pkm, Automatyka i Robotyka, Semestr 5, PKM, projekty


POLITECHNIKA ŚLĄSKA

Wydział :Mechaniczny - Technologiczny

Kierunek : Automatyka i Robotyka

Podstawy Konstrukcji Maszyn

Projekt manipulatora.

Wykonał:

.

.

Spis treści:

  1. Założenia projektowo - konstrukcyjne.......................................................3

  1. Opis istoty działania.........................................................................................3

  2. Dane sytuacje...................................................................................................4

  3. Dane ilościowe.................................................................................................4

  4. Kryteria.............................................................................................................5

  5. Zadania do wykonania.....................................................................................5

  1. Warianty manipulatora................................................................................6

  2. Dobór kryteriów..........................................................................................7

  3. Ruch manipulatora......................................................................................8

  1. Ruch poziomy..................................................................................................8

  2. Ruch pionowy................................................................................................10

  1. Opis cyklogramu.......................................................................................11

  2. Czas efektywnej pracy..............................................................................12

  3. Obliczenia ramienia manipulatora............................................................12

  1. Obliczenia skoku siłownika...........................................................................12

  2. Obliczenia reakcji podpory i siły działania siłownika ...................................13

  3. Obliczenia wytrzymałościowe ramienia........................................................14

  4. Obliczenia ugięcia ramienia...........................................................................16

  5. Obliczenia dotyczące przegubu górnego.......................................................17

  6. Dobór łożyska dla przegubu...........................................................................18

  1. Obliczenia dotyczące słupa.......................................................................19

  1. Wyboczenie....................................................................................................19

  2. Smukłość........................................................................................................21

  3. Zginanie..........................................................................................................21

  1. Dobór łożysk tocznych .............................................................................24

  1. Łożysko górne ...............................................................................................25

  2. Łożysko dolne................................................................................................26

  1. Obliczenia przegubu siłownika ................................................................26

  2. Obliczenia śrub fundamentowych.............................................................28

  3. Obliczenia połączenia spawanego.............................................................30

  4. Obliczenia momentu napędowego............................................................34

  5. Zestawienie wyników...............................................................................35

  6. Cyklogram................................................................................................36

  1. Założenia projektowo-konstrukcyjne.

  1. Opis istoty działania.

Przedmiotem manipulacji jest półfabrykat w postaci walca o średnicy d i wysokości h .

0x08 graphic

0x08 graphic
Przedmiot jest obrabiany na dwóch tokarko—frezarkach o osi pionowej sterowanych numerycznie. Jedna z nich posiada wrzeciono dolne, a druga górne. Czasy obróbki na poszczególnych stanowiskach wynoszą t1, t2, t3.

Konstruowany manipulator wykonuje następujące operacje:

  1. uchwycenie walcowego półfabrykatu z podajnika

  2. manipulacja przedmiotem

  3. przemieszczenie obiektu przed uchwyt samo centrujący obrabiarki O1

  4. wprowadzenie obiektu do uchwytu samo centrującego

  5. obróbka powierzchni A,B,C na obrabiarce O1

  6. uchwycenie obrabianego przedmiotu przez manipulator

  7. zluzowanie szczęk uchwytu samo centrującego przez obrabiarkę O1

  8. wysunięcie przedmiotu z uchwytu

  9. manipulacja przedmiotem

  10. przemieszczenie obiektu przed uchwyt samo centrujący obrabiarki O2

  11. wprowadzenie obiektu do uchwytu samo centrującego

  12. uchwycenie obrabianego przedmiotu przez obrabiarkę

  13. obróbka powierzchni E,D

  14. uchwycenie obrabianego przedmiotu przez manipulator

  15. zluzowanie szczęk uchwytu samo centrującego przez obrabiarkę O2

  16. wysunięcie przedmiotu z uchwytu

  17. manipulacja przedmiotem

  18. przemieszczenie obiektu przed uchwyt samo centrujący obrabiarki O1

  19. wprowadzenie obiektu do uchwytu samo centrującego

  20. uchwycenie obrabianego przedmiotu przez obrabiarkę

  21. obróbka powierzchni F,G na O1

  22. uchwycenie obrabianego przedmiotu przez manipulator

  23. zluzowanie szczęk uchwytu

  24. wysunięcie przedmiotu z uchwytu

  25. manipulacja przedmiotem

  26. wsunięcie obrabianego przedmiotu do odbiornika

  1. Dane sytuacyjne.

Obrabiarki mogą być usytuowane względem siebie w różny sposób. Obrabiarka O1 posiada uchwyt samo centrujący dolny na wysokości H1 obrabiarka O2 posiada uchwyt samo centrujący górny na wysokości H2

3. Dane ilościowe.

Wymiary półfabrykatu :
hmin ÷ hmax = 60-120 [mm]
dmin ÷ dmax = 80-100 [mm]
Masa chwytaka:
mch=3 [kg]

Czasy obróbki:
t1 = 36 [s]
t2 = 40 [s]
t3 = 45 [s]
Tworzywo półfabrykatu: St7
Średnica rozstawienia stanowisk w gnieździe:
D = 3,6 [m]
Wysokość położenia uchwytu od poziomu:
H1 = 400 [mm]
H2 = 800 [mm]

4. Kryteria.

  1. Minimalna masa manipulatora .

  2. Minimalna długość ruchów jałowych .

  3. Minimalny czas postoju obrabiarek .

  4. Prostota działania i wykonania manipulatora .

  5. Modułowość mechanizmu obroyu i ruchu pionowego manipulatora.

  6. Minimalny błąd pozycjonowania przedmiotu 0,2-1 mm

  7. Duża sztywność układu .

  8. Maksymalny stopień wykorzystania elementów znormalizowanych i typizowanych

  9. Trwałość układów przegubowych > 20 000 godzin .

  1. Zadania do wykonania.

  1. analiza czasowo-ruchowa, kinematyczną w celu wykonania cyklogramu pracy gniazda .

  2. analiza kinematyczna manipulatora

  3. koncepcje napędów ruchów manipulatora wraz z napędami

  4. dokonać wyboru koncepcji najlepiej spełniającej kryteria do realizacji w procesie projektowo—konstrukcyjnym

  5. dobrać cechy konstrukcyjne układu realizującego ruch manipulatora

  6. rysunek złożeniowy manipulatora oraz rysunek wykonawczy ustroju nośnego (słupa) manipulatora

  1. 0x08 graphic
    Warianty manipulatora.

  1. Dobór kryteriów.

X

K 1

K 2

K 3

K 4

K 5

K 6

K 7

K 8

K9

ΣKi

W 1

W 2

W 3

W 4

K 1

X

0

0,5

0

0

0,5

0

0,5

0

1,5

2

3

1

3

K 2

1

X

0,5

0.5

0,5

1

0.5

1

0,5

5,5

2

3

2

3

K 3

0,5

0.5

X

0,5

0

0,5

0

0.5

0

2,5

2

3

2

3

K 4

1

0.5

0,5

X

1

0,5

0.5

1

0,5

5,5

1

3

1

4

K 5

1

0,5

1

0

X

0.5

0,5

1

0,5

5

2

3

2

4

K 6

0,5

0

0,5

0,5

0.5

X

0

0.5

0,5

3

3

3

4

3

K 7

1

0.5

1

0.5

0,5

1

X

1

0,5

6

2

3

3

4

K8

0,5

0

0

0

0

0,5

0

X

0

1,5

2

2

2

2

K9

1

0.5

0.5

0,5

0.5

0.5

0,5

1

X

5,5

4

4

4

4

W1

W2

W3

W4

Ow

80,5

112

88

128

w

0,45

0,62

0,48

0,71

0x01 graphic

0x01 graphic

Do dalszych obliczeń wybieram wariant 4 ponieważ najlepiej spełnia zadane kryteria.

  1. Ruch manipulatora.

  1. 0x08 graphic
    Ruch poziomy.

v- prędkość średnia - przyjmuję 1 m/s

droga:

Swe - O1=2Πr450/3600= 0,7 m

SO1-O2=1,4 m

SO2-Wy=0,7 m

SO1-Bp=0,7 m

Czas:

T=s/v → twe-O1=0,7 s; tO1-Bp=tBp-O2=tO2-Wy=0,7 s

prędkość kątowa:

ω=v/r = 1/1,8 =0,5 [1/s]

prędkość obrotowa:

n=60ω/2Π = 4,7 [obr/min]

przyspieszenia liniowe;

0x01 graphic

an2*r ; at=v/t

an=0,52*1,8=0,45 [m/s2]

atwe-O1=1,4 [m/s2]

aO1-O2=0,7 [m/s2]

aO1-wy=0,47 [m/s2]

atwe-O1=0,35 [m/s2]

a=1,6 [m/s2]

przyspieszenia kątowe:

ε

εtwe-O1=ω/twe-O1=1 [1/s2]

εO1-O2=0,35 [1/s2]

εO1-wy=0,23 [1/s2]

εtwe-O1=0,17 [1/s2]

2. Ruch pionowy.

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
α=tg200/1800=6,30

2α=12,60

droga:

S2-1=2Πr*6,30/3600=0,21 m

S1-3=0,39 m

czas:

t2-1=0,25 [s]

t1-3=5 [s]

prędkość kątowa:

ω=v/r= 0,5 [/s]

prędkość obrotowa:

n= 4,7 [obr/min]

przyspieszenie liniowe:

an=0,45 [m/s2]

at2-1=5 [m/s2]

at1-3=2,5 [m/s2]

a=6,8 [m/s2]

przyspieszenia kątowe;

ε2-1=2,5 [1/s2]

ε1-3=0,125 [1/s2]

  1. Opis cyklogramu.

  1. pobranie przedmiotu 1

  2. umocowanie przedmiotu w O1

  3. pobranie przedmiotu 2

  4. umieszczenie przedmiotu w bazie

  5. zabranie przedmiotu 1 z O1 po obróbce

  6. umieszczenie obiektu w O2

  7. pobranie przedmiotu 2 z Bp

  8. zamocowanie obiektu 2 w O1

  9. pobranie przedmiotu z O1 po obróbce

  10. odłożenie obiektu 2 do Bp

  11. pobranie obiektu 1 z O2 po obróbce

  12. zamocowanie przedmiotu w O1

  13. Pobranie obiektu 2 z Bp

  14. zamocowanie obiektu w O2

  15. pobranie obiektu 3 z We

  16. odłożenie obiektu do Bp

r. pobranie obiektu 1 z O1 po obróbce

  1. odłożenie obiektu po obróbce do Wy

  2. pobranie obiektu 2 z O2 po obróbce

  3. zamocowanie obiektu w O1

  4. pobranie obiektu z O1

  5. odłożenie obiektu do Wy

  6. pobranie obiektu z Bp

  1. Czas efektywnej pracy.

tp-czas pracy obrabiarki

tc - czas trwania cyklu pracy

z - procentowe wykorzystanie czasu przez obrabiarkę

tc = 157 s ; z= tp/tc*100%

czas efektywnej pracy na obrabiarce O1:

zO1=104/157*100=66,2% tpO1=104 s

czas efektywnej pracy na obrabiarce O2:

zO2=72/157*100=45,8% tpO2=72 s

  1. Obliczenia ramienia manipulatora.

0x08 graphic
0x08 graphic

α=6,30

h=0,2 [m]

r=1,8 [m]

  1. Obliczenia skoku siłownika;

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

AB=374,76 ;β=83,70

z twierdzenia cos.:

0x01 graphic

BD=334,3 [mm]

0x01 graphic

EB=410,4 [mm]

Skok siłownika wynosi 76,15 [mm]

  1. Obliczenia reakcji podpory i siły działania siłownika :

0x08 graphic

Wartość sił działających na ramię

G1- składa się z ciężaru elementu i chwytaka

G1=(mch+mp)g

Masa przedmiotu:

Element wykonany ze stali st7 ρ=7,8 [g/cm3]=7800 [kg/m3]

mp=ρ*Vp

Vp=Πd2/4*h

mp=1,8 [kg] ; masa chwytaka : mch=3 [kg]

G1=(3+1,8)9,81=47 [N]

G22 - masa ramienia

Ramię wykonano z ceownika C160

PN-71/H93451, masa - 18,8 [kg/m]

G22= 1,8*18,8*9,81=331,9 [N] - ciężar ramienia na długości 1.8 m.

G21=0,4*18,8*9,81=73,7 [N] - ciężar ramienia na długości 0,4 m.

Równania równowagi:

Oś y:

ΣFiy: -P sin450 - G21 + RA - G22 -G1 = 0

ΣMiA: P0,4 sin450 + G210,2 - G22 0,9 - G11,8 = 0

0x01 graphic

P = 1303,9 [N]

RA=1374,5 [N]

Na podstawie obliczeń dobieram siłownik typu DNU - SN - PPV - A o skoku 80 mm , sile wyciągu 1761 N, sile wciągu 1601 N i masie 2,5729 kg.

  1. Obliczenia wytrzymałościowe ramienia .

Obliczenia wytrzymałościowe momentu gnącego .

0x08 graphic

Py = 921,9 [N]

Dla 0<x<l1 dla 0 dla l1

Mg=-Pyx Mg=0 Mg=-Pyl1 = -184,3 [Nm]

Dla l1<x<2l1

Mg = - Pyx - G21 (x - l1)

dla x=l1 dla x=2l1

Mg = -184,3 [Nm] Mg = -383,5 [Nm]

Dla 2l1<x<2l1+l2

Mg = - Pyx - G21 (x - l1) + RA (x-2l1)

dla x=l1 dla x=2l1+l2

Mg = -383,5 [Nm] Mg = -42,4 [Nm]

Dla 2l1+l2<x<2l1+2l2

Mg = - Pyx - G21 (x - l1) + RA (x-2l1) - G22(x-2l1 - l2)

dla x=2l1+l2 dla x=2l1+2l2

Mg = -42,4 [Nm] Mg = 0 [Nm]

Maksymalny moment gnący wynosi

Mgmax= - 383,5 [N]

Z norm dobieram wartość W dla zadanego ceownika :

Wx = 1,16 * 10-4 [m3]

Wy = 1,83 * 10-5 [m3]

Dla stali st7 dopuszczalne naprężenia Kg0=65 [MPa]

Ceownik jest dobrze dobrany , jeżeli jest spełniona nierówność:

0x01 graphic
3,3 [MPa] <65 [MPa]

0x01 graphic
2,09 [MPa] < 65 [MPa]

wsp. bezpieczeństwa ≈ 3,5

Pomijam obliczenia ramienia związane z działaniem karbu w miejscu podparcia spowodowanego wykonaniem otworu ze względu na wysoką liczbę bezpieczeństwa .

  1. Obliczenia ugięcia ramienia.

0x08 graphic

f- strzałka ugięcia

Mg(y) = P sinαx + G21(x-0.2) - RA(x-0.4) + G22(x-1.3)

0x01 graphic

warunki:

x=0.4 y=0 ⇒ D=75.9

x=0 y=0 ⇒ C=-142,3

Obliczam ugięcie:

X=2 [m]

Y=1/EI*120,5

Y=6,5*10-4 [m] = 0,65 [mm]

Ramię zostało poprawnie dobrane ponieważ ugięcie mieści się w przedziale 0,2< y < 1 [mm].

  1. Obliczenia dotyczące przegubu górnego.

Ramię manipulatora będzie osadzone na osi ustalonej w łożyskach osadzonych w uchwycie który jest przyspawany do słupa..

Obliczam średnicę osi;

0x08 graphic

F r- siła reakcji ramienia

Fr=1374,5 [N]

F=2F

a=1.9 [m]

b=0,02 [m]

Maksymalny moment gnący :

Mgmax=0,5Fr*0,02=13,7 [Nm]

Dla stali st7 kg=200 [MPa]

Obliczam średnicę;

0x01 graphic

d=8,27*10-3

przyjmuję d=10 [mm]

  1. Dobór łożyska dla przegubu.

P0=F=687,2 [N]

Dobieram współczynnik S0=2 odnoszący się do dużych wymagań bezproblemowej pracy przegubu.

C0=P0*S0

C0=2*687,2=1374,5 [N]

C0 - nośność spoczynkowa

Z katalogu dobieram łożysko kulkowe zwykłe 16002 PN - 85/N - 86100

gdzie:

C=4300 [N]

C0=2500 [N]

Weryfikacja łożyska ze względu na założone 20 tyś. godzin pracy;

0x01 graphic

dla łożysk kulkowych q=3

n= 31.8

L=22059,6 [h]

Łożysko spełnia założenia dotyczące ilości godzin pracy.

VIII. Obliczenia dotyczące słupa.

  1. Wyboczenie.

0x08 graphic

Korzystając ze wzoru Eulera 0x01 graphic

nw - współczynnik bezpieczeństwa (1,3-4) - przyjmuję nw = 4

Wyznaczam moment bezwładności :

0x01 graphic

I = 3,33*10-9 [m4]

Przyjmuję przekrój rurowy słupa o wymiarach

Dzew=160 [mm] ; dwew =14g ; g=10 [mm]

0x08 graphic
Moment bezwładności:

I=Π/64(Dzew4 - dwew4) = Π423,75g4

Przyrównując oba momenty otrzymuję:

0x01 graphic

g≥2,502 10-3[m]

warunek na wyboczenie jest spełniony dla g=10 [mm].

  1. Smukłość.

λ>λgr

Rm=200 [MPa]

λgr=0x01 graphic

λ=lr/i

0x08 graphic
s=Π/4*(dz2-dw2)= 4,71*10-3 [m]

s - pole przekroju

i - promień bezwładności

0x01 graphic

λ=lr/i = 1366,2

warunek λ>λgr jest spełniony.

  1. 0x08 graphic
    Zginanie.

Obliczam siłę G4

G4=ρ*V*g

ρ=7800 [kg/m3]

V=Π/4*(0,162-0,142)

g-9.81

G4=414,5 [N]

Obliczam przyspieszenia punktów w miejscu przyłożenia sił.

amax=1,75 [m/s2]

a=1,75 [m/s2]

Na podstawie tw. Talesa :

a1 /2*0,9= a2 /0,9 → a2 = a1/2 = 0,875 [m/s2]

a3 /0,2= a2 /2*0,9 → 0,22 [m/s2]

a5 = a1 0,2/1,8 = 0,22 [m/s2]

Obliczam prędkości liniowe;

V1 = 0,628*1,75 = 1,09 [m/s]

V2 = 0,54 [m/s]

V3 = 0,138 [m/s]

V4 = 0,138 [m/s]

Obliczam siły odśrodkowe;

O1 = m1*V12 / 2l2 = 7,62 [N]

O2 = m2*V22 / l2 = 10,96 [N]

O3 = m3*V32 / l1 = 0,71 [N]

O5 = m5*V52 / l1 = 0,24 [N]

Równania równowagi;

ΣFix: HA - G4 -G3 - G21 -G22 -G1 -G5 = 0

ΣFiy: -RA +RB + O5 + O3 - O1 - O2 = 0

ΣMiA: RB0,22 + O3 0,6+G210,2 - O2 0,6 -G22 0,9- O 0,6 - G1 1,6 - MB + O5 0,4

+ G5 0,2 =0

Moment bezwładności ;

Iε = 7,85 * 10-9

Z równań równowagi:

HA=871/1 [N]

RB = 518.5 [N]

RA = 501 [N]

Obliczam maksymalny moment gnący:

Mg=RA*x 0 < X < 0,22

Dla x=0 Mg= 0

Dla x = 0,22 Mg = 325,5 [Nm]

Mg=RA*x + RB( x - 0,4) 0,22 < X < 0,6

Dla x=0,22 Mg= 325,5 [Nm]

Dla x = 0,6 Mg = 835,5 [Nm]

Obliczenia wytrzymałościowe na zginanie:

Wx = I/e I = Π/64 *(D4 - d4)

e=8g

D=16g

d=14g

Wx = Π53g3

0x01 graphic

dla stali st7 kg=200 [MPa]

0x01 graphic

g≥2,93*10-3 [m]

Grubość ścianki jest większa od obliczonej → została dobrana poprawnie.

  1. Dobór łożysk tocznych.

Na słupie osadzone będą dwa łożyska . Górne przenosi tylko obciążenia poprzeczne , dolne przenosi obciążenia wzdłużne i poprzeczne .

0x08 graphic

Równania równowagi;

ΣFix: RAx + RBx + O1 + O2 + O3 + O5 =0

ΣFiy: RAy + RBy + B3 + B5 +B2 - B1 =0

ΣFiz: RAz - G5 - G4 - G21 - G22 - G1 =0

ΣMix: RBy0,22 - B2 0,6 - B10,6 + B30,6 + B50,4 =0

ΣMiy: RBx0,22 + O20,6 + O10,6 - O30,6 - O50,4 + G11,8 + G220,9 - G210,2 -

Obliczam siły bezwładności

B=m*a

B1 = m1* a1 = 11,21 [N]

B2 = m22* a2 = 26,2 [N]

B3 = m21* a3 = 1,65 [N]

B5 = m5* a5 = 0,56 [N]

Z równań równowagi:

RBx = -518 [N] RB = 519,5 [N]

RBy = 40,7 [N]

RAx = 535 [N]

RBy = 5,4 [N] RA = 1024 [N]

RAx = 873,2 [N]

  1. Łożysko górne.

Obciążenie Fr = RB = 519,5 [N] P0 = Fr

Przyjmuję łożysko kulkowe S0 = 2

Nośność spoczynkowa:

C0 = 2*P0 = 1039 [N]

Dobieram łożysko kulkowe 61832

Gdzie: C0 = 4680 D = 200 , d = 160

C = 4600

Sprawdzenie warunku założonych 20 tyś godzin pracy:

0x01 graphic

q=3

n = 59,7 [obr/min]

L = 27162 [h]

Warunek jest spełniony.

  1. Łożysko dolne.

Przyjmuję łożysko baryłkowe .

Obliczam obciążenie.

P0 = Fr + y0Fa

Fr = RA

FA = RAz

y0 = wsp. obciążeń statycznych .= 2.1

Po = 1024 + 2,1 * 873,2 = 2857,7 [N]

Nośność statyczna

S0 = 3,5

C0 = S0 * P0 =10002 [N]

Dobieram łożysko 23124W33;

C0 = 43700 [N] ; D = 200 ; d = =120 ; C = =64600 [N] q = 3,3

Sprawdzenie czy łożysko wytrzyma założone 20 tyś. godzin:

0x01 graphic

L = 137 151 [h]

Warunek jest spełniony.

  1. Obliczenia przegubu siłownika.

Do połączenia siłownika z ramieniem stosuję połączenie sworzniowe . Sworzeń wykonany jest ze stali St6 ks= kt = 110 [MPa]

Warunek wytrzymałościowy :

0x01 graphic

Obliczam średnicę sworznia;

0x01 graphic

d≥3,78 * 10-3 [m]

przyjmuję d = 12 [mm]

łożysko ślizgowe dla sworznia :

dla st6 kgo = 65 [MPa] ; k0 = 6 [MPa]

λ = l/d = 0x01 graphic

λ = 1,48

przyjmuję λ = 1,5

W otworze ucha znajduje się panewka łożyska .

Obliczam średnicę czopa.

0x01 graphic

d≥0,0117 [mm]

przyjmuję d= 12 [mm]

długość czopa:

l = λ * d = 1,5*12 = 18 [mm]

  1. Obliczenia śrub fundamentowych.

0x08 graphic

Równania równowagi

ΣFix: O1 + O2 - O3 - O5 = Rx

ΣFiy: B3 - B2 - B1+ B5 = Ry

ΣFiz: - G5 - G4 - G21 - G22 - G1 = Rz

Mx =B10,6 + B2 0,6 - B30,6 - B50,4

My= O10,6 + O20,6 - O30,6 - O50,4 + G11,8 + G220,9 - G210,2 -G50,2

Mz= - B11,8 - B20,9 + B30,2 + B50,2

Z równań równowagi:

Rx=17,63

Ry=-35,32

Rz= -873,2

Mx= 40,73

My= 337

Mz= -38,5

0x08 graphic

Obliczenia śrub fundamentowych;

σN=873,2/0,6 * 0,6 = 2425,5 [N]

σS=8Qw1/0,36

σMgx=40,73/5,87 * 10-4 = 69386,7

Wx= Ix'/ex

Ix = 0,6*0,63/12 = 0,0108

Ix' = 0,0108 + 0,35 (0,3)2 = 3,525 * 10-4

ex = 0,6

Wx = 5,87 * 10-4

Wy = Wx

σMgy = 574105,6

Qw1 ≥ (- 2425,5 + 547105,6 + 69386,7 )*0,3/8

Qw1 ≥ 288848

0x01 graphic

T = 39,4-108,9 = -69,5

W0= I0/e0 = 0,12728

I0' = 0,0216 + 0,09 * 0,36

I0' = 0,054

e0 = 0,4243

μ = 0,1

Qw2 = (-69,5 - 87,3)* 1/08

Qw2≥ -196

Przyjmuję śruby kl. 3,6

Re = 180 [MPa]

0x01 graphic

d≥ 14,2 [mm]

przyjmuję 8 śrub M16.

  1. 0x08 graphic
    Obliczenia połączenia spawanego.

Obliczenia dotyczą spoiny pachwinowej o grubości 5 [mm].

Rx=17,63

Ry=-35,32

Rz= -873,2

Mx= 40,73

My= 337

Mz= -38,5

Obliczam wskaźnik wytrzymałości:

Ix = Uy = Π/64 (D4 - d4) = 2,23*10-5

ex = ey = D/2

Wx = Wy = Π/32 (S4 - d4/D) = 1,94*10-4

Obliczam naprężenia w spoinie:

τx = Rx/P

P = Π/4 (0,232- 0,222) = 3,53*10-3

τx = 4979,8

τy = -9987,8

τz = -236879,1

τMx = Mx/Wx

τMx = 173195,9

τMy = 1706185,6

τMz = -198453,6

Dla spoiny pachwinowej

τ ≤ SR 1,1

S = 0,8 ;R = 250 [MPa]

τ ≤1,1SR = 220 [MPa]

Maksymalnie jest obciążony punkt A i dla niego :

0x01 graphic

τA = 1,6425403 ≤ 220 [MPa]

Warunek wytrzymałościowy jest spełniony - spoina wytrzyma zadane obciążenia.

Rozkład naprężeń w spoinie:

0x08 graphic

  1. Obliczenia momentu napędowego.

ΣMz: MB - B3 0,2 = B5 0,2 + B2 0,9 + B1 1,8 - Mn = 0

Mn = 38,6 [Nm]

Dobieram siłownik pneumatyczny obrotowy 11910 DSR - 16 - 180 - P

  1. Zestawienie wyników.

Do obliczeń przyjęto wariant 4 .

Cykl pracy trwa 157 [s] i w tym czasie obrabiane są jednocześnie dwa przedmioty.

Dobrano siłownik typu DNU-SN -PPV-A o sile wyciągu 1761 [N] i sile wciągu 1601 [N], skok 80 [mm].

Ramię manipulatora wykonano z ceownika C160 wg PN-71 /H93451.

Ramię jest ustalone na osi o wymiarach φ10 i długości 202 [mm]

Oś jest ustalona w łożyskach tocznych 16002 kulkowych wg PN-85/M-86100.

Słup posiada przekrój rurowy o wymiarach D=160 [mm] , d= 14 [mm] , g= 10 [mm].

Siłownik połączony jest z ramieniem i słupem za pomocą sworznia o średnicy d=12 [mm].

Słup ustalony jest łożyskach : górnym -kulkowym 61832 D=200, d=160 ;

Dolnym - baryłkowym 23124W33 D=200 d= 120 .

Manipulator jest przytwierdzony do podłoża przy pomocy 8 śrub fundamentowych M16 .

Do połączenia dolnego korpusu ze słupem zewnętrznym w którym ustalone są łożyska zastosowano spoinę pachwinową o grubości 5 [mm] .

Do napędu słupa zastosowano siłownik pneumatyczny obrotowy 11910-DSR-16-180 -P.

0x08 graphic

1

2

Podstawy Konstrukcji Maszyn -projekt manipulatora.

0x01 graphic

0x01 graphic

α

α

0x01 graphic

α

0x01 graphic

α

α

β

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka