Расчет усилия на штоке пневмоцилиндра

Принципиально- структурная схема привода

1. Пневмоцилиндр Ц1. Усилие на штоке - Р_шт должно быть больше, чем вес заготовки - Р_з. Примем усилие на штоке с запасом, т.е. должно соблюдаться условие:

Р_шт =2÷2,5×Р_з.

Вес – это сила, с которой тело, в данном случае заготовка, давит на опору (поверхность конвейера), когда опирается на нее, или растягивает подвес, когда на нем висит. P (H) – вес тела, как любая сила в СИ измеряется в Ньютонах. В случае покоящегося в инерциальной системе отсчёта тела, его вес равен силе тяжести, действующей на тело, и пропорционален массе и ускорению свободного падения в данной точке. Таким образом, формула для расчета веса заготовки:

P_з=m×g,

где m - масса тела, кг;

g - ускорение свободного падения = 9,81 м/с².

Масса заготовки складывается из ее объема и плотности материала, из которого она изготовлена по формуле:

m=r×V,

где r - плотность материала, для стали примем r=7,8 г/см³ = 0,0078 /мм³;

V - объем заготовки, см³ (мм³).

Если заготовка имеет сложный профиль, то общий объем будет складываться из нескольких элементарных, т.е. конфигурацию заготовки необходимо разделить на отдельные простые части. Таким образом, общий объем составит:

V=V₁+V₂+V₃+….Vn,

где V₁, V₂, V₃, Vn - элементарные объемы заготовки, см³ (мм³).

Объем детали находится по формуле:

V= ,

d- диаметр заготовки, мм;

h – высота (длина) заготовки, мм.

Значение параметров заготовки принимать согласно варианта по таблице 1:

Таблица 1

Пример:

Эскиз детали Разделение на объемы

Находим объем детали по элементам:

V₁= ,

V₂= ,

V=V₁+V₂ =83699,84+13564,8=97264,64 мм²

Тогда масса заготовки составит:

m=0,0078×97264,64=758,66 г=0,76 кг.

Следовательно, вес заготовки и усилие на штоке составят:

P_з= 0,76×9,8=7,45 Н,

Р_шт =2÷2,5×7,45=14,9÷18,6 Н.

Выбираем и принимаем из полученных значений Р_шт =17,5 Н.

2. Пневмоцилиндр Ц2. Усилие на штоке - Р_шт должно быть больше, чем вес заготовки - Р_з. Примем усилие на штоке с запасом, т.е. должно соблюдаться условие:

Р_шт =2÷2,5×Р_з.

Так как на конвейере одновременно находиться несколько деталей, в нашем случае n=4, следовательно,

Р_шт =2÷2,5×Р_з.к.,

где Р_з.к.- общий вес заготовок, находящихся на конвейере, Н.

Пример расчета веса заготовки приведен в п. 1.

3. Пневмоцилиндр Ц3. Усилие на штоке - Р_шт должно быть больше, чем сила тяги двигателя привода фрезы - Р_фр.,Н. Примем усилие на штоке с запасом, т.е. должно соблюдаться условие:

Р_шт =2÷2,5× Р_фр.

Силу тяги двигателя можно выразить через мощность двигателя N, Вт и скорость v, м/c:

N=F×v,

отсюда сила тяги двигателя привода фрезы F=Р_фр, будет находиться как:

Р_фр = .

Значение cкорости резания фрезы и мощности двигателя принимать согласно варианта по таблице 2:

Таблица 2

4. Пневмоцилиндр Ц4 и Ц5. Усилие на штоке - Р_шт, должно соответствовать усилию зажима заготовки- Q_заг., находящейся в призме, т.е. должно соблюдаться условие:

Р_шт = Q_заг.

В свою очередь, сила зажима должна быть больше силы резания Р_рез, Н, т.е. должно соблюдаться условие:

Q_заг. =2÷2,5× Р_рез.

Значение силы резания принимается согласно варианта по таблице 3:

Таблица 3