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律廷導軌在醫(yī)療檢測設備上的設計應用

時間:2010-09-15 11:55:11來源:zhangting

導語:?本文對直線導軌的受力和力矩進行了分析計算。首先在平臥狀態(tài)下進行了力及力矩的分析和計算,然后在側臥狀況下進行了力及力矩的分析和計算

摘 要:本文對直線導軌的受力和力矩進行了分析計算。首先在平臥狀態(tài)下進行了力及力矩的分析和計算,然后在側臥狀況下進行了力及力矩的分析和計算。根據(jù)不同狀況下,重力作用點的不同,進行了建模簡化分析。本文對導軌的壽命進行了校核計算,結果證明,計算壽命能滿足預期壽命要求,兩者吻合較好。

關鍵詞:負荷;力矩;受力模型;使用壽命

引言

  醫(yī)療檢測設備是一種對運行平穩(wěn)度,順暢度及產(chǎn)品噪音要求很高的設備,近期我們成功開發(fā)的這家是一家專門從事高端醫(yī)療設備生產(chǎn)的廠家,其導軌絲杠一直使用日本THK產(chǎn)品。經(jīng)過多方對我們的考核,如供應商資質考評,產(chǎn)品樣本比對,技術實力檢測等工作,客戶最終在其一款新機型上同我們達成合作意向,并需要中達電通提供具體的設計選型方案供其備案。以下為根據(jù)客戶實際要求所做的具體設計及計算。

1 客戶提供基本參數(shù)

  負荷質量: M=240Kg

  重力加速度: g=9.8m/S2

  壽命要求: L=10年

  按6年行程為151.2Km算,10年行程為:L=151.2×10÷6=252Km

2 平臥狀態(tài)分析

  2.1 受力結構及受力分析

  2.1.1 受力狀況


圖1 平臥狀態(tài)受力結構圖



  上圖為客戶工作平臺平臥時的結構圖。右上端面為導軌支撐,該部件使用律勁導軌;左側面為導向導輥,該部件客戶自己加工;剖面線部分為客戶工作平臺,該部件客戶自己加工。

  2.1.2 受力模型轉化分析

  根據(jù)平臥時的受力狀況,進行模型轉化,以簡化受力分析及計算。轉化的標準模型如下圖所示。


圖2 平臥狀態(tài)受力模型圖



  2.1.3 受力分析及計算

  (1)依據(jù)模型中受力狀況,計算出各點受力如下:

  
  P3 及P4受力對應實際結構中使用導軌上兩滑塊的受力;

  P1 和P2分別對應客戶自行設計的兩個Guide roller處的受力。

 ?。?)代入數(shù)據(jù),實際進行計算。

  l2=0mm; l0=508mm; l3=605/2+39=341.5mm; l1=605mm;

  W=240Kg;

  分別計算出各合力如下:

  

  2.1.4 負載系數(shù)的選擇及壽命計算

 ?。?)負荷系數(shù)選擇



  以中等負荷進行計算,根據(jù)經(jīng)驗,取負荷系數(shù)fW=1.8。

 ?。?)壽命計算

  根據(jù)額定壽命公式:

  
  導軌受力以127.7Kg進行計算;fW=1.8。

  參照樣本手冊,當選用25系列導軌時,C取為2030Kgf。因此:

  

  顯然L=34429 Km >252 Km,滿足預期的使用壽命要求。

3 力矩分析及計算

  本傳動方案中,導軌主要承受二個扭矩:重心點的扭矩和側面guide roller處施加的扭矩。

  3.1 中心點扭矩的計算

  TG=G×l

  其中l(wèi)=39mm,故,

  TG=G×l=240×39mm=9.36Kgf-m

  3.2 Guide rolerl處施加扭矩的計算

  TP=P× TP=P× =-7.735×605= -4.679 Kgf-m

  3.3 合成力矩計算

  線形導軌處承受扭矩為:T= TG +TP

  T= TG +TP=9.36 -4.679=4.681 Kgf-m

  對應產(chǎn)品手冊中25系列導軌傾覆扭矩MC =40Kgf-m,

  顯然T=4.681 Kgf-m <40 Kgf-m。因此25系列導軌能滿足使用要求。

4 工作臺立位時狀況

  4.1 受力模型轉化

  該狀態(tài)下工作時,即將平臥狀態(tài)的工作臺按順時針旋轉90°。根據(jù)受力狀況,可轉化為如下標準模型進行分析計算:


圖3 立位狀態(tài)受力模型圖



  4.2 受力分析及計算

 ?。?)依據(jù)模型中受力狀況,計算出各點受力如下:

  

  其中:P1 ~P4受力對應實際結構中工作臺各接觸點的正面受力;

  P1T ~P4T分別對應實際結構中工作臺各接觸點的側面受力。

 ?。?)代入數(shù)據(jù),實際進行計算。

  l2=379+79.2=458.2mm; l0=508mm;

  l3=54+39 =93mm; l1=605mm;

  W=240Kg;

  分別計算出各合力如下:

  

  4.3 負載系數(shù)的選擇及壽命計算

 ?。?)負荷系數(shù)選擇


  以中等負荷進行計算,根據(jù)經(jīng)驗,取負荷系數(shù)fW=2。

 ?。?)壽命計算

  根據(jù)額定壽命公式:

  
  導軌受力以108.2Kg進行計算;fW=2。

  參照產(chǎn)品手冊,當選用25系列導軌時,C取為2030Kgf。因此:

  

  顯然L=41268Km >252 Km,完全可滿足預期的使用壽命要求。

5 總結

  依據(jù)以上各關鍵步驟,進行計算分析,我們推薦客戶選用25系列導軌,考慮受力和力矩等關鍵參數(shù),完全可以滿足使用要求。在客戶所要求的使用條件下,安全可靠,在客戶所要求預期使用壽命的基礎上有較大的安全余量。結合客戶現(xiàn)場對導軌和滑快的安裝型式,最終給客戶選配的LSK系列導軌型號為:GR25TA2T1599ICZ0。

  目前,客戶生產(chǎn)的樣機已經(jīng)裝配完畢,并開始進行實驗,對設備相關性能及參數(shù)進行檢測。當前設備的整體運行穩(wěn)定,效果良好,客戶對我們提供的服務比較認可,后續(xù)批量生產(chǎn)后會全部選用我們的直線導軌。

  此案是一次比較典型律勁導軌替換日本THK導軌的成功案例??蛻暨x擇LSK導軌充分顯示了律勁產(chǎn)品相對其它品牌良好的性價比,同時也體現(xiàn)了中達優(yōu)良服務的優(yōu)勢。另外這也與我們先期掌握了比較好的時機,地區(qū)人員所做的大量客戶工作是分不開的。

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