1.凸轮分割器
(小丸子第十三期选型)
1.常见的可以实现转动的机构:(精度由高到低排序)
dd马达(负载大,精度高,价格贵)
中空旋转平台(相当于减速机)
凸轮分割器(一般最常用)
自制的旋转平台(伺服电机加联轴器加减速机连接转盘)
3. 凸轮分割器分类:
1.心轴型(DS):与输出轴连接,一般不用,一般做减速机用
2.法兰型(DF):每个面都有安装孔,安装方便,最常用
3.平台桌面型(中空型)(DT):中间部分不动,外面转动,不转的部分可以用来安装气缸等其他的作用件
超薄平台桌面型(DA):和DT没啥区别
4. 基本参数:
1、分割数:输出轴旋转一周所需停留的次数。(几个工位停几次)
2、驱动角:输入轴驱使输出轴分度所需旋转的角度。有90,120,180,270,300
驱动角+静止角=360° 驱动角越大,运行越平稳,所以驱动角能大则大。
3、动静比:如果驱动角是90°,那么动静比是1:3
4、旋转方向:这个无所谓,因为电机的旋转方向我们可以控制,所以凸轮分割器的旋转方向我们不计较。
6、轴距(规格):输入轴和输出轴之间的距离,轴距越大,分割器的负载能力越大。
转盘直径:不超过轴距(规格)的五倍
转盘厚度:不要大于25mm
7、凸轮曲线
7.1:变形梯形曲线(MT):用于自动化机械设备上面的高速凸轮,特点就是最大加速度小,用于高速轻载。
7.2:变形正弦曲线(MS):最常用的,用于一些中高速中负载的情况。
7.3:变形等速曲线(MCV):用于行程需要等速运动的场所,但加速度大,除非需要等速运动时,否则避免不用。
弧度=角度*(π/180)
弧长=弧度*半径
凸轮分割器选型计算:
(小丸子第十三期选型)
已知条件:
1.分割数:s=8
2.节拍:6S
3.静止时间:5S
4.凸轮曲线:变形正弦曲线 Vm=1.76 am=5.53 Qm=0.99
5.转盘直径:800 mm 厚度:20mm 转盘材料:AL6061 求得转盘质量:实际27按30kg算
6.治具质量:m2=3 Kg
7.工件质量:m3=0.5 Kg
8.治具到转盘中心距离r=300mm
解:用DF凸缘型号分割器
扭矩计算:惯量J x 角加速度β
惯量计算: 转盘按圆柱体计算,治具按细圆环计算惯量
转盘惯量:0.5MR^2 = 0.5* 0.4^2*30 = 2.5 kg.m^2
治具惯量:MR^2 = 3.5*0.3^2 = 2.52 kg.m^2
总惯量 = 2.5+2.52 = 5.02 kg.m^2
节拍6s,停止时间5s,动静比1:5
驱动角:360 x 1/6 = 60° 我们查手册发现没有60°的驱动角,那我们就停电机,既然都停电机了,那我们就选择270°的驱动角。也就是转动的那一秒转270°,剩下的5秒钟可以停电机,然后再转动。
转速:1秒钟要转270°,所以转速接近60r/min
一般选变形正旋曲线,am = 5.53 ,n是转速60r/min ,是驱动角270°
根据转盘直径:不超过轴距(规格)的五倍,我们最小选800/5 = 160轴距的分割器,在8工位,270°,100r/min,所以我们预选18D(轴距为180)的DF凸轮分割器。
查表可知,18D的凸轮分割器,轴向负载1.2T,径向负载1.5T,在100r/min的情况下,容许转矩为1095NM,所以绰绰有余。4.5D到18D的凸轮分割器在100r/min的扭矩都超过了38.7NM,所以都可以选。(1Kgf.m等于10NM)
接下来选型电机:
此电机属于57步进电机,在750转/分钟时加10倍行星减速机满足扭矩。
2.导轨
直线导轨:用来支撑和引导运动部件,按照指定方向做往复直线运动,用于高精度或高速直线往复运动,且可以承受一定量的扭矩。
带预压的精度高一些,非标一般用无预压和普通间隙的比较多。
互换性导轨是预压精度低,非互换性导轨是预压精度高。
导轨选型就看,基本动额定负载 和 容许静力矩
导轨横着放,只看基本动额定负载 ,重力就等于基本动额定负载,
导轨竖着放,主要要看容许静力矩,又分为三种方向上的力矩,
基本动额定负载 一般都很大,不会出问题,一般只有竖放情况下容许静力矩 会超出。
导轨选型:
(小丸子第十期)
1.求额定动负荷
F1是拉力,F2是推力,
m(g+a)xD=F1xL/2+F2xL/2 因为 F1=F2=F
m(g+a)xD=FxL
(D和L都是在sw上量出来的,D等于滑块到整个滚筒线重心的距离,选择滚筒线,点击质量属性,到原点距离为340,点击测量,选择原点和滑块,距离为130,所以滚筒线到滑块的距离就是340-130=210 , a等于V除以加速时间0.5s)
200(10+0.2/0.5)x0.21=Fx0.095
F=4600 (N)
因为两根导轨,单根导轨所受的负荷 2300N
给个4倍的安全系数: F=2300x4=9200(N)=9.2(KN)
这个9.2(KN)就是基本额定动负荷,查表就知道,基本上导轨都能满足
2.求俯仰力矩:
Mp=F1xL/2=4600x0.095/2=218.5(N.m)
因为两根导轨,单根导轨所受的力矩 109.25(N.m)
给定安全系数:Mp=109.25x4=437(N.m)=0.437(KN.N)
3.选型
HGH 25CA
4.计算寿命
这个导轨可以跑1192km的距离而保证不坏。
3.拖链
拖链选型:
(小丸子第十期)
第一步: 内宽内高,直接看有几根电线和气管,圆形按正方形算,然后宽度x1.15,高度x1.15。
第二步: 弯曲半径取最大那个就行,最大的是10mm气管,12x10 = 120mm,也就是0.12m。R = 0.12m
第三步:拖链安装高度:H = 0.12x2 +1.2Ha ,Ha是根据内高来定的,所以拖链安装高度是一个定数,那如果拖链最终高度高于运动部件,就加装钣金件去锁拖链,如果拖链拖链安装高度低于运动部件,就加大内高或者加大弯曲半径就可以了。
第四步:计算拖链总长度:L = S/2(或者S) + R+P +(2~3)T
4.油压缓冲器
油压缓冲器不要满行程运行,需要配合限位螺丝,也就是说限位螺丝需要伸出在油压缓冲器前面一些位置的。
选型标准:最大吸收能量 和 小时吸收能量 以及 最大有效重量
动能计算:
计算出来的总能量和油压缓冲器的最大吸收能量比较。
油压缓冲器选型:
(小丸子第十期)
1.计算气缸理论输出力(D的单位是mm)
2.计算气缸最大速度Vmax=V平均 x1.4=200x1.4 = 280(mm/s)
3.计算总能力
3.1计算负载动能
3.2 计算驱动能(0.009是预估的)
W=FxL=753.6x0.009=6.7824(J)
3.3 总能量
E'=E+W=0.392+6.7824=7.1744(J)
3.4每小时总能量 E'xC=7.1744x2000次=14348.8(J/h)
4.计算最大有效重量
选择:ACA1416型号
其实只要计算到总能量就可以去选型了,因为每小时总能量基本都可以满足,最大有效重量,必须将油压缓冲器撞击到底才可以得出,一般有硬限位,所以不可能撞击到底。
5.轴承
球轴承适合高速轻载,滚子轴承适合低速重载,
深沟球轴承 适合承受径向力
推力球轴承 适合承受轴向力
角接触轴承 既可以承受轴向力又可以承受径向力
轴承参数:
1.接触角:滚动体和外圈接触处的法线与轴承径向平面的夹角,接触角越大,轴承能承受的轴向力越大
2.游隙
滚动体和内外圈之间存在间隙,因此内外圈之间可以产生相对位移,这个最大位移量称为游隙
3.偏移角
6.无油衬套
一般就是和直线轴承一样用作轴导向的,上面那些黑色的圆形就是石墨,可以起到润滑的作用,无油衬套结构比直线轴承简单,能承受的力也更大,摩擦阻力比直线轴承大,适合低速移动,价格低,精度低。