重型工件夹紧机构三维模型

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重型工件夹紧机构设计目的

• 夹紧重型工件时，使用卡爪夹紧机构而不使用大内径气缸。

环境·操作性

• 本设备作为连接到机械臂前端的机械手执行动作。
• 通过臂供给的空气驱动气缸，开闭机械手。

对象工件

• 工件
  • 外形尺寸: W573 x D150 x H15mm
    重量: 5.4kg
• 工件料架
  • 外形尺寸: W153 x D600 x H102mm
    重量: 15.3kg

特点

规格・尺寸

• 装置整体
  • 最大外形尺寸: W695(机械手打开时) x D137 x H149mm
    型材尺寸: W560 x D137 x H102mm
• 气缸
  • 基准侧： 气缸直径φ50mm、行程30mm
    附带侧： 气缸直径φ40mm、行程30mm
• 工件动作
  • 水平跳动加速度 固定：2G
    水平跳动加速度 瞬间最大： 1G

精度・负载

• 水平跳动最大加速度时的惯性力 < 气缸缩回侧推力。

主要零件的选型依据

• 搬运时也较为安全的气缸容量。

设计要点

主要零件的计算过程

• φ40mm气缸输出（水平跳动1G时）
  • 气缸承受的惯性力：F=ma=(m1+m2)a
  • 工件的总重量: m1 = 6×5.4 + 15.3 = 47.7kg
  • 机械手整体的自重：m2=2.11kg
    → F=(47.7+2.11)×9.8=488N
  • 缩回推力：F2=ηxA2xP
  • 负载率：η=1（根据产品目录）
  • 缩回受压面积：A2=1056mm² （根据产品目录）
  • 使用压力：P=0.5MPa
  • F2=1 ｘ 1056 ｘ 5 = 528N
  • 安全系数：F2 / F = 528 / 488 = 1.08倍

构造制作与设计要点

• 使用单侧的2个导向轴，通过导向轴与固定座之间的剪切力抵消机械手承受的反作用力，不会将力矩传递到气缸的结构。
• 导向轴的直线运动滑动面上带通孔，因此使用无油衬套。