13.8. Расчет механизмов автоматической смены инструментов

Движения механизмов смены инструментов. Инструментальные магазины револьверные головки, автооператоры, кантователи совершают вращательное движение. Каретки, промежуточные носители, автооператоры при выводе и вводе инструмента в гнездо перемещаются поступательно. Цикл любого движения включает разгон, движение с постоянной скоростью, торможение. Разгон и торможение сопровождаются динамическими нагрузками, ударами, колебаниями в механизмах, составляют до 40 % общего времени и в основном определяют долговечность механизмов.

Узлы, входящие в состав механизмов автоматической смены инструмен­тов, приводятся в движение от общего двигателя или от индивидуальных при­водов (электрических, гидравлических, пневматических). В первом случае кинематические цепи состоят из многочисленных механических передач и пре­образователей движения, имеют низкую жесткость. Во втором случае цепи короткие, но система управления усложняется.

Режимы поступательного движения механизмов. Оптимальный по крите­рию быстродействия треугольный закон (рис. 13.20, а) используют редко, так как вследствие мгновенного изменения знака ускорения при переходе к торможению имеют место перераспределение зазоров в механизмах и вы\званные им удары. Часто используют закон изменения скорости, близкий к трапецеидальному (рис. 13.20, б), которому соответствуют плавные изме­нения ускорения. При этом продолжительность отдельного движения

где s — перемещение исполнительного органа; а_р — ускорение исполнительно­го органа при разгоне; его ускорение при торможении; отношение времени движения с установившейся скоростью к продолжительности I отдельного движения.

Оптимальная скорость установившегося движения зависит от пути пере­мещения исполнительного органа:

где к = 0,5...0,6.

При малых ходах высокие скорости нецелесообразны, так как не дают заметного выигрыша времени, но приводят к резкому повышению мощнос­ти привода.

Узел подходит к упору надежно, но без сильного удара в том случае, когда его скорость находится в интервале от 0,02...0,04 до 0,2 м/с. Минималь­ная скорость узла вычисляется с учетом возможных отклонений приведенной массы систем на , номинальной скорости подхода к упору на силы сопротивления на

Наибольшая скорость узла при подходе к упору не должна вызывать сильного удара между ними. Для автооператоров загрузочных устройств рекомендуется

Для предотвращения колебаний в механизмах при переходных процессах (разгоне, торможении) и малых ходах (0,15...03 м) ускорение не должно превышать 5...6 м/с², при больших ходах (0,7...0,8м) допускаемое ускорение может быть повышено до 10... 12 м/с².

Номинальное время торможения узла при равнозамедленном движении

где Р — действующая на узел сила.

Режимы вращательного движения механизмов. Инструментальные мага­зины совершают вращательное движение со ступенчато изменяющейся ско­ростью (рис. 13.20, в). Время поворота на i позиций слагается из времен разгона, равномерного вращения с угловой скоростью , торможения и по­зиционирования с угловой скоростью

Для движения с одинаковым ускорением е при разгоне и торможении ра­циональным является отношение При обычно используе­мых ускорениях рациональная угловая скорость равномерного движения

Минимальная угловая скорость вращательного движения узла определяет­ся с учетом возможных отклонений момента сопротивления на приведенного момента инерции / на А/ и номинальной скорости подхода к упору на

С учетом того что инструментальный магазин поворачивается на разное число позиций, приведенное время движения при разгоне и торможении с одинаковым ускорением

(13.8)

где п — общее число позиций в магазине; р_г — вероятность поворота на i позиций; Т.— время поворота на i позиций; ускорение при разгоне и торможении; f(p, n) — функция, характеризующая закон распределения ходов пои повороте на разное число позиций (для симметричных распределений угловая скорость равномерного вращения при повороте) ; угловая скорость при позиционировании) ; угол поворота при движении со скоростью угол поворота на одну позицию).

В зависимости (13.8) первое слагаемое определяет время равномерного движения, второе — время переходных процессов и фиксации.