Հարց՝ «Պտտվող շարժիչներ»-ի ինժեներական սկզբունքները. Ինչպես ընտրել ճիշտ պտտման մոմենտը մեխանիկական պտտվող կիրառումների համար։

Պատասխան՝ Ճիշտ պտտման մոմենտի ընտրությունը մեխանիկական պտտվող շարժիչների համար պահանջվում է հաշվարկել երեք հիմնական պտտման ուժեր՝ ստատիկ մոմենտ (գրավիտացիոն և արտաքին ֆիզիկական դիմադրությունը հաղթահարելու համար), դինամիկ մոմենտ (բեռի պտտման իներցիայի արագացման համար նշված ժամանակահատվածում) և շփման մոմենտ (առաջանում է սայլակների և ներքին սեալների կողմից): Պնևմատիկ պտտվող ակտիվացնող սարքերը մոմենտ են ստեղծում՝ գծային հեղուկի ճնշումը վերածելով պտտման ուժի: Երկու հիմնական մեխանիզմներն են ատամնավոր շղթա-ատամնավոր ատամնաշաղթայի և թեքվող թերթիկների տիպի կառուցվածքները: Քանի որ սեղմված օդը սեղմվող է, անբավարար մոմենտ ունեցող ակտիվացնող սարքի ընտրությունը հանգեցնում է դանդաղ պտտման, բեռի տակ կանգնելու կամ թրթռող պտտման: Նախագծման ինժեներները պետք է հաշվարկեն ընդհանուր իներցիայի մոմենտը և կիրառեն 1,5–2,0 անվտանգության գործակից՝ ապահովելու հարթ և վերահսկվող պտտումը:

Ներածություն. Վերահսկվող պտտման ուժը

Բիզնես-բիզնես արդյունաբերական համակարգերում գծային շարժումը պատմության միայն կեսն է: Շատ ավտոմատացված համակարգեր պահանջում են, որ բաղադրիչները պտտվեն, պտտվեն շուրջ իրենց առանցքի, շրջվեն կամ ճոճվեն: Հաճախադեպ օրինակներից են՝ մասը փոխանցելու համար ռոբոտային բռնակի պտտումը, քիմիական ներքին խողովակաշարի փականի մեխանիզմի պտտումը կամ բարձր արագությամբ տրանսպորտյորի վրա փաթեթի 180 աստիճանով շրջումը:

Չնայած էլեկտրական սերվոշարժիչները կարող են կատարել այս խնդիրները, սակայն դրանք հաճախ թանկ են, պահանջում են բարդ ծրագրավորում և վտանգված են փոշոտ, խոնավ կամ լվացման միջավայրերում: Պնևմատիկ պտտվող շարժիչները առաջարկում են հզոր, մարտունակ և բավականին էժան այլընտրանք: Սակայն՝ ապահովելու համար անընդհատ պտույտ՝ առանց կանգի, ինժեներները ստիպված են հասկանալ պտտման մոմենտի հաշվարկի մեխանիկական սկզբունքները: AIRWORK՝ բարձր մակարդակի պնևմատիկ բաղադրիչների առաջատար արտադրող, ապահովում է ճշգրիտ ինժեներական գործիքներ և հուսալի շարժիչներ, որոնք անհրաժեշտ են հուսալի պտտման համար:

Պտտվող շարժիչների մեխանիզմների ինժեներական հիմքը

Ճշմարիտ պտտման մոմենտը ընտրելու համար մենք սկզբում պետք է դիտարկենք, թե ինչպես է շարժիչը մթնոլորտային ճնշումը վերափոխում պտտման ուժի:

• Շառավղային-ատամնավոր շարժիչներ. Այս կառուցվածքը օգտագործում է մեկ կամ երկու զուգահեռ գծային շարժիչի մարմիններ: Փականների ձողերը կառուցված են որպես ատամնավոր շառավիղ: Երբ սեղմված օդը մխում է փականները, շառավիղը սահում է շրջանաձև ատամնավոր անվի վրա՝ ստիպելով ելքային առանցքը պտտվել: Շառավղային-ատամնավոր շարժիչները շատ տարածված են, քանի որ դրանք ամբողջ պտտման անկյունի ընթացքում ապահովում են հաստատուն և բարձր ելքային պտտման մոմենտ, բարձր մշակումային կայունություն ունեն և թույլ են տալիս ինտեգրված անկյունային ճշգրտումներ ու վերջնական շարժման մեղմացում:
• Շառավղային թեքվող մասերով շարժիչներ. Այս կոմպակտ դիզայնը բաղկացած է գլանաձև խցից, որը պարունակում է կենտրոնական առանցք՝ շառավղային թեքվող մասով (վան). Երբ սեղմված օդը մուտք է գործում խցի մեկ կողմը, այն անմիջապես ճնշում է թեքվող մասը՝ պտտեցնելով առանցքը: Թեքվող մասերով շարժիչները շատ կոմպակտ են, թեթև են և հիմնականում չունեն հետընթաց շարժում (բեքլեշ): Սակայն, քանի որ օդը կարող է դանդաղ արտահոսել մեկ թեքվող մասի սեղմափակիչի միջով, դրանք առաջացնում են ցածր պտտման մոմենտ և սովորաբար օգտագործվում են թեթև բեռների համար:

Պտտման մոմենտի չափման հիմնարար ֆիզիկա. Երեք բաղադրիչներ

Երբ B2B կիրառման համար ընտրում եք շարժիչ, մի կենտրոնացրեք միայն բեռնի քաշի վրա: Դուք պետք է գնահատեք երեք առանձին պտտման մոմենտի բաղադրիչներ.

• Բաղադրիչ 1. Ստատիկ պտտման մոմենտ (Ts). Սա պտտման մոմենտն է, որը անհրաժեշտ է բեռնի պահելու կամ բարձրացնելու համար՝ հակազդելով ծանրության ուժին: Եթե բեռը պտտվում է հորիզոնական հարթության մեջ, ծանրության պտտման մոմենտը զրո է: Սակայն, եթե բեռը պտտվում է ուղղահայաց հարթության մեջ (օրինակ՝ դուռը վերև բացվելիս), ծանրությունը ստեղծում է նկատելի դիմադրողական պտտման մոմենտ, որը փոխվում է անկյան ըստ:
• Բաղադրիչ 2. Դինամիկ պտտման մոմենտ (Td): Սա պտտման զանգվածի արագացման համար անհրաժեշտ պտտման մոմենտն է՝ սկզբնական դադարի վիճակից մինչև նպատակային անկյունային արագությունը: Այն որոշվում է բեռի զանգվածի բաշխմամբ:
• Բաղադրիչ 3. Շփման պտտման մոմենտ (Tf): Սա արտաքին սահմանափակիչների, ուղղորդող բուշերի և շարժիչի ներքին լարվածության սեղման միջոցով առաջացող դիմադրող ուժն է:

Քայլ առ քայլ մաթեմատիկական չափսավորման ուղեցույց

Մաթեմատիկական կերպով շարժիչի չափսավորման համար հետևեք այս քայլ առ քայլ ինժեներական պրոտոկոլին.

• Քայլ 1. Հաշվարկեք զանգվածի իներցիայի մոմենտը (I): Իներցիայի մոմենտը մարմնի դիմադրությունն է պտտման արագացման նկատմամբ: Այն կախված է զանգվածից (m) և բեռի ձևից: Հաստատուն ուղղանկյունաձև սալի համար, որի զանգվածը m է, լայնությունը՝ w, իսկ երկարությունը՝ h, և որը պտտվում է իր կենտրոնական առանցքի շուրջ, բանաձևն է.

I = (1 / 12) x m x (w-ի քառակուսի + h-ի քառակուսի)

Հաստատուն գլանի համար, որի զանգվածը m է, իսկ շառավիղը՝ r, և որը պտտվում է իր կենտրոնական առանցքի շուրջ, բանաձևն է.

I = 0.5 x m x (r-ի քառակուսի)

Ուշադրություն դարձրեք, որ բոլոր չափսերը պետք է լինեն կիլոգրամներով (կգ) և մետրերով (մ), որպեսզի Իներցիայի մոմենտը ստացվի կիլոգրամ-քառ. մետրերով (կգ × մ²):

• Քայլ 2. Որոշեք անհրաժեշտ անկյունային արագացումը (α): Ենթադրենք, որ բեռը պետք է պտտվի θ անկյունով (ռադիաններով) t ժամանակահատվածում (վայրկյաններով), սկսած դադարի վիճակից: Համասեռ արագացման ենթադրությամբ բանաձեւն հետևյալն է.

α = (2 × θ) / (t²)

Օրինակ՝ 180 աստիճան (այսինքն՝ π կամ 3,1416 ռադիան) պտտելու համար 1,0 վայրկյանում.

• α = (2 × 3,1416) / (1,0 × 1,0) = 6,28 ռադիան/վայրկյան² (ռադ/վ²):
• Քայլ 3. Հաշվեք դինամիկ արագացման մոմենտը (Ta): Երբ ունեք իներցիայի մոմենտը (I) և անկյունային արագացումը (α), օգտագործեք պտտման համար Նյուտոնի երկրորդ օրենքը.

Ta = I × α

Սա ձեզ տալիս է միայն բեռը արագացնելու համար անհրաժեշտ մոմենտը (Նյուտոն-մետրերով, կամ Ն·մ):

• Քայլ 4. Հաշվեք պտտման մոմենտների գումարը և կիրառեք B2B անվտանգության գործակիցը։ Ավելացրեք ստատիկ, դինամիկ և շփման պտտման մոմենտները, որպեսզի ստանաք տեսականորեն անհրաժեշտ պտտման մոմենտը.

Ընդհանուր պտտման մոմենտ (T ընդհանուր) = Ts + Td + Tf

B2B մեքենաների ստեղծման դեպքում պարտադիր է կիրառել անվտանգության գործակից՝ առնվազն 1,5 պարզ, լավ ուղղված հորիզոնական պտույտների համար և 2,0՝ ուղղահայաց բարձրացումների կամ փոփոխական շփման ենթարագուցված համակարգերի համար։ Հետևաբար, ձեր պնևմատիկ ակտիվացնող սարքի նվազագույն վարկանշված պտտման մոմենտը ստանդարտ շահագործման ճնշման դեպքում (սովորաբար 5–6 բար) պետք է լինի.

Վարկանշված պտտման մոմենտ (T վարկանշված) = T ընդհանուր × Անվտանգության գործակից

Գործնական չափսավորման օրինակ՝ բռնակի սայլակի պտտում

Եկեք հաշվենք պահանջվող պտտման մոմենտը՝ պտտելու համար պինդ պողպատե ուղղանկյունաձև բռնակի սայլակը հորիզոնական դիրքում.

• Բեռի զանգված (m) = 4,0 կգ։
• Սայլակի չափսեր՝ լայնություն (w) = 0,2 մետր, երկարություն (h) = 0,1 մետր։
• Նպատակային պտույտ՝ 90 աստիճան (1,57 ռադիան) 0,5 վայրկյանում։

Սկզբում հաշվեք իներցիայի մոմենտը (I)։

• I = (1 / 12) × 4,0 կգ × (0,2-ի քառակուսի + 0,1-ի քառակուսի) = 0,333 × (0,04 + 0,01) = 0,333 × 0,05 = 0,01665 կգ × մ²։

Երկրորդ՝ հաշվել անկյունային արագացումը (α).

• α = (2 × 1,57 ռադ) / (0,5 × 0,5) = 3,14 / 0,25 = 12,56 ռադ/վ²։

Երրորդ՝ հաշվել դինամիկ պտտման մոմենտը (Ta).

• Ta = 0,01665 կգ × մ² × 12,56 ռադ/վ² = 0,209 Ն·մ։

Քանի որ սա հորիզոնտական պտույտ է, ստատիկ ծանրության մոմենտը զրո է։ Ենթադրենք՝ արտաքին սայլակների շփման ուժը աննշան է։ Կիրառենք B2B անվտանգության գործակից՝ 1,5․

• T անվանական = 0,209 Ն·մ × 1,5 = 0,314 Ն·մ։

Այսպիսով, մենք պետք է ընտրենք AIRWORK-ի պտտվող ակտուատոր, որը նախատեսված է առնվազն 0,314 Ն·մ պտտման մոմենտի արտադրության համար մեր շահագործման ճնշման՝ 5 բարի պայմաններում։

AIRWORK-ի բարձր կատարողականության պտտվող ակտուատորներ

AIRWORK-ը արտադրում է ատամնավոր և ատամնավոր սալիկավոր օդային պտտվող ակտուատորների լիարժեք շարք, այդ թվում՝ շատ հայտնի MSQ և պտտվող սեղանների շարքերը։ Մեր ակտուատորները բնութագրվում են հետևյալով.

• Բարձր մեխանիկական ամրությամբ համաձուլվածքային պողպատե առանցքներ և ատամնավոր անվաრտներ՝ մեծ շրջանային ուժերի դիմացումը ապահովելու համար։
• Երկու փիստոններով սալիկի դիզայն՝ երկու անգամ մեծացնելու ելքային մոմենտը՝ պահպանելով փոքր տարածքային զբաղեցումը։
• Ինտեգրված բարձր կատարողականության շոկային մեկուսիչներ՝ պտտման կինետիկ էներգիայի կլանման և պտտման վերջում թռչելու կանխման համար։
• Ներքին մագնիսային շղթաներ՝ PLC-ի դիրքի հաղորդագրության համար ճշգրիտ սոլիդ-սթեյթ անկյունային սենսորների աջակցման համար։

Եզրակացություն՝ Արդյունավետ ճշգրիտ պտտում AIRWORK-ի միջոցով

Ճիշտ մոմենտի ընտրությունը որոշում է այն, թե որ մեքենան է պտտվում անխաթար կամ այն, որը կանգնում է կամ ուժեղ թարթում է։ Մասսայի իներցիայի մոմենտի հաշվարկը, արագացման արժեքների որոշումը և AIRWORK-ի բարձրորակ սալիկ-ատամնավոր շարժիչների ընտրությունը թույլ են տալիս մեքենայագործային ինժեներներին ապահովել հարթ, հուսալի և էներգախնայող պտտվող շարժում։

Այցելեք jzpnu.com կայքը՝ օգտագործելու մեր անվճար առցանց մոմենտի հաշվիչները, վերբեռնելու պտտվող շարժիչների CAD գծագրերը և խորհրդատվություն ստանալու մեր ինժեներական աջակցության թիմից։