Про силовий розрахунок захватних механізмів і затискачів за допомогою «золотого» правила механіки

Анотація

При проектуванні та реконструкції захватних пристроїв чи затискачів актуальним є питання щодо геометричних параметрів об’єкту дослідження, які забезпечать необхідну величину коефіцієнта силової передачі. Зазвичай, при виконанні розрахунків таких важільно-стрижневих механізмів, які складаються з декількох ланок, розглядають рівновагу кожної ланки та розв’язують системи алгебраїчних рівнянь, що є трудомістким процесом. В цій роботі коефіцієнт силової передачі, незалежно від розглядуваної схеми, визначається з одного рівняння, так званого «золотого» правила механіки: «для рівноваги механічної системи необхідно і достатньо, щоб сума можливих потужностей активних сил дорівнювала нулеві». Щоб отримати залежності між швидкостями проміжних шарнірів для ланок, що виконують плоский рух, застосовується «теорема про проекції векторів швидкостей точок на пряму, яка з’єднує ці точки». Розглянуто поширені схеми захватних пристроїв промислових роботів та затискачів, які застосовуються в технологічних процесах металообробки та зварювання. Проектувальники мають можливість застосувати запропоновану методику і після виконання чисельного аналізу отриманих формул для визначення коефіцієнта силової передачі конкретного прикладу вибрати найоптимальніше поєднання розмірів механізму та кутів між його стрижнями. Це забезпечить необхідні для експлуатації механізму значення тягової сили чи тиску в пнемоциліндрі, що суттєво зекономить виробничі ресурси. Алгоритм, запропонований в роботі, може бути застосований для інших плоских механізмів