5.3.8. Втулка коническая разрезная

В таком зажимном механизме усилие от конической втулки передается на контактную поверхность с заготовкой (Рис.5.31). Заготовка 1 устанавливается на наружную цилиндрическую поверхность разрезной втулки 2. Отверстие втулки выполнено коническим с углом наклона α. Втулка установлена на конической поверхности вала 3. Тяга 4 через шайбу 5 создает натяг в сопряжении втулки с отверстием заготовки. Зависимость между зажимной силой Q и усилием на тяге W определяется аналогично расчету сил клина одностороннего действия [10].

где φ₁ – угол трения на конусной поверхности; φ₂ - угол трения на зажимающей поверхности.

.

Рис.5.31 – Расчетная схема втулки конической

5.2.9. Гидропластовые зажимы

Принцип действия этих механизмов основан на свойстве гидропласта равномерно передавать гидростатическое давление на все стенки полости. При этом гидропласт должен удовлетворить следующим требованиям [ 2 ]:

1) не просачиваться в зазоры, без специальных уплотняющих устройств;

2) равномерно и без заметных потерь передавать давления на значительные расстояния;

3) сохранять свои свойства в течении заданного времени в определенных интервалах температур и не вступать в реакции с металлами.

По схеме действия механизмы с применением гидропласта делятся на две группы:

- многозвенные, в которых давление пере­дается системе скользящих плунжеров;

- самоцентрирующие с упругой оболочкой в виде тонкостенной втулки.

Многозвенные гидропластовые механизмы используются для преобразования и передачи исходного усилия на несколько точек с помощью рабочих плунжеров. Расчетная схема многозвенного механизма представлена на рис. 5.32

Рисунок 5.32 Многозвенный гидропластовый механизм

Исходное усилие на нажимном плунжере W, необходимое для получения заданного усилия Q на рабочих плунжерах однакового диаметра определяется исходя из условия постоянства давления ρ внутри полости.

и ,

где D — диаметр нажимного плунжера; d — диаметр рабочего плунжера; η— к. п. д., равный 0,90—0,95.

Тогда

Откуда

Величина перемещения нажимного плунжера определяется исходя из постоянства объема U гидропласта в полости механизма U = const

,

где S_W — перемещение нажимного плунжера; s_q — перемещение рабочего плунжера; z — число рабочих плунжеров.

Тогда

В гидропластовых механизмах с упругой оболочкой (самоцентрирующих) зажим детали выполняется при деформации тонких стенок втулки под действием давления в полости. При этом создается натяг в зоне контакта втулки с заготовкой. Расчетная схема самоцентрирующего механизма (тонкостенная втулка) представлена на рис. 5.33,

Рисунок 5.33 – Схема для расчета тонкостенной самоцентрирующей втулки

Расчет втулки выполняется при известных параметрах устанавливаемой детали и условиях ее закрепления [2]. Длина тонкостенной части определяется в зависимости от длины детали lд

l = (1,0 – 1,3)lд

Толщина тонкостенной части втулки h определяется по таблице [2] в зависимости от соотношения длины тонкостенной части l и диаметра втулки D .

Характеристика втулки включает такие понятия, как «длинная втулка» при l >2 l₀ и «короткая втулка» при l < 2 l₀ , где

Допустимая упругая деформация ΔD для «длинной втулки» определяется по формуле

,

где σ_Т и Е – соответственно предел текучести и модуль упругости материала втулки; К – коэффициент запаса (К=1,2 – 1,5).

Для «коротких втулок»

,

где

, а φ(x) определяется по таблице [2].

Зажимной натяг

δ = ΔD – S_max

Гидростатическое давление при l > 0.3D

при l < 0.3D

Максимальный крутящий момент, передаваемый заготовке определяется

Усилие зажима, противодействующее осевому смещению