Рычажные (шарнирные) механизмы

Применение рычажных механизмов в качестве исполнительных в машинах-автоматах обусловлено возможностью их использования для передачи значительных усилий, поскольку звенья рычажных механизмов соединены между собой низшими кинематическими парами. Как известно, в низших кинематических парах контакт звеньев происходит по поверхностям; усилие, передаваемое с одного звена на другое, распределяется по поверхности, благодаря чему механизм с такими кинематическими парами более долговечен, чем при точечном или линейном контакте элементов кинематической пары. Высокая долговечность характерна и для подшипников качения, которые могут использоваться во вращательных кинематических парах рычажных механизмов.

Наиболее часто для выполнения таких функций используются кривошипно-ползунные и коленно-рычажные механизмы.

Рычажные механизмы иногда используют в комбинации с кулачковыми, а именно в тех случаях, когда необходимо получить сложные наперед заданные траектории точек исполнительных органов автомата. Примеры подобных агрегатов – механизмы смыкания полуформ индивидуальных вулканизаторов различных резинотехнических изделий, форматоров-вулканизаторов, механизмы складывающихся барабанов инерционного типа в шинном производстве и т.п.

К достоинствам рычажных механизмов относится также и то, что они надежно работают при высоких скоростях и хорошо переносят динамическую нагрузку.

Основные недостатки рычажных механизмов заключаются в сложности их кинематических схем, и, следовательно, конструкций; трудности создания простых и надежных механизмов, позволяющих получить движение с остановками ведомого звена при непрерывном движении ведущего звена.

В машинах-автоматах находят применение рычажные механизмы, как с непрерывным вращательным движением ведущего звена, так и с ведущим звеном, имеющим неполное вращение или возвратно-поступательное движение. Часто рычажные механизмы используются в комбинации с гидроприводом (механизмы смыкания в различных автоматах для производства изделий из полимерных материалов).

Общие вопросы анализа и синтеза рычажных механизмов достаточно хорошо разработаны современной наукой о механизмах.

Следует заметить, однако, что нет и не может быть готовых решений на все случаи, которые могут встретиться в практике расчета и конструирования рычажных исполнительных механизмов; ценность разработанных методов синтеза механизмов заключается в том, что они вооружают общими принципами решения вопроса об определении размеров того или иного типа механизмов, так же как существующие атласы и справочники по механизмам лишь ориентируют проектанта в возможных вариантах решений. В связи с этим весьма часто приходится при проектировании исполнительных механизмов машин-автоматов задачу выбора типа механизма и определения его размеров решать заново, сообразуясь с теми конкретными параметрами, которые определяются условиями выполнения заданной операции технологического процесса, а также свойствами, присущими механизмам различных типов.

Рычажные механизмы, применяемые в машинах-автоматах химической промышленности и производства строительных материалов, весьма разнообразны; наиболее распространены четырехзвенные кривошипно-ползунные, шестизвенные коленно-рычажные, рычажно-кулачковые механизмы. Некоторые особенности анализа, синтеза и силового расчета этих механизмов рассматриваются далее.