Розрахунок вакуумного захоплювача
При захваті, підйомі і переміщенні вантажу вакуумним захоплювачем (рис.4.3) діють: сила притягнення вакуумної захоплюючої камери (ВЗК); сумарна протидіюча сила, яка намагається відірвати вантаж від захоплювача.
Рисунок 6.3 – Схема до розрахунку вакуумного захоплювача: а – вертикальний; б – боковий.
Роботоздатність вакуумних захоплювачів забезпечується у тому випадку, коли сила вакуумного притиснення вантажу до захоплювача буде більше сили його відриву ().
У практиці при центральному захопленні вантажу силу відриву визначають через масу вантажу за допомогою наступних формул:
при горизонтальному розташуванні захоплювача з вантажем (рис.6.3,а)
(4.19)
при вертикальному (рис. 6.3,б)
(4.20)
де - маса вантажу, кг;
- коефіцієнт роботоздатності відповідно для горизонтального і вертикального положень;
- коефіцієнт тертя вантажа
Коефіцієнт роботоздатності враховуючий усі протидіючи сили і згідно з елементарними даними
Коефіцієнт зниження вантажопідйомності захоплювача розрахована за формулою
(4.21)
де - ширина ущільнення, мм;
- внутрішній діаметр ущільнення, мм;
- мінімальний питомий тиск для герметизації ущільнення (табл. 4.4);
- розрідження повітря у захоплювачі.
Розрідження повітря у захоплювачі
(4.22)
де - тиск відповідно атмосферне і у вакуумної камери.
Робоче разрежение, яке створюється у сучасних вакуумних вантажозахоплюючих пристроях, знаходиться в межах = 53...90 кПа.
Таблиця 4.3 - Значення коефіцієнта тертя
Матеріал поверхні |
Значення | |
вантажу |
ущільнення | |
Бетон |
Губчата гума Вулканізована м’яка гума |
0,6...0,8 0,5...0,7 |
Сталь |
М’яка гума Губчата гума |
0,3...0,5 0,3...0,5 |
Сталь з поверхневою іржавою та окаліной |
|
0,5...0,7 |
Мармур полірований і граніт |
М’яка гума |
0,3...0,5 |
Синтетичні полімерні матеріали (склопластик і т.д) Теж |
М’яка гума
Губчата гума |
0,3...0,5
0,4...0,6 |
Скло, полірований мармур |
Губчата гума |
0,3...0,4 |
Примітка:1. Коефіцієнти тертя зазначені для сухих поверхонь, для змочених вони зменшуються приблизно у два рази.
2. Поверхня вантажу (якщо немає застережень) вважається гладкою, щільною.
3. Нижня межа коефіцієнтів тертя відноситься до тиску на контактних поверхнях 3 мПа и більше; верхня – до меншого тиску і шорсткій поверхні.
Потрібна сила тяжіння вакуумного вантажозахоплюючого пристрою
(4.23)
де:-коефіцієнт запасу вакуумних захоплювачів,=2.
У випадку зміщення центра дії вакуумного захоплювача (рис. 4.4) умова його працездатності висловлюється рівнянням
(4.24)
Де: - коефіцієнт зміщення захоплювача;
- ефективна площина дотику ущільнення.
Рис. 7 – Работа захвата при внецентровом взаимодействии с грузом
Звідки
(4.25)
Коефіцієнт зміщення визначається залежностями:
при одній вакуумній камері (рис 4.4,а)
(4.26)
при декількох вакуумних камерах (рис 4.4, б)
(4.27)
де - середній діаметр ущільнення кільця.
Величина визначається точністю позиційонування механізму.
Ефективна площина дотику ущільнення
(4.28)
де - зовнішній діаметр ущільнення.
Необхідна кількість вакуумних захоплюючих камер розраховується по формулі
(4.29)
де - коефіцієнт, враховуючий зменшення сили вакуумного тяжіння,=0,9.