Kozbur, I.

Mykhailyshyn, R.

Mykytyshyn, A. A.

Savkiv, V.

Козбур, І.

Микитишин, А. А.

Михайлишин, Р.

Савків, В.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали наукової конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя,  Тернопіль, 2019 89 УДК 621.865.8 В. Савків, канд. тех. наук, доц., Р. Михайлишин, канд. тех. наук, І. Козбур, А.А. Микитишин Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна  АНАЛІЗ ВАНТАЖОПІДІЙМАЛЬНОСТІ СТРУМИННОГО ЕЖЕКЦІЙНОГО ЗАХОПЛЮВАЧА ПРОМИСЛОВОГО РОБОТА ПРИ МАНІПУЛЮВАННІ ОБ’ЄКТАМИ З ОТВОРАМИ  V. Savkiv, Ph.D., Assoc. Prof., R. Mykhailyshyn, Ph.D., I. Kozbur, A.A. Mykytyshyn  ANALYSIS OF THE EJECTION BERNOULLI GRIPPER LIFTING FORCES FOR AN INDUSTRIAL ROBOT WHEN MANIPULATING OBJECTS WITH HOLES  При автоматизації процесів завантаження неміцних, нежорстких, з покриттями та інших легкоушкоджуваних деталей, у якості робочих органів промислових роботів і маніпуляторів найбільш ефективне застосування безконтактних струминних захоплювальних пристроїв (СЗП). В основу конструкції СЗП покладений відомий ефект виникнення аеродинамічної сили, який полягає у взаємодії витікаючого із щілини струменя стиснутого повітря із поверхнею об’єкта маніпулювання (ОМ). Детальний опис конструкції та принципу роботи даного типу струминного захоплювача представлено в роботі [1]. Однією з переваг ежекційних СЗП є можливість маніпулювання пористими та об’єктами з отворами. У даній роботі приведено розрахунок сили безконтактного утримування струминним захоплювачем плоских об’єктів з одним циліндричним отвором.  Для дослідження газодинамічних характеристик потоку повітря в радіальному проміжку між торцями захоплювача та об’єкта (рис. 1) приймемо наступні припущення: отвір у об’єкті – циліндричний, а його вісь співпадає з віссю захоплювача; радіус отвору в об’єкті rо не перевищує радіусу конічної вставки rв; рух потоків повітря в зазорах hщ, hрк і hрв приймаються турбулентними, а розподіл швидкостей у будь-якому січенні цих потоків – рівномірним; термодинамічні процеси протікання надзвукових потоків приймаються адіабатичними, дозвукових – ізохоричними; перехід надзвукового потоку в дозвуковий в зоні торця корпуса відбувається на радіусі rв.  При відношенні розмірів hрк/hщ=2..3 і hрв=(0,12…0,25)мм, в залежності від абсолютного тиску Рк в камері захоплювача, можливі три поєднання режимів руху повітря на виході із кільцевої щілини та на вході  атмосферного повітря у радіальний  Рис. 1. Схема для розрахунку силових характеристик ежекційного СЗП та розподіл тиску на плоскій поверхні ОМ з циліндричним отвором  Матеріали наукової конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя,  Тернопіль, 2019 90 проміжок hрт: докритичні режими у щілині та в проміжку hрв, що має місце при Рк(0,17…0,2)МПа; надкритичний режим у щілині та докритичний режим на вході в проміжок hрв, що має місце при Рк(0,17…0,2)МПа, Рт(0,075…0,1)МПа; надкритичні режими у проміжках hщ і hрв наступають при Рт<0,075МПа. В загальному випадку сила притягування захоплювачем об’єкта представиться у вигляді 2FFFF дн  , де Fн, Fд – відповідно сили викликані розрідженням в надзвуковій і дозвуковій зонах на торці вставки (рис. 1); F2 – сила викликана розрідженням в дозвуковій зоні на торці корпуса. Силу Fн знаходять інтегруванням функції розподілу тиску Рrнв, аналогічно методиці викладеній в [2-3]             43322232112221124111611141116ln111241babaabaabababarPkKrrPKF оakkондвaн ; де   rндв – радіус переходу надзвукового потоку в дозвуковий в області торця конічної вставки; ондврвоср rrbhra  ),2(1  – коефіцієнти;  Складові Fд, F2 можна отримати також використовуючи методику приведену в [2-3]      21222222122222ln2812ндвввртсрвндвндввввтаоkтaндввд rrrhrrrrrrPРrkkPPrrF ;    2222222222ln28вккрксркввкккркaщrrrhrrrrrrhGGF, де  Gщ, G – масові витрати повітря витікаючого із камери та повітря, що підсмоктується з атмосфери, які розраховують за формулами Сен-Венана-Ванцеля [4]; ср1, ср2 – середні значення коефіцієнтів в’язкого тертя відповідно в зоні конічної вставки та корпуса. Користуючись методикою приведеною в [1] знайдемо рівняння для наближеного розрахунку величини абсолютного тиску Рт      02242222 тaврквкрксрвкквкркaщрввтaщщ PPrhrrhrrrrrhGGhrPRTGVG .  Література 1. Проць Я.И., Савкив В.Б. Газодинамический анализ струйных захватов плоских заготовок // Оптимизация производственных процессов. Вып. 1. – Севастополь: Издательство СевГТУ. – 1999. – С. 63-68. 2. Savkiv V., Mykhailyshyn R., Duchon F., Gasdynamic analysis of the Bernoulli grippers interaction with the surface of flat objects with displacement of the center of mass / V. Savkiv, R. Mykhailyshyn, F. Duchon // Vacuum. – 2019. – № 159. – P. 524-533.  3. Mykhailyshyn R., Savkiv V., Duchon F., Maruschak P., Prentkovskis O., Substantiation of Bernoulli Grippers Parameters at Non-Contact Transportation of Objects with a Displaced Center of Mass / R. Mykhailyshyn, V. Savkiv, F. Duchon, P. Maruschak, O. Prentkovskis // Transport Means - Proceedings of the International Conference. – 2018. – P. 1370 – 1375. 4. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. -М.: Наука, 1976.- 888с.  

Analysis of the ejection bernoulli gripper lifting forces for an industrial robot when manipulating objects with holes

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/28156/2/XXI_NK_2019_Savkiv_V-Analysis_of_the_ejection_bernoulli_89-90.pdf

Analysis of the ejection bernoulli gripper lifting forces for an industrial robot when manipulating objects with holes

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University