Захватное устройство Советский патент 1987 года по МПК B25J15/00 

Изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ и может быть использовано при загрузке машин циливдрическими заготовками.

Цель изобретения - повьпиение на- дежности фиксации груза.в захватном устройстве.

На фиг. 1 изображено захватное устройство, общий вид; на фиг,2-5 эпюры сил, действующих на элементы захватного устройства при статическом приложении силы тяжести поднимаемого груза.

Захватное устройство состоит из корпуса 1, закрепленного на нем при- вода 2 линейного перемещения, выполненного в виде цилиндра с цапфами, направляющих 3, закрепленных на корпусе и представляющих собой горизонтальные цилиндрические скалки, на которых установлен подвижный ползун 4, связанный со щтоком привода 2 ли- нейного перемещения. На ползуне жестко закреплена обойма 5, представляющая собой направляющую трубу, в ко- торой установлена подпружиненная пружиной 6 штанга 7, На штанге жестко закреплена призматическая губка 8 На корпусе жестко закреплена вертикальная плоская губка 9.

Захватное устройство работает следующим образом,

Захва.тное устройство в раскрытом состоянии подводится к заготовке до касания с плоской вертикальной губ- кой 9, При этом штанга 7 с жестко за- крепленной на ней призматической губкой 8 удерживается пружиной 6, жесткость которой выбирается минимально достаточной для удержания собствен- ного веса штанги 7 с губкой 8, Приво . 2 линейного перемещения перемещает ползун ч по направляющей 3 до упора призматической губки 8 в заготовку. Груз, воздействуя на призматические губки 8,силой собственного веса стремится выдвинуть штангу 7, проскальзывая по плоской вертикальной губке 9 и преодолевая усилие уравновешивающей пружины 6. Так как обойма 5 со штангой 7 и призматическими губками 8 наклонена к плоской губке 9 под углом |Ь , то происходит самозаклинивание груза между губками.

Работоспособность предлагаемого устройства обеспечивается соблюдением конструктивных параметров, при которых самоторможения от перекоса

штанги 7 в обойме 5 не происходит (фиг. 2), т.е.

F F 5

(1)

где F - сила, стремящаяся переместить щтангу} F - сила трения в наклонной

направляющей паре в нагруженном состоянии. Условие (1) обеспечивает подвижность штанги 7 в обойме 5, т.е. само заклйнивание груза.

Обеспечивается самоторможение от перекоса горизонтальной втулки ползуна 4 относительно направляющей 3 (фиг. 3), т.е.

1 II

тр FA.

(2)

где F - сила трения в горизонтальной направляющей паре в нагруженном состоянии; F.g - сила, стремящаяся переместить ползун 4.

Условие (2) исключает участие привода в удержании груза, а следовательно, позволяет значительно уменьшить его мощность.

В приведенных расчетах обоснован выбор основных конструктивных параметров устройства, обеспечивающих неравенство (1) и (2).

В неравенстве (1) (фиг. 2)

Ль ° ( 1 /

(Л

р

COS ( +|3 )

ОС

COS --(3)

N - сила нормального давления

груза на губку 8; Р - вес груза; oi угол призмы губки; Р - угол наклона обоймы со

штангой и призматическими губками к вертикали.

Р Т, -f Т,,.

(4)

где Т| и Tj - силы трения в зонах контакта.

F (К, + K)f

(5)

где К , и Kj - нормальные реакции,

возникающие при переТогда, общая сила трения

hf

2k

f (К, + К)

(k

гтакс

гмакс

k).

(12)

Т

k« .,,,1., можно определить из уелоTL АЛО КС

31310201

косе штанги 7 в обой- , ме 5; f - коэффициент трения в

наклонной направляющей паре.5

В дальнейших расчетах не учитыва- ются сила, необходимая на преодоле-- ния усилия пружины 6 и вес призмати- ческой губки 8 со штангой 7 из-за. неравномерно раснезначительности по сравнению с ве- Ш

сом поднимаемого груза.

Сила N, будучи перенесена в середину опоры (обоймы 5), создает постоянное удельнЬе давление k. Получившаяся при переносе пара сил R, 5 создает удельные давления k, эпюра которых имеет форму треугольника. Величины нормальных реакций К, и К являются равнодействующими суммяр20

ного давления k и k и равны соответствующим грузовым площадям (фиг. 2)

пределенной нагрузки k равен произ.- ведению грузовой площади на плечо равнодействующей, т.е.

м; ,R, -|-h .-f-h

(13)

6

С другой стороны, возмущающий момент от силы N

ос

М,

N Н Р

sin (--- + р )

- Н, (14)

К,

( k ) hi

где k макс наибольшая интенсивность нагрузки

оь

N h

Р sin ( -|- + /i )

h cos --; (7)

где h - высота обоймы.

В вьфажении (6) неизвест и h,.. .

Определяют h из подобия

НИКОВ ABC и BOF

k

kzMOKC k макс k .,

2

h,

ь - -lli l-Ma is-I ) .

91f3

Тогда

2 макс

yir.5

i«o.J..3X.. jj

(10)

z MjiKc - k, )

4k

2MOKC

Аналогично находят

К -llib ) 4k2vo,KC

(11)

Тогда, общая сила трения

hf

2k

f (К, + К)

(k

гтакс

гмакс

k).

k« .,,,1., можно определить TL АЛО КС

неравном

пределенной нагрузки k равен произ.- ведению грузовой площади на плечо равнодействующей, т.е.

м; ,R, -|-h .-f-h

(13)

6

С другой стороны, возмущающий мо20

мент от силы N

ос

М,

N Н Р

sin (--- + р )

Hi.

cos --)

25

- Н, (14)

0

где Н - расстояние от точки касания груза с нижней гранью призматической губки до середины обоймы. Приравнивая (13) и (14), находят

6Р sin (--- + /i) Н

ймакс

h cos --(15)

Подставляя (15) в (12), находят суммарную силу трения в горизонтальт ной втулке ползуна )

F Ч

7 2

(8)

()

P sin

ho 0 cosy

45

«6

6P, sin (-J- + /5 ) ..

h cos --(16)

. :t Phf sin (-f-/)

cos -Г(ЛН h

.-L). 12H

Из-за незначительного влияния вё1личины -г-- на результат и с целью

1/п уп рЪщения ею можно пренебречь. Тогда

вьфажение (1-6) принимает вид

5

ot

ЗРЯ sin (-- + /3 ) f

,ci

h cos --(17)

Подставляя (17) и (3) в неравенство (1), получают

ot

ЗРИ sin ( + |3 ) f

h cos --- Р cos ( + /5)

oi COS --

Отсюда

я h oi . p.arctg ---г-

В неравенстве (2) (фиг, Ftp- -

где Z и Z силы трения в зонах контакта.

ТогдаF

Р

(QH Q)f;

(21)

где Q , и Q - нормальные реакции,

возникающие при перекосе горизонтальной втулки ползуна 4 на направляющей 3 от действия силы нормального давления груза на призматическую губку 8; f - коэффициент трения в

горизонтальной направляющей паре.

Сила N, будучи перенесена в середину опоры (горизонтальной втулки ползуна 4) создает постоянное удельное давление q,, Получившаяся при переносе пара сил R создает давления q, эпюры которых имеют форму треугольника. Величины Q, и Q являются равнодействующими суммарного давления q, и q, и равны со ответст- вующим грузовым площадям

п i2lJiab I aj.Jj.li , Ч(7

(22)

где q - наибольшая интенсивность нагрузки.

q. .--- -.

(23)

10201 .6

где р - длина горизонтальной втулки

ползуна,

В выражении (22) неизвестны q,, и f,, с Определяют f, из подобия тре мaкc

угольников А В С И B O F (фиг, 3)

a.

f 2

- 3j MciK|21 . (24 )

Р,

illl,2J4flJlF Z SjJ

МО КС

(25)

Тогда

isiMoiK..J ia5jsi3j jii 3 JJ

З гмикс

H9.J KSLKf I ijlJ (26 )

4q,

Q.

i i макс Аналогично находят

2

п (..О 2 Чам«кс

Тогда, общая сила трения

(27)

тр

f (Q, + Q)

0

5

Pf

2q

(q

гмокс

2 макс

-q,)

(28)

г макс

можно определить из условия, что момент от неравномерно распределенной нагрузки q равен произведению грузовой площади на плечо равнодействующей, т,е.

м; R,-|.. t .--L. -|- f

.11

(29)

40

где R - равнодействующая нагрузка q.

С другой стороны, возмущающий момент от силы N в горизонтальной втулке ползуна 4

м PL sin/3 + Р tg --- L cos/3 (30)

где L - расстояние от точки касания груза с нижней гранью призматической губки 8 до середины горизонтальной втулки ползуна 4.

Приравнивая (29) и (30), находят

6PL(sinf3 + tg - cos)

.в, ,-,- --Р. --«--.-..- - - - - ------ г

2МС1|;Ср2

(31)

71310201

Подставляя (31) в (28), находят

Ч

Pff

об

Е

3L(8in/5 + tg - COS/)

tg 2

(36)

Tzf J

(32)

Из-за незначительного влияния величины 1/12L на результат и с целью упрощения выражения (32) ею можно пренебречь. Тогда выражение (32) принимает вид

( cos/3)

(33) Сила, стремящаяся переместить

ползун

« I с А, S Р tg --Тогда, подставляя (33) и (34) в неравенство (2) получают

---- (sin/5 + tg - cos/) (35)

fO

15

Р tg

«i2Отсюда

Таким образом, при соблюдении выражений (19) и (36) исключается возможность выпадания груза при отключенном приводе и обеспечивается его надежная фиксация за счет самозаклинивания . Формула изобретения

Захватное устройство, содержащее корпус и зажимные губки, по меньшей из которых выполнена призматической и связана с ползуном, установленным в кррпусе с возможностью его горизонтального перемещения и связанным с приводом, о т л и ч а- (34) 20 ющееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено жестко связанной с призматической губкой штангой, причем другая губка вьшол- нена с плоской рабочей поверхностью, перпендикулярной к направлению перемещения ползуна, при этом штанга установлена на ползуне с возможностью ее перемещения под острым углом к рабочей поверхности плоской губки и подпружинена относительно ползуна.

25

3Lf(sin /3 + tg ™ COS/ )

tg 2

(36)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погрузочным и разгрузочным работам, и решает задачу повьшения надежности захвата груза и последующего его удержания без использования привода,чго позволяет значительно снизить мощность привода захвата. Захватное устройство содержит.корпус с направ- лянлцими, привод линейного перемещения и зажимные губки, одна из которых подвижная. Подвижная зажимная губка 8 устанавливается под острым углом к рабочей поверхности неподвижной губки 9 и ее масса уравновешивается пружиной 6. Под действием груза штанга 7 заклинивается в обойме 5, которая, в свою очередь, будучи установленной на ползуне 4, передает усилие отвеса на последний. Ползун 4 заклинивается на направляющих скалках 3. Тем самьш отпадает необходимость в использовании привода в момент удержания груза. 5 ил. J г со О ю

iw.t

д

1/2

.Л

1 и ч

А

k № А у

М;

I i 6

//

Редактор И.Касарда

Составитель Е.Ермолаев

Техред И.Попович Корректор А. Тяско

Заказ 1854/14 Тирад 954Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений.и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

2

л

фиг. 5