14.3. Выбор типа и размера двигателя

Тогда

a Tu = k2 · I · r .

Момент от веса груза и частей робота

X

Tн = m · g · r + mj · g · rj · sin β,

где mj – масса вращающейся неуравновешенной части робота с номером j;

rj – расстояние от центра тяжести неуравновешенной части робота с номером j до оси вращения робота при max радиусе вращения r;

β – угол наклона плоскости вращения к горизонтальной плоскости.

Пусть

P

k3 = 1 + mj · g · rj . m · g · r

Тогда

Tн = k3 · m · g · r · sin β.

Момент сил трения

Запишем момент трения в подшипнике с номером k

Tтрk = 0, 5 · Fk · fk · dk,

где Fk – сила, действующая на подшипник с номером k;

fk – приведённый коэффициент трения для подшипников качения либо коэффициент трения скольжения в зависимости от типа подшипника;

dk – внутренний диаметр скольжения с номером k.

Суммарный момент сил трения

Тогда суммарный момент трения складывается из моментов трения в каждом подшипнике

X

Tтр = Tтрk .

14.3Выбор типа и размера двигателя

14.3.1Пневмо и гидроцилиндры

Выбирают по силе Fшт на штоке цилиндра (см рис. 14.2, а) 1. при прямолинейном движении груза

2. при движении по окружности

147

Глава 14. Численные расчёты

В формулах 14.11, 14.12

F и T – сила и момент – находятся по формулам 14.9 и 14.10; h – плечо, на которое прикладывают силу Fшт;

i и η – передаточное отношение и КПД механизма между штоком цилиндра и исполнительным механизмом робота соответственно.

При отсутствии передаточного механизма

Fшт ≥ F ;

Tшт ≥ Th .

Найдем силу передаточного механизма.

Сила на штоке цилиндра

1. при подаче давления со стороны поршня

В формулах 14.13, 14.14

p – давление рабочей среды (воздуха или жидкости);

ηм – механический КПД цилиндра, учитывает потери на трение в уплотнениях поршня и штока.

Из формулы 14.13 и 14.14 находим необходимое давление

Зная скорость штока, можем найти расход жидкости в гидроцилиндрах

vшт Q.

При подаче давления со стороны поршня

Расход воздуха в пневмодвигателях не оцениваем, т.к. запас воздуха в пневмосети значительно выше, чем расход робота.

148

14.3. Выбор типа и размера двигателя

14.3.2Поворотные лопастные пневмо- и гидродвигатели

Подбираются по моменту Tд на валу двигателя

Рис. 14.2: К расчету давления в гидроцилиндрах ( а) и в гидродвигателях поворотных ( б )

В формулах 14.19, 14.20

F и T находятся по формулам 14.9 и 14.10;

ρ – радиус приведения,

ρ = ωвыхv ,

где v – скорость прямолинейного движения груза;

ωвых – угловая скорость звена механизма, преобразующего вращательное движение в посту-

пательное;

i и η – передаточное отношение и КПД механизма между валом двигателя и исполнительным звеном робота.

В большинстве случаев пневмо- и гидроприводы не имеют передаточный механизм, тогда формулы 14.19 и 14.20 имеют следующий вид

Tд ≥ F · ρ;

Tд ≥ T.

149

14.3.3Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбирают по номинальной мощности Pн. Потребная мощность двигателя при прямолинейном движении, кВт,

где v – скорость прямолинейного движения груза;

η – КПД механизма между валом электродвигателя и исполнительным звеном робота (рабо-

чим органом).

Необходимая мощность двигателя при движении груза по дуге окружности с радиусом r, кВт,

где n и ω – частота вращения и угловая скорость груза при движении по дуге окружности с радиусом r.

150