POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

WYDZIAŁ MECHANICZNY-TECHNOLOGICZNY

Katedra Technologii Maszyn
i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania

Projekt chwytaka

Jakub Pędzik

Gr. III

Semestr VI AiR III

1.Proponowane warianty chwytaka

Wariant 1

Wariant 2

Wariant 3

Wariant 4

Wariant 5

Ocena kryteriów

Kryteria oceny	K1	K2	K3	K4	K5	K6	K7
Skuteczność chwytu	-	0,0	0,5	0,5	1,0	1,0	0,0
prostota wykonania	1,0	-	0,5	0,5	1,0	1,0	0,5
mozliwość chwytu różnych przedmiotów	0,5	0,5	-	0,0	0,5	1,0	0,5
zapewnienie prostej i szybkiej wymiany	0,5	0,5	1,0	-	1,0	0,5	0,5
standartowość zastosowanych elementów	0,0	0,0	0,5	0,0	-	0	1
koszt produkcji	0,0	0,0	0	0,5	1	-	0
masa chwytaka	1,0	0,5	0,5	0,5	0	1	-

Oceny wariantów

w2	w3	w4	w5	w1	wi
4	4	3	4	5	5
3	4	1	3	5	5
4	3	2	1	4	5
2	2	2	4	4	5
2	3	3	2	3	5
3	3	2	2	5	5
2	3	4	5	5	5
20	22	17	21	31	35

2.Obliczenia objętości i masy

2.1.Objętość

Masa

2.2.Obliczenia sił

Siła odśrodkowa

Siła chwytu

z = 60mm

y = z-x

x = 20

3.Wyznaczenie strzałki ugięcia

3.1 Wyznaczanie strzałki ugięcia dla ramienia 1:

Rysunek 1

Wyznaczenie obciążenia na końcu ramienia:

P - obciążenie wywołane masą przedmiotu obrabianego

Ramie 1 o długości 87 [mm] zostało wykonane z kształtownika zamkniętego kwadratowego 0 wymiarach 10/10 zgodnego z norma BN-75/0644-22.

Rysunek 2

Parametry zastosowanego kształtownika

Wymiary	Moment bezwładności
a/a/t	Ix = Iy [cm4]
10/10/2	8*10^-4

l=87 [mm]

E=2,06*1011 [Pa]

Obciążenie ciągłe

Masa ramienia m₁=0,040 [kg]

3.2.Wyznaczenie strzałki ugięcia ramienia 1:

3.3. Wyznaczanie strzałki ugięcia dla ramienia 2:

Rysunek 3

Wyznaczenie obciążenia na końcu ramienia:

P - obciążenie wywołane masą przedmiotu obrabianego

Ramie 2 o długości 90 [mm] zostało wykonane z kształtownika zamkniętego kwadratowego o wymiarach 10/10/2 zgodnego z norma BN-79/0656-01.

Rysunek 4

Parametry zastosowanego kształtownika

Wymiary	Moment bezwładności
a/a/t	Ix = Iy [cm4]
10/10/2	8*10^-4

l=90 [mm]

E=2,06*1011 [Pa]

Obciążenie ciągłe

Masa ramienia m₂=0,056 [kg]

3.4.Wyznaczenie strzałki ugięcia ramienia 2:

Całkowita strzałka ugięcia wynosi

U=U₁+ U₂

U= 28,59*10^-8

4.Obliczenia połączenia spawanego

Obliczenia dotyczyć będą połączenia spawanego dwóch kształtowników o profilu zamkniętym

Masy poszczególnych elementów (z dokładnością + 10 %)

m₁ = 0,04 [kg]

m₂ = 1,165 [kg]

przyjmuję współczynnik wyrównawczy  = 1.25

Siły ciężkości:

G₁ = 0,04 ⋅ 9,81 = 0,392 [N]

G₂ = 1,165 ⋅ 9,81 = 11,42 [N]

Przyspieszenia :

a₁ = 1,03 [^m/_s²]

a₂ = 1,06 [^m/_s²]

Siły bezwładności

B₁ = m₁ ⋅ a₁ = 0,0412 [N]

B₂ = m₂ ⋅ a₂ = 1,2349 [N]

Siły odśrodkowe:

v₁ = a₁t = 2,06 [^m/_s]

v₂ = a₂t = 2,12 [^m/_s] dla t = 2 [s]

Siły odśrodkowe poszczególnych punktów

O₁ = m₁ (v₁² / l₁ ) = 3,76 [N]

O₂ = m₂ ((v₂² * l₃)/ l₁₊ l₂) = 1,84 [N]

Siły i momenty w złączu spawanym:

R_x = O₁ + O₂ = 5,6 [N]

R_y = B₁ B₂ = - 1,275 [N]

R_z = -G₁ - G₂ = - 11,827 [N]

M_x = B₁l₁₊ B₂l₂ = 0,0112 [Nm]

M_y = O₁l₁ + O₂l₂ = 0,3348 [Nm]

M_z = B₂l₃ = 0,037 [Nm]

4.1.Weryfikacja spoiny czołowej

a). Obliczenie wskaźników wytrzymałościowych na zginanie i skręcanie

y

b = 6

X

g = 2 a = 6

B = b + 2 g = 10 [mm]

H = a + 2 g = 10 [mm]

Momenty bezwładności przekroju:

Wskaźniki wytrzymałościowe:

b). Naprężenia w spoinie wywołane siłami i momentami

Dla i spoiny czołowej trzeba określić naprężenia dopuszczalne. Zgodnie z normą PN/B 03200 dla spoiny czołowej s_s = 0.6 w przypadku ścinania oraz s_n = 1 dla naprężeń normalnych. Naprężenia muszą spełniać następujące warunki:

Pole przekroju spoiny:

P = BH - ab= 0,000064 [m²]

Poszczególne naprężenia w złączu spawanym wynoszą:

Weryfikacja najbardziej obciążonego miejsca spoiny

σz

τy

τx

τM_z

σM_y

_{A A}

σM_x

Najbardziej obciążonym punktem spoiny jest punkt A i dla niego przeprowadzone zostaną dalsze obliczenia

Zatem styczne naprężenie wypadkowe przyjmie postać:

Zgodnie z normą PN/B-03200 wypadkowe naprężenie normalne musi spełniać następujący warunek:

Ponieważ σ_W = σ_A

σ_W = 7,31 [Mpa] < σ_W = 236.5 [Mpa]

Przedstawione sprawdzenie warunku w sposób jednoznaczny wykazuje, że warunek został spełniony.

Dobrane złącze czołowe o grubości 3 mm jest wystarczające

22

Podstawy Konstrukcji Maszyn Jakub Pędzik

20mm

120mm

50mm

Y

x

z

z

---