Основы конструирования приспособлений

КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА

Комбинированные зажимные устройства сочетают в себе эле­ментарные зажимы различного типа;- их применяют для увеличе­ния сил закрепления, изменения величины хода зажимающего элемента, изменения направления сил зажима, уменьшения габа­ритных размеров зажимного устройства в местах его контакта с заготовкой, а также для создания наибольших удобств управле­ния. Комбинированные зажимные устройства могут также обеспе-

Чивать одновременное крепление заготовки в нескольких местах. Они приводятся в действие от ручного привода или от пневмати­ческих, гидравлических и других силовых узлов. В устройствах с большим количеством звеньев имеют место значительные потери передаваемых сил, в результате чего их КПД невелик.

Схемы комбинированных зажимных устройств с ручным приво­дом показаны на рис. 87. При сочетании изогнутого рычага и винта (рис. 87, а) можно одновременно закреплять заготовку в двух местах, равномерно повышая значения горизонтальной N И вертикальной Q сил закрепления. Силу N при заданном значении Q можно найти по формулам (34)—(36), зная принятые длины плеч рычага Zi, /2, 1 и Момент затяжки винта для получения силы N Находят из формулы (18). Если по условиям задачи должны быть обеспечены определенные значения сил N и Q, то по формулам (34)—(36) могут быть найдены необходимые соотношения плеч рычага.

Обычный прихват (рис. 87, б) представляет собой сочетание рычажного и винтового зажимов, отличается простотой и малыми габаритными размерами. Ось поворота рычага совмещена с центром сферической поверхности подкладной шайбы; последняя разгру - 142 Жает шпильку от изгиба, позволяя планке самоустанавливаться по заготовкам разной высоты. Если контактные деформации в местах опорных реакций планки одинаковы, то планка при затяжке гайки не поворачивается и для закрепления заготовки силой Q необходимо затягивать шпильки с приложением силы

N = QL/1,

Где L — сумма плеч прихвата; I — длина правого плеча прихвата.

При разных контактных деформациях происходит поворот планки вокруг центра сферической поверхности подкладной шайбы. В результате треиия в месте поворота планки и на ее концах возникает перераспределение опорных реакций, которые в сумме остаются равными N. Для получения заданной силы Q Нужно изменить значение N или скорректировать соотношение плеч /х и /2.

Прихват с эксцентриком (рис. 87, в) является быстродействую­щим комбинированным зажимом. При определенном соотношении плеч рычага можно увеличить ход зажимающего конца рычага или силу закрепления. Износ эксцентрика легко компенсировать регу­лированием гайкой и контргайкой.

На рис. 87, г показано устройство для закрепления в призме цилиндрической заготовки посредством накидного рычага и винта, а на рис. 87, д — схема быстродействующего комбинированного зажима (рычаг и эксцентрик), обеспечивающего боковое и верти­кальное прижатия заготовки к опорам приспособления. Верти­кальное прижатие заготовки можно увеличить большим наклоном планки. Эффект одновременного прижатия заготовки к горизон­тальной и вертикальной опорам приспособления обеспечивается устройством, показанным на рис. 87, е. Расчет силы на рукоятке для получения заданной силы закрепления заготовки во всех рассмотренных схемах можно производить по ранее приведенным расчетным зависимостям для элементарных зажимных устройств.

Шарнирно-рычажные зажимы (рис. 87, ж, з, и) являются при­мером быстродействующих устройств, приводимых в действие пово­ротом рукоятки. Их широко применяют в виде нормализованных узлов, позволяющих иметь различную компоновку в приспособле­ниях. Во избежание самооткрепления устройства в процессе обработки рукоятка переводится через мертвую точку до упора 1. Сила закрепления зависит от величины деформации системы и ее жесткости. Необходимую деформацию системы устанавливают регулировкой нажимного винта 2. Однако наличие допуска на размер Я (рис. 87, ж) не обеспечивает постоянства силы закрепле­ния для всех заготовок данной партии.

Сила закрепления заготовки при повороте рукоятки увеличи­вается от. нуля до максимального значения Q и далее несколько уменьшается при доведении рукоятки до упора. Зная заданное значение Q и беря плечи горизонтальной планки равными по длине, модуль упругости ее материала Е, величину ее наибольшего про-

Гиба г/шах (берется около 1 мм), можно найти момент инерции J

Ее поперечного сечения из равенства

— Р13

У Max— 48ЈV » где Р = 2Q.

При допуске б на размер Я заготовки сила будет изменяться от минимального до максимального значения: 24ЈV(/MaX . п _ 24EJ (YmiX + б)

Vir

Q

На рис. 88, а показан комбинированный зажим о использова­нием пневмоцилиндра. При расчете этого механизма по заданной силе закреЬления Q заготовки найдем силу N на штоке, а по силе N — диаметр пневмоцилиндра D, приняв давление сжатого воздуха р. Рассмотрим силы (рис. 88, б), передаваемые элементами системы в предположении, что закрепляется заготовка с наиболь­шим предельным размером #тах. Для учета трения в шарнирах направление силы в распорном звене рычага проводим касательно к кругам трения радиуса р (считая радиусы осей шарниров одина­ковыми). Аналогично построим реакцию, действующую на шарнир

Горизонтально-зажимного рычага. Ц*

Расчет ведем, предполагая, что элементы системы не деформи­руются. Из условия равновесия направления сил, действующих на горизонтальный рычаг, пересекаются в точке О. Из рис. 88, б

OA - , +----- Р

Tg(a + a,) ' smja + aj) '

Где A — угол между распорным звеном и вертикалью (задается конструктивно в пределах 12—15° для #Mln).

Угол ах находится из соотношения Sin Ax = 2р//,

Где I — расстояние между шарнирами распорного звена. Находим угол 6 = р + у, беря р и у из отношений

Х r> А, Pi Sin В

Где рц — радиус круга трения цапфы горизонтального рычага.

Из силового многоугольника (рис. 88, в) найдем величину отрезков KL и ML, характеризующих силу на штоке пневмоци - линдра!

Кг П Sine

Sin (a + ai+0)J

ML-KLs^ + ^Q Y^G1 ■

Сила прижима ролика распорного звена Qt к горизонтальной направляющей (отрезок'/СУИ) определяется из равенства КМ =- KL Cos (A -F Ax).

Сила сопротивления качению ролика (отрезок МТ)

Рд Q(f + M 1 D

Где / — коэффициент трения качения; /х — коэффициент трения скольжения в цапфе; г — радиус цапфы ролика; D — диаметр ролика.

Полная сила на штоке N = ML -(- F. Диаметр цилиндра D = « 2 УШпРц, где т| = 0,8-ь0,9 — КПД цилиндра.

При закреплении заготовки с наименьшим предельным разме­ром Ят1п сила закрепления увеличится, так как ось распорного звена установится к вертикали под меньшим углом а'х

Cos а'' = Cos a + (#тах — #т1п).

Зная а', можно найти корректированное значение угла 0? по приведенным выше формулам, подставляя в них вместо A величину а'.

Из треугольника TLK (см. рис. 88, в), в котором сторона TL Равна полной силе на штоке N, найдем

Ts<P = 1*L=J±IL

Корректированное значение отрезка KL

N sin q>

Sin (а' + ос, .90® — ф)

Сила закрепления заготовки е наименьшим предельным раз­мером

KL' sin (fr' + «1 + Sm 0'

Из рассмотренного примера видно, что данный механизм не обеспечивает равномерности сил закрепления. При использовании пнебмокамеры можно получить несколько лучшие результаты.