火車車輪抓取搬運(yùn)機(jī)械手電機(jī)選型及動力學(xué)仿真*

尚 錢,王全先,胡秀勇,喬中一

(1.安徽工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,安徽 馬鞍山 243002; 2.特種重載機(jī)器人安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 馬鞍山 243032)

0 引 言

火車車輪是高鐵系統(tǒng)中的重要組成部件,其質(zhì)量直接影響到鐵路的安全運(yùn)行。目前我國成品車輪檢測線上,車輪傳送采用輥道運(yùn)輸和翻鋼機(jī)相配合的方式,這種方式不可避免地會對車輪產(chǎn)品表面產(chǎn)生劃傷和擦傷,嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。而且該方式的自動化程度低、事故率高[1-2]。

而采用抓取搬運(yùn)機(jī)械手替代原輥道傳送工藝不僅可以很好地解決以上問題,還可以實(shí)現(xiàn)車輪在各工位之間的智能傳送和多工位的協(xié)同檢測。此方法中,選擇合適的電機(jī)型號至關(guān)重要。該機(jī)械手所抓取的車輪最大質(zhì)量為450 kg,最大運(yùn)行速度1.2 m/s,具有重載高速的特點(diǎn)。而通過常用的力學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算來選擇電機(jī)型號會不夠準(zhǔn)確。故筆者以該機(jī)器手縱移X軸、升降Z軸為研究對象,對其進(jìn)行電機(jī)選型,通過Creo 4.0中三維建模和ADAMS動力學(xué)仿真,測量出其驅(qū)動扭矩, 得到其變化規(guī)律圖,驗(yàn)證理論計(jì)算值是否符合工作要求,為保證電機(jī)安全運(yùn)行提供依據(jù)。

1 機(jī)械手主要結(jié)構(gòu)及工藝流程

火車車輪抓取搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,車輪抓取搬運(yùn)機(jī)械手縱移X軸(整個車架橫移)、升降Z軸(垂直方向)的移動均是由伺服電機(jī)帶動三合一減速機(jī)運(yùn)動,并驅(qū)動小齒輪沿著固定齒條嚙合,均是負(fù)載狀態(tài)(最大車輪在手掌中)。X軸車架安裝在桁架導(dǎo)軌上,它由伺服……