Ви є тут

Розробка пристроїв для захвату плоских деталей верху взуття

Автор: 
Романець Тарас Петрович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2005
Артикул:
3405U002489
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
ВЗАЄМОДІЯ РОБОЧОГО ОРГАНА ВАКУУМНОГО ЗАХВАТА З ПЛОСКИМИ ДЕТАЛЯМИ ВЕРХУ ВЗУТТЯ
Процес маніпулювання плоскими деталями верху взуття, при їх обробці та
складанні заготовку включає в себе наступні етапи: захват деталі робочим
органом захватного пристрою, поштучне відокремлення крайнього об’єкта від
стосу, транспортування його маніпулятором на робочу позицію та звільнення
деталі від дії захвата.
Як відомо, для деталей верху взуття здебільшого використовується натуральна та
штучна шкіри [27, 59, 113]. Ці матеріали мають невисоку повітропроникність.
Тому досить перспективним, на наш погляд, для маніпулювання такими деталями є
використання пасивних вакуумних захватних пристроїв [39]. Це можливо завдяки
короткотривалості процесу маніпулювання. Крім того при використанні пасивних
захватів немає потреби в дорогих вакуумних станціях та лініях, що є досить
привабливим для сучасних малих підприємств. Запропоновані пристрої споживають
відносно мало енергії і, звичайно, є особливо актуальними в умовах
енергозбереження.
В зв’язку з цим постає задача визначення параметрів, умов і режимів роботи
пасивних вакуумних захватних пристроїв, та розробки їх конструкції.
Особливу увагу слід звернути на процес взаємодії робочих органів захвата з
об’єктом маніпулювання та визначення передумов створення універсальних
захватних пристроїв, які не вимагають складних переналадок при забезпеченні
роботи з деталями усього розмірно-повнотного асортименту.
2.1. Аналітичне дослідження процесу взаємодії робочого органа вакуумного
захвата з зовнішнім середовищем.
При подачі плоских деталей верху взуття на технологічну позицію взаємодія між
робочим органом захватного пристрою та об’єктом маніпулювання становить значний
інтерес, оскільки ця взаємодія є не лише складовою частиною процесу подачі, але
й створює значний вплив на надійність виконання операції та якість готових
виробів [20, 41, 46]. Це, у свою чергу, вимагає дослідження залежності величини
розрідження в камері робочого органа пасивного вакуумного захватного пристрою
та часу утримання ним об’єкта маніпулювання від геометричних та
фізико-механічних параметрів останнього і модельно-аналітичного опису цієї
взаємодії.
Вакуумні захватні пристрої отримали широке поширення в різних галузях
промисловості, а тому в літературі є достатньо інформації для розрахунку їх
вантажопідйомності, витрат вакууму та інших показників. Однак всі ці розрахунки
стосуються лише захватних пристроїв, що використовують активний вакуум. В цьому
випадку перепад тиску (розрідження) між атмосферним та тиском в робочому органі
захватного пристрою підтримується постійним завдяки вакуумній магістралі. При
використанні ж пасивного вакуумного захвата розрідження в його робочих органах
в процесі маніпулювання не залишається сталим.
Для визначення впливу різних факторів на роботу пасивного захвата розглянемо
детальніше фізичні явища, що виникають при взаємодії робочого органа такого
пристрою з об’єктом маніпулювання (рис. 2.1).
При маніпулюванні м’якими плоскими деталями взуттєвого виробництва за допомогою
вакуумних пасивних присосів, має місце процес натікання повітря в їх робочі
камери. По перше це відбувається через контактний зазор між присосом і деталлю
– потік , що виникає внаслідок нерівностей на контактуючих поверхнях юбки
присоса та деталі. Крім того натікання повітря походить і крізь пори матеріалу
деталі, потік [36].
Через наявність цих потоків повітря розрідження в порожнині пасивного
вакуумного захвата буде зменшуватися і в певний момент часу, коли сили
утримання деталі стануть меншими від сил відриву, захват перестане утримувати
деталь.
Рис. 2.1. Фізична модель взаємодії робочого органа пасивного вакуумного захвата
з деталлю:
– потік повітря через зазор між присосом і деталлю; – натікання повітря крізь
пори матеріалу деталі; – сила вакуумного присмоктування деталі; – сила
пружності присоса; – вага деталі; – сила тертя між юбкою присоса і поверхнею
деталі
В системі присос – об’єкт маніпулювання діють сили: – сила вакуумного
присмоктування деталі; , де – атмосферний тиск; – величина тиску в порожнині
присоса; - активна площа присоса; – вага деталі, - де, - маса деталі; –
прискорення вільного падіння; – сила пружності юбки присоса; – сила тертя між
присосом і деталлю.
Всі ці сили, крім ваги деталі, звичайно, залежать від величини тиску в робочому
органі захвата. Для визначення залежності зміни тиску від часу утримання деталі
необхідно описати процеси натікання повітря в присос крізь зазор між
контактуючою поверхнею останнього і поверхнею об’єкта маніпулювання та через
сам об’єкт.
2.2. Визначення часу натікання робочого середовища в камеру пасивного присоса
крізь контактний зазор.
Через наявність нерівностей на контактуючих поверхнях юбки присоса та об’єкта
маніпулювання в зоні їх контакту виникає зазор, величину якого ми будемо
визначати висотою виступів нерівностей на поверхні деталі. Їх висота для
шкіряних деталей більше ніж на порядок перевищує висоту нерівностей на поверхні
юбки присоса, яку звичайно виготовляють з гуми [113]. Таким чином має місце
натікання повітря крізь контактний зазор в порожнину присоса, що являє собою
процес фільтрації. Схема процесу показана на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Схема процесу натікання повітря в робочий орган захвата крізь
контактний зазор
Через складність процесу, що розглядається, нами зроблено ряд припущень:
1. Зазор між робочою поверхнею присоса і поверхнею впадин нерівностей деталі
розглядається як пористе середовище з певним коефіцієнтом проникності.
2. Рух повітря у пористому середовищі приймається за ламінарний в межах