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来自尧图项目组的一线实战观察与深度解析

02-无油衬套-见大纲3:常见传动方式设计(带、齿轮、链、丝杆)

02-无油衬套-见大纲3:常见传动方式设计(带、齿轮、链、丝杆)

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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