Гидравлические вибрационные системы приводов промышленных роботов

Классификация вибрационных приводов

С использованием высокочастотных вибрационных преобразователей движения или вибродвигателей в робототехнике открываются новые возможности. К достоинствам вибрационных приводов (приводов с вибродвигателями) относятся такие характеристики, как высокая разрешающая способность по перемещению, широкий температурный диапазон, отсутствие влияния паразитных электрических или магнитных полей, а также хорошие динамические свойства в переходном режиме движения. Эти характеристики вибрационных приводов позволяют создавать прецизионные микророботы, манипулирующие объектами небольшой массы с очень высокой точностью, что важно, например, при сборке сложных схем микроэлектроники.

Назначение вибратора (вибродвигателя) состоит в преобразовании подводимой энергии в энергию механических колебаний.

Из применяемых в настоящее время электромеханических, электромагнитных, пневматических и гидравлических вибраторов наибольшее распространение получили дебалансные электромеханические вибраторы. Они отличаются универсальностью применения, простотой монтажа и обслуживания, высокой эффективностью, низкой стоимостью.

В последние годы разработаны гидравлические и электроги-дравлические вибраторы, обладающие высокой удельной мощностью, большой долговечностью и способностью плавного регулирования параметров вибраций в широких диапазонах.

Недостатком гидровибраторов является меньшая по сравнению с электромеханическими эффективность преобразования энергии. Несмотря на некоторые недостатки, такие как повышенные требования к точности изготовления, монтажу и обслуживанию, зависимость свойств гидросистемы от температуры, высокая стоимость, гидравлические вибраторы достаточно широко применяются.

Гидравлические вибраторы не составляют конкуренции другим типам вибраторов. Они расширяют область технического применения вибраций.

Гидравлический вибрационный привод обладает способностью из-за периодичности движения рабочего органа получать при незначительных перемещениях большие мгновенные скорости и ускорения.

Направленные колебания в значительной мере ускоряют технологические процессы, связанные с обработкой, транспортированием самых различных материалов.

Как и все гидравлические машины, гидравлические вибраторы по способу преобразования энергии делятся на динамические и объемные. В гидровибраторах объемного типа движущие силы создаются путем использования потенциальной энергии жидкости, т. е. за счет гидростатического давления. Для вибраторов объемного типа применяются рабочие жидкости типа минеральных масел при небольших расходах и больших давлениях.

Вибраторы с возвратно-поступательным движением рабочего элемента по характеру взаимодействия распределителя и поршня гидроцилиндра делятся на следящие, автоколебательные, пульсаторные, программные.

У следящих гидравлических вибраторов поршень гидроцилиндра отслеживает перемещение распределительного устройства. Привод распределительного устройства автономный, характер движения распределительного элемента может изменяться по заданному закону. Возможна обратная связь поршня вибратора с распределительным элементом.

Автоколебательные гидравлические вибраторы представляют собой распределительное устройство и поршень, которые связаны между собой обратной связью. Характер движения поршня определяется нагрузкой.

У гидравлических пульсаторов распределительное устройство осуществляет периодическую подачу рабочей жидкости определенных объемов под давлением в подпоршневые полости гидроцилиндра.

На рис. 8.1 показана принципиальная схема гидравлического пульсаторного вибратора.

Принципиальная схема гидравлического пульсаторного вибратора

Рис. 8.1. Принципиальная схема гидравлического пульсаторного вибратора

Вибратор состоит из следующих основных узлов: исполнительного органа, сообщающего вибрации нагрузке, — гидросервомотора с поршнем 1, установленного в корпусе 6, и упругим элементом (пружиной) 2; генератора пульсирующего потока — вращающегося распределителя 3 с умножителем частоты, работающим от привода электро- или гидродвигателя; регулятора частоты (гидромуфты) 4; регулятора амплитуды 5; корпуса вибратора 6, на котором монтируются все перечисленные узлы, а также различные вспомогательные узлы и оборудование (стол для закрепления нагрузки, измерительные приспособления). В пульсаторных гидравлических вибраторах применяется принцип умножения частоты путем применения золотника с несколькими рабочими окнами.

Частота колебаний регулируется с помощью гидромуфты 4, если привод вращения золотника электрический, или с помощью щелевого регулируемого дросселя на входе. Действие пульсаторных гидравлических вибраторов основано на принципе возбуждения колебаний упругого элемента пульсирующим давлением, которое создается пульсирующем потоком рабочей жидкости. Пульсирующий поток создается вращающимся золотником, приводом которого служит электро- или гидродвигатель. Регулирование частоты задаваемых вибраций обеспечивается регулированием числа оборотов этого двигателя. Регулирование амплитуды колебаний осуществляется изменением подводимого давления (при заданных жесткости упругого элемента и массе нагрузки).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >