3.1 Анализ кинематической схемы зу

Рассмотрим в качестве примера ЗУ с рычажно-стержневым передаточным механизмом (рис. 3). Пусть привод устройства осуществляется от гидроцилиндра.

1. Силовое передаточное отношение определится:

, (1)

где – усилие на зажимных губках, Н;

– движущая сила, развиваемая приводом, Н.

2. Из соотношения работ получают

(2)

, (3)

где – перемещение соответственно губок и штока цилиндра;

– КПД данного передаточного механизма из формулы передаточных отношений (рисунок 2).

3. Тогда кинематическое передаточное отношение

. (4)

4. Проводят силовой анализ механизма ЗУ, для чего рассматривают схему сил и моментов, действующих на ведущее звено механизма при закреплении.

Рисунок 6 – Схема к примеру расчета ЗУ рычажно-стержневого типа

Моменты сил трения в шарнирах:

(5)

(6)

где – диаметр осей в шарнирном соединении стержней;

– угол трения, =14.

Для принятых на практике размеров углов и звеньев можно считать:

(7)

5. Из условия равновесия звена ВС

(8)

где – расстояние между осями шарниров В и С;

– угол между вертикалью и звеном ВС при закрытом ЗУ.

(9)

Тогда из ранее приведенных уравнений получают

(10)

8. Исключив малые величины получают

(11)

9. КПД при можно определить

(12)

а

б

в

Рисунок 7 – Схемы к примеру расчета захватного устройства: а – расчетная; б – сил и моментов на звене ВС; в – сил и моментов на звене BD

3.2 Определение необходимого усилия привода

Соотношение между усилиям привода и силой зажатия детали или моментом на губках ЗУ определяются из условия статического равновесия. Так, например, для захвата с рычажным механизмом, указанным на рис. 9, справедливо следующее:

1. Из условия в точке С имеем

. (13)

2. Из условия относительно точки А следует

. (14)

3. При известном моменте М усилие привода:

, (15)

где – момент сил на зажимной губке;

– плечо рычага;

– число губок.

Если используется схема с реечным механизмом (рисунок 4), то

, (16)

где – модуль зубчатого сектора;

– полное число зубьев сектора;

– КПД реечной передачи.

Рисунок 8 – Пример расчетной схемы рычажно-стержневого механизма для определения усилия привода зажима детали

Величина приложенной к ЗУ силы, развиваемой пневмоцилиндром с учетом КПД, может быть определена:

, (17)

где и – соответственно диаметры гильзы и штока пневмоцилиндра привода;

– удельное давление воздуха в пневмосети; принимают = 0,4 МПа.

Учитывая вышеизложенное, можно определить диаметр гильзы:

, (18)

где – эмпирическая постоянная, равная (приближенно):

. (19)