02-01.选型步骤
(1)工况描述:
如图所示,一侧偏置气缸作为动力源,推动黄色部件前后移动,导向通过两个无油衬套,图中黑色所示零件均为固定端,气缸活塞杆前端和黄色部件为移动端
假设气缸与无油衬套仅存在水平面的偏置,不存在高度差。
气缸伸出力:F1=700N
气缸缩回力:F2=30N
气缸偏置距离:L1=300mm
无油衬套的跨距:L2=350mm
移动部分的重量:G=45N
无油衬套的内径:d=20mm,长度:B=51mm
(2)如何判断衬套是否合适:
1) 衬套的单位接触压强是否在许用范围内(可查看厂家选型目录)
2) 偏载下的摩擦阻力是否会导致运动卡死
(3)计算步骤:
1)偏置力矩:
M=F1*L1=700X300=210000N.mm
2)单个衬套的受力
Fr=M/L2=21000000/350=600N
单个衬套承受的运动部件的重力
Fg=G/2=45/2=22.5N
单个衬套的总径向载荷
Ftotal= Fr+ Fg=600+22.5=622.5N
3)计算压强
无油衬套的有效接触面积
A=dxB=20x51=1020mm^2
单位面积的压强
P=Ftotal/A=622.5/1020=0.6Mpa
与材料的许用压强对比
查厂家选型目录知,许用压强为29MPa
0.6<29
故不会被压溃。
4)判断是否会卡死
当摩擦阻力大于气缸的有效推力时,就会卡住。
无油衬套的摩擦系数取μ=0.2
单个衬套的摩擦力
当气缸伸出时:
Ff=μ*Ftotal=0.2x622.5=124.5N
2个衬套的总摩擦力
Ff总=2*Ff=249N
气缸的有效推力
考虑到气缸负载率,这里选0.7
有效推力F有效=F1*0.7=490N
判断:
故伸出时F有效>Ff总,且有较大安全余量
缩回时,气缸出力为F2=30N
偏置力矩M2=F2*L1=30X300=9000N.mm
单个衬套的受力
Fr2=M2/L2=9000/350=25N
单个衬套的总径向载荷
Ftotal= Fr+ Fg=25+22.5=47.5N
2个衬套的总摩擦力:
Ff总2=2*0.2*47.5=19N
气缸的有效缩回力
F缩回=F2*0.7=30*0.7=21N
判断:
F缩回>Ff总2,但安全余量不是很大
综上,无油衬套不会被压溃,伸出时,不会卡死,缩回时,安全余量不是很大。具体可能有待实测验证。
02-2
实测后发现实际运行不顺畅,光靠弹簧力难以缩回。
4.参考文献
[1] 豆包
[2]米思米自动化选型型录
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