2.2. Выбор конструкции зу
Выбор той или иной конструкции ЗУ определяется конфигурацией, формой, размерами детали, свойствами материала (ферромагнитный или нет), наличием удобных для расположения зажимных элементов поверхностей. Идеальной считается схема закреплёния, когда деталь лишена всех степеней подвижности в направлении действия ускорений при перемещениях. Тогда на деталь действует реакция от элементов зажимного механизма. Иногда такие ЗУ получаются слишком массивными, поэтому допускается обеспечение зажима с помощью сил трения. Если деталь хрупкая и не позволяет развить усилия, достаточные для ее удержания за счет сил трения, то необходимо предусмотреть упор на соответствующей оси координат, по которой будет проходить перемещение.
Если на детали имеются выступы или выемки, то целесообразно осуществлять захват за них. Это уменьшит потребное усилие зажима и массу самого ЗУ.
При выборе схемы базирования число степеней свободы детали в ЗУ стараются ограничить, выбирая такое расположение точек зажима и минимальное их количество, чтобы избежать статической неопределенности положения детали в ЗУ (постоянство положения центра). При захвате полых детале возможен захват как снаружи так и изнутри. Для деталей, которые нельзя, захватить за боковые поверхности, рекомендуется применять вакуумные и магнитные ЗУ. Последние могут использоваться только для деталей из ферромагнитных материалов. Источником магнитного поля служат как электромагниты, так и постоянные магниты (для них необходимо применение специальных механизмов – съемников в позиции разгрузки деталей). Ограничение применения такого типа ЗУ может быть недопустимость наличия остаточного намагничивания деталей, нужны чистие, без масляных загрязнений поверхности на деталях.
Вакуумные ЗУ эффективны для небольших по массе деталей, имеющих удобные для размещения вакуумных камер (присосок) поверхности. Так как разряжение внутри камер, определяющее грузоподъемность ЗУ, практически ограничено, то следует проанализировать возможность размещения на деталях нескольких таких камер. Этим будет увеличена суммарная площадь контактирования последних с поверхностью деталей, и, как следствие, надежности удержания их в ЗУ.
Анализ конструкции ЗУ, применяемых в приборо- и машиностроении. Показывает, что они достаточно разнообразны, т. к. разрабатываются под конкретную деталь, а по типу распределяются следующим образом: механические – 67%, вакуумные – 12%, магнитные – 4%, специальные – 17%.
Для выбора новых и эффективных конструкций ЗУ может быть использоыван патентный фонд, например, по разделу МКИ: В25J15/00.
3. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ
Порядок расчета будет зависеть от типа привода устройства. Они бывают бывают с пневмо-, гидро-, электро -, а также с пружинным приводом.
Типы передаточного механизма в ЗУ следующие: стержневые (рычажные), реечные, клиновые.
Расчет включает шесть основных этапов. Это определение:
силовых и передаточных отношений выбранной системы ЗУ;
необходимого усилия привода;
необходимого усилия захвата;
сил, действующих в точке контакта а зажимных элементов с деталью;
контактных напряжений в материалле детали;
допустимых крутящих и изгибающих моментов в местах крепления. Ниже (на рисунках 2, 3, 4, и 5) даны варианты кинематических схем механизмов ЗУ и приведены выражения передаточных отношений для данных механизмов.
;
= 0,9; Q
= 4…8
Рисунок 2 – Кинематическая схема рычажно-клинового ЗУ
Рисунок 3 – Кинематическая схема рычажного ЗУ
Рисунок 4 – Кинематическая схема реечного ЗУ
Рисунок 5 – Кинематическая схема кулисного ЗУ