывного транспортирования
- •Объёмная производительность
- •При транспортировке сыпучих грузов непрерывным потоком
- •При перемещении сыпучих грузов в отдельных емкостях
- •Штучная производительность
- •Весовая производительность
- •При транспортировании сыпучих грузов
- •При транспортировании штучных грузов
- •Транспортирующие устройства
- •Гравитационные транспортирующие устройства
- •Рольганги
- •Транспортирующие машины периодического транспортирования
- •Автоматические колёсные транспортёрные тележки
- •Общие сведения
- •Автоматические колёсные транспортёрные тележки с фотоэлектрической системой управления
- •Автоматические колёсные транспортёрные тележки с электромагнитной системой управления
- •Промышленные роботы
- •Основные понятия
- •Структурная схема робототехнического комплекса
- •Компоновочные схемы механической системы робота
- •Основные параметры механической системы робота
- •Привод механической системы робота
- •Пневмопривод
- •Пневмодвигатель поворотный поршневой
- •Пневмодвигатели поворотные лопастные
- •Пневмоцилиндры
- •Гидропривод
- •Электропривод
- •Передаточные механизма механической системы робота
- •Зубчатые цилиндрические передачи
- •Зубчатые конические передачи
- •Червячные передачи
- •Волновые передачи
- •Примеры кинематических схем некоторых механизмов механической системы робота
- •Механизмы поворота
- •Механизмы качания руки
- •Механизм выдвижения руки
- •Механизмы вертикального перемещения (механизм подъёма)
- •Механизмы ломающейся руки
- •Захватные устройства промышленного робота
- •Механические захватные устройств
- •Магнитные захватные устройств
- •Вакуумные захватные устройств
- •Захватные устройств с эластичными камерами
- •Пневмопривод
- •Гидропривод
- •Электропривод
- •Неуправляемые
- •Командные захватные устройств
- •Жесткопрограммируемые захватные устройств
- •Адаптивные захватные устройств
- •Примеры применения робототехнических комплексов в машиностроении
- •Робототехнический комплекс по механической обработки (токарный)
- •Робототехнический комплекс с напольным роботом
- •Робототехнический комплекс с портальным роботом
- •Робототехнический комплекс для термической обработки
- •Пример организации участка цеха с применением робототехнического комплекса
- •Численные расчёты
- •Определение ускорений, скоростей и времени выполнения основных движений
- •Выбор двигателя для робота
- •Определение силы, необходимой для прямолинейного движения груза
- •Определение момента, необходимого для перемещения груза
- •Выбор типа и размера двигателя
- •Пневмо и гидроцилиндры
- •Поворотные лопастные пневмо- и гидродвигатели
- •Выбор электродвигателя
- •Рекомендуемая литература
Глава 14
Численные расчёты
14.1Определение ускорений, скоростей и времени выполнения основных движений
Ускорение вычисляется по следующей формуле
X
a~Σ = a~i + ~g,
где ai – ускорение по отдельным координатам.
Трапецеидальный закон используется для того, чтобы разгон и торможение происходило с одинаковым ускорением (рис. 14.1), т.е
Время разгона = Время торможения; tр = tт. |
Рис. 14.1: К определению пути перемещения схвата или звена робота
При этом для равноускоренного прямолинейного движения и движения по дуге окружности радиусом r получим
tр = |
v |
, |
|
(14.1) |
||||
a |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
tр = |
ω |
= |
ω · r |
, |
(14.2) |
|||
s |
a |
|||||||
где v, ω – номинальная линейная и угловая скорости;
a – линейное ускорение по соответствующей координате; s – угловое ускорение;
r – максимальный радиус обслуживания роботом.
143
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глава 14. Численные расчёты |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из 14.1 имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v = a · tр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Тогда (см. рис. 14.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
р |
|
т |
|
1 |
|
|
|
р |
1 |
|
|
|
р |
|
р |
|
|
a · tр2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
= S |
= |
2 |
· v · t |
= 2 · a · t |
· t |
= |
2 , |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sу = v · tу, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
у |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
a · tр2 |
|
|
|
2 |
||||||||
S |
|
|
= S − 2 · S |
|
= S − 2 · |
|
2 |
|
|
= S − a · tр, |
||||||||||||||
где Sр – путь, пройденный при разгоне; Sт – путь, пройденный при торможении;
Sу – путь, пройденный при установившемся режиме; tу – период установки режима;
S – полное перемещение за цикл.
v · t |
у |
2 |
|
у |
|
S − a · tр2 |
||
|
= S − a · tр |
t |
|
= |
|
2 |
. |
|
Продолжительность цикла для прямолинейного движения по отдельным координатам
tц = 2 |
· |
tр + tу = 2 |
· |
v |
|
+ |
S − a · tр2 |
= |
2 · v2 + a · S − (a · tр)2 |
|
= |
|
1 |
|
· |
2 |
· |
v2 + a |
· |
S |
− |
v2 |
= |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v2· |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
v |
1 |
|
|
2 |
|
· |
v |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
· v + a · S = |
|
· |
|
+ S . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a · v |
v |
a |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Аналогично получаем формулу для угловых координат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
ω2 |
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
tУ = |
|
· |
|
|
· |
|
+ ϕ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
(14.3)
(14.4)
Если период установки режима отсутствует, то трапецеидальный закон движения вырождается в треугольник.
Если при этом перемещение S остается неизменным, т.е. площадь треугольника равняется
площади трапеции, то скорость перемещения достигает максимального значения. Найдем эту скорость.
Для этого запишем путь разгона при треугольном законе движения
Sр = |
a · tр2 |
= |
a · tр2 · a2 |
= |
a · vmax2 |
= |
vmax2 |
, |
(14.5) |
|||||||||||||
|
|
|
|
2 · a2 |
2 · a |
|||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
2 · a2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sр = |
S |
. |
|
|
|
|
|
|
|
(14.6) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приравниваем правые части 14.5 и 14.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
vmax2 |
S |
|
max |
|
√ |
|
|
|
|
|
(14.7) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
a = |
2 |
v |
|
|
|
|
|
||||||||||||
· |
|
|
|
|
= S · a. |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
144
