Теоретическая сила удержания присоски
Для расчета теоретической силы удержания мы покажем и опишем три наиболее важных и часто встречающихся случая нагружения (последовательности манипуляций).
Важно:
При последующем упрощенном представлении случаев нагружения расчет должен производиться на основе наихудшего случая нагружения с наибольшей теоретической силой удержания. Только так можно обеспечить надежный захват заготовки присоской в течение всего процесса перемещения.
Коэффициент безопасности S:
Коэффициент безопасности S должен быть установлен в зависимости от состояния поверхности заготовки. Для гладких и плотных заготовок минимальное значение коэффициента безопасности составляет 1,5. Для критических, неоднородных, пористых, шероховатых или масляных заготовок необходимо использовать коэффициент безопасности 2,0 и более.
Коэффициент трения μ:
Коэффициент трения μ описывает зависимость между силой трения и нормальной силой. Мы не можем выдать общепринятые технические условия на коэффициент трения между присоской и заготовкой. Поэтому коэффициент трения μ должен быть правильно определен путем испытаний.
В качестве справочных значений можно использовать следующие.
| 0.2 ... 0.3 | для влажных поверхностей |
| 0.5 | для дерева, металла, стекла, камня и т.д. |
| 0.6 | для шероховатых поверхностей |
Расчет для промасленных поверхностей:
Для стандартных присосок без заданного бокового усилия рекомендуемое справочное значение μ = 0,1-0,3. Для получения более точного значения необходимо провести испытания на исходной заготовке.
Для присосок с явно заданной боковой силой на сухой или масляной поверхности коэффициент трения μ может быть рассчитан по следующей формуле:
μ =FR / FN
Боковое усилие на сухой или масляной поверхности / сила всасывания
Рассчитанное значение μ можно затем использовать в формуле соответствующего случая нагрузки (I - III).
Типичные случаи нагрузки
Случай нагрузки I - присоска горизонтальная, направление силы вертикальное
Заготовка (в данном случае стальной лист размером 2,5 x 1,25 м) поднимается с поддона. Заготовка поднимается с ускорением 5 м/с2 (без поперечного перемещения).
FTH = m × (g + a) × S
FTH = теоретическая сила удержания [Н]
m = масса [кг]
g = сила тяжести [9,81 м/с2]
a = ускорение [м/с2] системы
S = коэффициент безопасности
Наш пример:
FTH = 61,33 кг × (9,81 м/с2 + 5 м/с2) × 1,5
FTH = 1 363 Н
Случай нагрузки II - присоска горизонтальная, направление силы горизонтальное
Заготовка (в данном случае стальной лист размером 2,5 x 1,25 м) поднимается вертикально и перемещается горизонтально. Ускорение составляет 5 м/с2.
FTH = m × (g + a ⁄ μ) × S
FTH = теоретическая сила удержания [Н].
Fa = сила ускорения = m x a
m = масса [кг]
g = сила тяжести [9,81 м/с2]
a = Ускорение [м/с2] системы (следует помнить о ситуациях аварийной остановки!)
μ = Коэффициент трения
S = Безопасность
Наш пример:
FTH = 61,33 кг × (9,81 м/с2 + 5 м/с2⁄ 0,5) x 1,5
FTH = 1 822 Н
Случай нагрузки III - присоска вертикальная, направление силы вертикальное
Описание нагрузочного случая: Заготовка (в данном случае стальной лист размером 2,5 х 1,25 м) берется с поддона и перемещается вращательным движением с ускорением 5 м/с2.
FTH = (m ⁄ μ) × (g + a) × S
FTH = теоретическая сила удержания [Н]
m = масса [кг]
g = сила тяжести [9,81 м/с2]
a = ускорение [м/с2] установки (следует помнить о ситуациях аварийной остановки!)
μ = Коэффициент трения
S = Безопасность
Наш пример:
FTH = (61,33 кг ⁄ 0,5) x (9,81 м/с2 + 5 м/с2) x 2
FTH = 3,633 Н
Сравнение
В нашем сценарии заготовка снимается с поддона, перемещается в сторону и устанавливается на обрабатывающий центр. Вращательное движение из нагрузочного случая III в данном случае не требуется, поэтому необходимо учитывать только результат из нагрузочного случая II. В результате в данном случае максимальная теоретическая сила удержания (FTH) составляет 1 822 Н. Эта теоретическая сила удержания действует на присоску при горизонтальной транспортировке заготовки. На этом значении основаны следующие расчеты для безопасного решения поставленной задачи.