Захватное устройство
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 направлянлцими, 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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19> (111
21 А3 (51) 4 В 25 J 15/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фала. У
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3847723/22-08 (22) 21. 01.85 (46) 15. 05.87. Бюл . N - 18 (71) Донецкое отделение Института
"1"ипроуглеавтоматиэация" .(72) А,Д.Денисенко (53) 62-229.72. (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1034894, кл. В 25 3 15/00, 1983. (54 ) ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погрузочным и разгрузочным работам, и решает задачу повышения надежности захвата груза и последующего его удержания без использования привода,что позволяет значительно снизить мощность привода захвата. Захватное устройство содержит, корпус с направляющими, 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 самым отпадает необходимость в использовании привода в момент удержания груза. 5 ил. 9
Изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ и может быть использовано при загрузке машин цил.нндрическими заготовками, Цель изобретения — повышение надежности фиксации груза в захватном устройстве.
На фиг ° 1 изображено захватное устройство, общий вид; на фиг.2-5 эпюры сил, действующих на элементы 1О захватного устройства при статическом приложении силы тяжести поднимаемого груза.
Захватное устройство состоит нз корпуса 1, закрепленного на нем при- 15 вода 2 линейного перемещения, выполненного в виде цилиндра с цапфами, направляющих 3, закрепленных на корпусе и представляющих собой горизонтальные цилиндрические скалки, на 20 которых установлен подвижный ползун
4, связанный со штоком привода 2 линейного перемещения. На ползуне жестко закреплена обойма 5, представляющая собой направляющую трубу, в ко- 25 торой установлена подпружиненная пружиной 6 штанга 7. На штанге жестко закреплена призматическая губка S, На корпусе жестко закреплена вертикальная плоская губка 9. 30
Захватное устройство работает следующим сбразом, Захватное устройство в раскрытом состоянии подводится к заготовке до касания с плоской вертикальной губкой 9 ° При этом штанга 7 с жестко закрепленной на ней призматической губкой 8 удерживается пружиной 6, жесткость которой выбирается минимально достаточной для удержания собствен- 40 ного веса штанги 7 с губкой 8. Привод . 2 линейного перемещения перемещает полэун 4 по направляющей 3 до упора призматической губки 8 в заготовку.
Груз, воздействуя на призматические 45 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 50 штангой 7 и призматическими губками
8 наклонена к плоской губке 9 под углом ) то происходит самозаклинивание груза между губками.
Работоспособность предлагаемого устройства обеспечивается соблюдением конструктивных параметров, при которых самоторможения от перекоса
1 2 штанги 7 в обойме 5 »е происходит (фиг. 2), т.е °
I 1 дв тр
ll Н
Ртр Fp,в (2) в где F — сила трения в горизонтальт ной направляющей паре в нагруженном состоянии; в
F — сила стремящаяся перемесДб тить 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) П 6.
=N = Ncos (- — +P)
Аь 2
cos (— — +P ) 2
P оС
cos
2 (3) где N сила нормального давления груза на губку 8; вес груза; угол призмы губки; угол наклона обоймы со штангой и призматическими губками к вертикали. (4) Fgp -= Т1 + gp где Т и Т вЂ” силы трения в зонах контакта.
F := (К, + К ) S (5)
Т где K и К вЂ” нормальные реакции, возникающие при переI где F — сила, стремящаяся перемесДв тить штангу;
F — сила трения в наклонной т направляющей паре в нагруженном состоянии.
Условие (1) обеспечивает подвижность штанги 7 в обойме 5, т,е. самозаклинивание груза.
Обеспечивается самоторможение от перекоса горизонтальной втулки ползуна 4 относительно направляющей 3 (фиг. 3), т.е.
10201 Р
hf . 2 — — — (k
2)с ма с 2 макс
+k,) (12 ) ! Г можно определить из услоf0 вия, что момент от неравномерно рас- пределенной нагрузки k равен произ.— ведению грузовой площади на плечо равнодействующей, т.е.
2 1с0м h .2
M R макс
f5 (3 4 3
1с 0 макс (1
В (13 ) 20
С другой стороны, возмущающий момент от силы N
0(I
sin (— -+P)
Н
04
2 (14) (6) 25
2 7
sin (— -+/3)
IPh
7 (7)
О(2
k (35 где h — высота обоймы.
В выражении (б) неизвестны k „ „с и h(.
Определяют h, из подобия треугольников АВС и BOF 40
h- f
Я т1 2
Рь п(< +(<) P 4 tl (— + Ii) 2 макс ймакс (8 ) h
)(cos— oL
СО&†г о(2
6P. sin (0(1((1с2 м k < ) Ь = — ----м< < я — — <— смаке
Тогда (9 ) (16) 04
h2 cos
2.Ъ
Phf sin (— I<) ЗН 1 (- — + )к
1(12И
cos ——
0(2
Из-за незначительного влияния ве1 личины
12Н на результат и с целью упрощения ею можно пренебречь. Тогда выражение (16) принимает вид а
h(kгмакс k < ) 4)с „„,„
Аналогично находят
2 щкс 1
h(k + k ) 41с макс
3 13 косе штанги 7 в обойме 5;
f — коэффициент трения в наклонной направляющей паре.
В дальнейших расчетах не учитываются сила, необходимая на преодоле- ° ния усилия пружины 6 и вес призматической губки 8 со штангой 7 из-за незначительности по сравнению с весом поднимаемого груза.
Сила N будучи перенесена в середину опоры (обоймы 5), создает постоянное удельнЪе давление k(. Получившаяся при переносе пара сил R создает удельные давления Е,, эпюра которых имеет форму треугольника.
Величины нормальных реакций К, и К являются равнодействующими суммарного давления k(u kq и равны соответствующим грузовым площадям (фиг. 2) где (с а„— наибольшая интенсивность нагрузки 1с (k1макc k )(мя k ) 21 2 мс(кс
Тогда, общая сила трения где Н вЂ” расстояние от точки касания груза с нижней гранью призматической губки до середины обоймы.
Приравнивая (13) и (14), находят
О( бР зт .и (+ 1"а) н
2 макс (15)
h соз
Подставляя (15) в (12), наыздят суммарную силу трения в горизонталь-. ной втулке ползуна
310201 6 где — длина горизонтальной втулки ползуна, В выражении (22) неизвестны q
2MAKC
И 2<.
Определяют f, из подобия треугольников А В С и В О Г (фиг, 3) Я 2 мс -кс---Я вЂ” ° (24 ) Я 2 Л1 О К С
04
h cos
ol
P cos (--- + P)
2С
cos
10 (18) Отсюда
h oc с arctg 3Hf 2 (19 ) 20
Аналогично находят
II
Рт < + г
С(а2мас+ q )
<Я 4q»« (20 ) (27 ) (21 ) где Я < и (— нормальные реакции, возникающие при перекосе горизонтальной втулки ползуна 4 на направляющей 3 от действия силы нормального давления груза на призматическую губку 8;
II
f — коэффициент трения в горизонтальной направ- у0 ляющей паре.
Сила N будучи перенесена в середину опоры (горизонтальной втулки ползуна 4) создает постоянное уцельное давление q Получившаяся при переносе пара сил R создает давлег ния Ч, эпюры которых имеют форму треугольника. Величины Я< и Q2 являются равнодействующими суммарного давления q, и q и равны соответствующим грузовым площадям о г
q 2макс <. (29 ) ч (Я2М " ) 6
< (22 ) Ч 2 ВОкс
S P
Ч 2
l g .р (23) (31) 5 1
0(!
ЗРН sin (--- + P ) f.
1 2 г,— — — — — — — — — — — —— (17 ) тр с(, h cos
Подставляя (17) и (3) в неравенство (1), получают
3РН sin (— — +P ) f
B неравенстве (2) (фиг. 3) где Е< и Z2 — силы трения в зонах контакта.
Тогдар (Q + Q ) " г < ) где q — наибольшая интенсив2 I< ЧЛ л< а кр---Я 1 - ° (25 ) Ч2л<акс Тогда 12 МОКС 2 (Я 2 л<О кС Я < ) 4 (26 ) Чг макс Тогда, общая сила трения И 2 г =- — — — — — (q гЧ 2МОкС + q ), (28) Ч2 макс Ч 2 макс можно определить из условия, что момент от неравномерно распределенной нагрузки q равен произ2 ведению грузовой площади на плечо равнодействующей, т.е, a2м кс ° 0 М = R — — f =-a с 1 г 3 4 3 где R — равнодействующая нагруэ2 ка Чг С другой стороны, возмущающий момент от силы N в горизонтальной I втулке ползуна 4 Приравнивая (29) и (30), находят К 6PL(sin 12 + tg cos ) 7 1310201 Подставляя (31) в (28), находят tl Ф 2 3Lf (sin p + tg †- сов p ) 0(+ tg — - cosP) 2 ЗЬ(вж Р Р = РИ, T1 + 121 — — - — — - Ф f2 5 (32 ) 10 15 и 6 F„ = S = P tg (34 ) 20 Тогда, подставляя (33) и (34) в неравенство (2) получают cos P ) (35) 3PL . М (sin>„ + tg —— Р tg - - ° Отсюда Из-эа незначительного влияния величины 1/12L на результат и с целью упрощения выражения (32) ею можно пренебречь. Тогда выражение (32) принимает вид и ЗРЦ а F = .— — — (sin Р + tg - — сов/3 ) 1 Г 2 (33 ) Сила, стремящаяся переместить ползун 0(, tg— 2 (36) Таким образом, при соблюдении выражений (19) и (36) исключается воэможность выпадания груза при отключенном приводе и обеспечивается его надежная фиксация эа счет самозаклинивания. Формула изобретения Захватное устройство, содержащее корпус и зажимные губки, по меньшей мере одна иэ которых выполнена призматической и связана с полэуном, установленным в корпусе с воэможностью его горизонтального перемещения М связанным с приводом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено жестко связанной с призматической губкой штангой, причем другая губка выполнена с плоской рабочей поверхностью t перпендикулярной к направлению перемещения полэуна, при этом штанга установлена на ползуне с возможностью ее перемещения под острым углом к рабочей поверхности плоской губки и подпружинена относительно ползуна. 1310201 Щг5 Составитель Е. Ермолаев Техред И.Попович Корректор А. Тяско Редактор И. Касарда Заказ 1854/14 Тираж 954 Подписное 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
