Проектирование роботов и робототехнических систем, страница 11

По формуле 3.35 получаем долговечность равную:

 ч.

Полученное значение слишком велико из-за большого диаметра вала, который необходим для устойчивости винта от изгиба при кручении.

3.2.8 Выбор электродвигателя

Мощность электродвигателя N_эл вычислим по формуле:

,                                                                                  (3.38)

 Вт.

По полученным значениям подбираем электродвигатель переменного тока АИР 63 В2:

·  Мощность – 550 Вт;

·  КПД – 75%

·  Синхронная частота вращения – 3000 об/мин;

·  Масса – 6,1 кг.

3.3.1 Выбор подшипников

3.3.2 Данные:

Диаметр вала d = 35 мм, необходимый ресурс L_10ah = 7000 часов.

Подшипник шариковый радиальный: 107:

·  Динамическая грузоподъёмность C_r = 15900 Н;

·  Статическая грузоподъёмность C_0r = 8500 Н;

·  Диаметр шарика  мм;

·  Диаметр окружности расположения центра шариков  мм;

·  Осевая сила F_a =314 Н;

·  Угол контакта .

3.3.3 Расчёт на долговечность

Для радиального подшипника необходимо найти значение коэффициента f₀. Находиться коэффициент из таблицы 7.3 [1]. Для его определения найдём значение выражения:

,                                                                                  (3.39)

где     α – угол контакта, град;

 – диаметр шарика, мм;

 – диаметр окружности центра шариков, мм;

.

По таблице 7.3 [1], коэффициент f₀ = 14,9.

Находим коэффициент осевого нагружения e:

,                                                                (3.40)

где     F_a – осевая сила, F_a = 314 Н;

C_0r – статическая грузоподъёмность, C_0r = 8500 Н;

.

Вычислим эквивалентную динамическую нагрузку:

,                                                                              (3.41)

где     К_Б – коэффициент динамической нагрузки, по таблице 7.6 [1] К_Б = 1.5;

К_т – температурный коэффициент, К_т = 1;

 Н.

Ресурс подшипника:

,                                                                      (3.42)

где     a₂₃– коэффициент, корректирующий ресурс подшипника, a₂₃= 0,7;

n – частота вращения подшипника, n= 3000 об/мин;

 ч.

Полученное значение слишком велико из за низких нагрузок и отсутствия радиальных нагрузок. Радиальные нагрузки будут увеличиваться со временем от изнашивания втулки и передачи в целом, или появятся из-за неточного монтажа передачи (перекосов, несоосности). Меньший диаметр выбрать нельзя, так как внешнее кольцо подшипника будет задевать торец части вала с резьбой для шарико-винтовой передачи, что не допустит вращение вала.

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Анализ производительности промышленного робота

Для нахождения производительности РТК воспользуемся формулой

,                                                             (4.1)

где     t_см - продолжительность смены, ч, t_см=8;

t_пз - подготовительно-заключительное время, ч, t_пз=0,3;

j₁ - коэффициент использования рабочего времени, j₁=0,95;

j₂ - коэффициент использования машинного времени, j₂=0,85;

t_ц - время цикла, ч.

Время цикла находим по формуле

t_ц = 10t₁ + 10t₂ + t₃ + t₄ + t₅ + t₆ + t₇ + t₈ + t₉,                                       (4.2)

где     t₁ - среднее время подъема/опускания руки робота, с, t₁ =1.5 с;

t₂ - время зажима/разжима губок схвата, с, t₂ = 1.5 с;

t₃ - среднее время перемещения от участка поступления заготовок до                              станка №1, с, t₃ = 2 с;

t₄ - среднее время перемещения от станка №1 до станка №2,с, t₄ = 2 с;

t₅ - среднее время перемещения от станка №2 до станка №3,с, t₅ = 4 с;

t₆ - среднее время перемещения от станка №3 до участка погрузки                         деталей, с, t₆ = 2;

t₇ - среднее время обработки на станке №1, с, t₇ = 40 с;

t₈ - среднее время обработки на станке №2, с, t₈ = 50 с;

t₉ - среднее время обработки на станке №3, с, t₉ = 30 с.

t_ц = 10∙1.5 + 10∙1.5 + 2 + 2 + 4 + 2 + 40 + 50 + 30 = 160 с = 0,044 ч

Полученные значения подставляем в формулу 4.1:

= 141 шт.

4.2 Имитационное моделирование работы промышленного робота