книги из ГПНТБ / Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей
.pdfления. Точность деления определяется точностью выключения., движения и точностью изготовления червячной пары.
Управление пусковой (фрикционной или кулачковой) муфтой осу ществляется двумя механизмами: одним — для включения, другим — для выключения. Обычно простые механизмы автоматического выклю чения не обеспечивают достаточной точности деления. Поэтому прихо
дится |
применять специальные механизмы фиксации, которые ограни |
чивают вращение делительной цепи. |
|
а) |
Д е л и т е л ь н ы й м е х а н и з м с ч е р в я ч н о й п а р о й , г д |
в к л ю ч е н и е д е л и т е л ь н о й ц е п и п р о и з в о д и т с я п р и с о е
д и н е н и е м п о д п р у ж и н н о й к у л а ч к о в о й м у ф т ы |
5 к муфте |
4, которая через вал 1 связана с силовым приводом (рис. |
67). |
а |
|
Рис. 67. Делительный механизм с червячной парой и кулачковой муфтой
Сцепление муфт 4 и 5 происходит в тот момент, когда кулачок ка ретки 3 нажимает на выступ короткого плеча рычага 2, и этим отводит нижний конец последнего от муфты 5; делительная цепь начинает вра щательное движение.
На одной оси III с зубчатым колесом 10 закреплен диск 11, на ци линдрической поверхности которого имеется паз. Когда диск 11 закон чит полный оборот, паз окажется снова против рычага 1 и позволит за крепленному на нем выступу К войти в него. Это застазит рычаг 2 вер нуться в исходное положение и отключить муфту 5 от источника дви жения-
Между выступом К рычага 1 и стенками паза диска 11 всегда име ется зазор, который влияет на точность выключения движения. Поэто
150
му с целью обеспечения высокой точности выключения движения пре дусмотрен механизм фиксации возле самого конца цепи деления.
Механизм, обеспечивающий полное выключение муфты 5, состоит из рычагов 7 и 8. Первый левым концом закреплен на одной оси с ры чагом 2, второй свободно посажен на палец, закрепленный на правом конце рычага 7. Когда выступ каретки поворачивает рычаг 2, одновре менно с ним поворачивается по часовой стрелке и рычаг 7. Это застав ляет рычаг 8 повернуться относительно упорного штифта 9 и отойти от муфты 5, сидящей на валу II на скользящей шпонке, что исключает удары рычага 8 о вырез в муфте. При возврате рычага 2 в исходное положение подпружиненный плунжер 6 заставит нижний конец рыча га 8 приблизиться к муфте и прекратить ее вращение в заданном поло жении на окружности. Благодаря этому обеспечивается полный отход зубцов муфты 5 от зубцов муфты 4, так как поворот при наличии на
клонного паза на |
муфте |
5 преобразуется |
в ее осевое |
перемещение. |
|
В ряде |
случаев необходимо ограничить набор сменных шестерен |
||||
небольшим |
числом. |
Для |
этого создается |
возможность |
варьировать |
выключение муфты 5 по выполнении диском 11 разного числа оборотов. Поэтому на валу IV предусмотрен контрольный барабан 12, получаю щий вращательное движение от вала III через зубчатую пару 13-14. На цилиндрической поверхности барабана имеется 4 паза, расположен ных на равном расстоянии друг от друга. Один из пазов прорезан по всей ширине барабана, а второй — на протяжении 2/3 его длины, два остальные — всего на протяжении 1/3 длины.
На рычаге 1 имеется подвижный выступ М, перемещаемый парал лельно оси барабана кнопкой 15. Наличие на рычаге 1 двух выступов,
расположенных на одной линии, приводит к тому, что |
возврат рычага 2 |
в исходное положение возможен только тогда, когда |
соответствующий |
паз барабана 12 окажется на одной линии с пазом диска 11. Передаточное отношение зубчатой передачи 13 и 14 равно 28/32 =
= 7/8, т. е., одному обороту диска 11 соответствует 7/8 оборота бараба на. Если выступ М передвинуть в положение 2, то он окажется против барабана на протяжении 1/3 его длины и может попадать в любой из четырех пазов. Расположение одного из них на одной прямой с пазом диска 11, т. е. возможность выключения муфты 5, будет достигнута после двух оборотов диска 11.
Аналогичным образом перемещение выступа в положении 4, ког да он будет расположен против барабана на протяжении 2/3 его дли
ны, позволит производить |
выключение после четырех оборотов диска, |
||||
а в положение 8— после восьми |
оборотов диска. Вал II передает вра |
||||
щение шпинделю через гитару с шестернями а, в, с, d и червячную пе |
|||||
редачу е. |
|
|
|
|
|
б) |
И н д е к с и р у ю щ е е |
у с т р о й с т в о с |
х р а п о в ы м м еха- |
||
н н з м о м |
и з в е з д о ч к о й |
(рис 68). |
|
||
Делительная цепь получает |
вращение от источника движения — |
||||
силового отдельного привода или вращающегося вала оборудования, — |
|||||
через коническую шестерню 7, |
свободно сидящую на валу 12, и кулач |
||||
ковую муфту 4. Когда сухарь |
15 |
упирается в один |
из расположенных |
151
против него |
зубьев звездочки 11, |
разрывается связь между муфтой |
4 |
и втулкой 8 |
конического колеса, |
и делительная цепь в движение |
не |
приводится.
В заданный момент времени рычаг 2 автоматически поворачивает ся в среднее положение, а вместе с ним поворачивается на некоторый угол вал 13 и закрепленная на этом валу храповая собачка 9. Это зас тавляет храповик 10 и звездочку И повернуться на половину шага, и против сухаря окажется промежуток между зубьями звездочки, что позволяет сухарю 15 повернуться под действием своей пружины вокруг своей оси и связать муфту 4 со втулкой 8. С этого момента начинается вращение шестерни а гитары, передаваемое через соответствующую делительную цепь червячному колесу; происходит также вращение зуб чатой передачи б и 5, и кулака 1. После полного оборота кулак 1 пово рачивает рычаг 3, закрепленный на валу 13, и заставляет собачку 9 по вернуть храповик 10 со звездочкой еще на полшага. Снова против су харя 15 окажется зуб звездочки, и снова передача движения на дели тельную цепь прекратиться.
Рис. 68. Индексирующее устройство с хра повым механизмом
С целью обеспечения полного выключения движения, на поверхнос ти муфты 4 имеется паз, в который входит подпружиненный фиксатор 14, что и заставляет выступ 16 муфты 4 прижать сухарь 15 к звездочке.
Примечание. Зубчатая передача 5 и 6 представляет собой строенные передвижные (на скользящей шпонке) блоки зубчатых колес, составляющие коробку скоростей, н позволяют получить следующие передаточные отношения: 1:1, 1:2, 1:3. Вследствие это го, в зависимости от положения вытяжной шпонки, можно выключить движение де лительной цени после одного, двух или трех оборотов кулака 1.
в) И н д е к с и р у ю щ и й м е х а н и з м с к у л а ч к о м (рис. 69).
Вал 8, на котором установлена шестерня а гитары делительной цепи, получает вращательное движение от шестерни 2, свободно поса женной на втулку 4. В кольцевую выточку этой шестерни заложены
152
кожанные кольца 3, прижимающиеся к фланцу втулки 4 и диску 1 пружиной 7. На ступице втулки 4 имеется четыре полуцилиндрических выемки, а к шестерне 2 присоединен сухарь 9. Когда фиксатор 14 ры чага 10 входит в верхнее гнездо корпуса 15, левый конец рычага слу жит упором для сухаря 9, удерживая его в среднем положении. Связь между шестерней 2 и втулкой 4 в этом случае отсутствует, и втулка удерживается в определенном положении выступом рычага 10, вхо дящим в паз на наружной цилиндрической поверхности фланца втулки 4.
Когда действием соответствующего движущегося узла оборудования рычаг 10 будет повернут вокруг оси 12 по часовой стрелке так, что фиксатор /4 попадает в нижнее гнездо корпуса 15, левый конец рыча га 10 приподнимается и освобождает сухарь и втулку. Как только против полуцилиндрического выступа сухаря окажется одно из углублений И втулки 4, сухарь действием пружины поворачивается и связывает ше стерню 2 со втулкой 4, что приводит в движение делительную цепь. Одновременно с этим от втукки 4 через шестерню 6 получает вращение и кулачок 5; передаточное отношение между втулкой и кулачком— 1:4.
Рис. 69. Индексирующий механизм с кулач ком
Кулак 5 имеет на своей поверхности четыре выступа, при чем вы ступы с и е занимают 1/3 длины кулака, выступ f —2/3 его длины, а выступ d — всю длину кулака. Против кулака на рычаге 10 установлена планка 13, имеющая возможность при настройке перемещаться в про дольном направлении и занимать одно из четырех положений. В первом положении она работает со всеми четырьмя выступами кулака, во вто ром — с двумя, в третьем — с одним выступом, а в четвертом — распологается вне кулака. Если планка находится в первом положении, то при одном повороте вала 8 (а кулака — при 1/4 оборота) выступ кулака на жимает на планку 13 и поворачивает рычаг 10 в исходное положение; левый конец рычага приводит сухарь в среднее положение, имеющийся на сухаре выступ заходит в паз окружности втулки 4 и прекращает ее вращение в точно определенном положении.
При втором положении планки 13 выключение делительной цепи произойдет после двух оборотов контрольного кулачка и т. д.
4 5 3
II. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ИНДЕКСИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ПРОЦЕССА ОБКАТКИ
У ряда зубострогальных станков движение обкатки представляет одновременное вращательное движение резцовой головки и заготовки,
совершаемое в одном направлении (рабочий |
ход) с малой |
скоростью, |
и в другом направлении (холостой ход) с |
повышенной |
скоростью. |
За время рабочего хода резцовая головка и заготовка поворачи ваются на угол, соответствующий дуге зацепления. Деление заготовки производится во время холостого хода обкатки. Перед окончанием хо лостого хода резцовая головка останавливается и остается неподвижной в течение некоторого времени, достаточного для того, чтобы продолжа ющая вращаться заготовка повернулась на требуемую часть окружности.
а) |
С х е м а и н д е к с и р у ю щ е г о м е х а н и з м а с д в и ж е н и |
о б к а т к и |
(рис. 70). |
Рис. 70. Индексирующий механизм па осно ве процесса обкатки.
Движение обкатки производится от шестерни 4, связанной ше стерней 3 с шестерней 21, от которой движение разветвляется по двум
направлениям. В одном из них движение |
передается через |
шестер |
|
ни 20, 9 и 10 на втулку IV, свободно сидящей на валу III. Втулка несет |
|||
муфту С, сидящую на скользящей шпонке. |
|
|
|
В другом направлении движение от шестерни 21 идет через ше |
|||
стерни 5, 8, 7 и 6 на гитару подач у и от нее — на вал III |
с |
установ |
|
ленной на нем муфтой В (на скользящей шпонке). |
|
|
|
Передаточное отношение между валом |
II и втулкой |
IV |
больше, |
чем между валами II и III, поэтому скорости вращения муфт В и С раз личны, причем скорость муфты С высокая и она сохраняется постоянной
•154
при различных условиях работы муфты. Направления вращения муфт В и С противоположны.
Между муфтами В и С расположена шестерня И с удлиненной сту пицей. Оба торца ступицы имеют кулачки, позволяющие ей получать вращение от одной из муфт с разной скоростью и в разном направле
нии. Шестерня 11 находится |
в зацеплении с шестерней 24, движение |
|||
от |
которой разветвляется по |
двум направлениям: одно — через |
муф |
|
ту |
А и гитару X для вращения резцовой |
головки; другое — через |
ше |
|
стерни 23 и 12 и вал V к гитаре деления у |
и далее к шпинделю бабки, |
|||
жкоторому присоединена заготовка. |
|
|
Шестерня 24 сидит на своем валу свободно, поэтому резцовая
головка |
получает вращение |
только при включенной муфте А. Выклю |
чение муфты А прекращает |
вращение резцовой головки, в то время |
|
как заготовка продолжает вращаться. |
||
б) |
М е х а н и з м п е р и о д и ч е с к о г о а в т о м а т и ч е с к о г о п е р е |
к л ю ч е н и я м у ф т (рис. 71).
Рис. 71. Индексирующим механизм с пере ключающейся муфтой
В процессе нарезания зубчатого колеса возникает необходимость периодического автоматического переключения муфт В п С (в рас
смотренном выше делительном механизме) |
в |
конце |
рабочего и |
холо |
||
стого ходов, после прорезания каждой впадины зуба. |
резьбовую |
часть |
||||
Вал I, на |
котором |
установлена муфта |
А, |
имеет |
||
с навернутой |
на нее |
фасонной гайкой 33. |
В |
отверстие прилива о7 |
ганки 33 установлена цилиндрическая шейка червяка 52, резьбовая часть которого проходит через резьбовое отверстие в ползуне 53, пре дохраняемом от проворачивания направляющим валиком 56. Повора чивая при настройке червяк 52 маховиком 54, можно изменять рас стояния между ползуном 53 и приливом 37.
155
Во время работы станка червяк не вращается и играет роль тяги,, связывающей ползун 53 с фасонной гайкой 33-37.
Включение муфты В дает рабочий ход резцовой головке и шпин делю заготовки, во время которого гайка 33, а следовательно, п пол зун 53 передвигаются влево. В момент, соответствующий окончанию прорезания впадины зуба, ползун 53 своим выступом 51 нажимает на палец 50 рычага 49, связанного с муфтой В вилкой 48, и выключает ееТак как рычаг 49 тягой 45 связан с рычагом 44, то вслед за этим следует включение муфты С. Нижние концы рычага 49 и 44 имеют выступы, на которые воздействуют упоры 47 и 42, позволяющие вил-
.щам 48 и 41 быстро перебросить муфты под действием пружины 46 и 43. Направление обкатки меняется, и начинается холостой ход, при кото ром гайка 33 перемещается вправо. В конце холостого хода выступ 39 прилива 37 фасонной гайки нажмет на штифт 40 рычага 44 и выклю чит муфту С, включив при этом муфту В.
Продолжительность рабочего и холостого ходов определяется ско ростью движения обкатки и величиной дуги обкатывания.
Деление заготовки осуществляется с помощью двух механизмов: один останавливает вращение резцовой головки, второй удерживает ее неподвижной в течение заданного времени.
Прекращение движения резцовой головки осуществляется выклю чением муфты А, для чего выступ 38 прилива 37 нажимает при дви жении вправо на собачку 36. Последняя упирается в упорную план ку 35 и заставляет рычаг 57 повернуться вокруг своей оси и выклю чить муфту А. С выключением муфты прекращается вращение вала I н резцовой головки, а следовательно, и перемещение гайки 33. Отно сительно расположения частей рассчитано так, что в этот момент со прикосновение выступа и собачки прекращается, так как выступ мино вал собачку. Под действием пружины 55 муфта А могла бы быть вновь включена, если бы этому не препятствовал кулачок 34, на который опирается ролик, установленный на конце отростка 32 рычага 57. Кулачок представляет собой цилиндрический диск с выемкой или сре зом на его окружности.
Включение муфты А возможно только тогда, когда ролик находит ся в выемке кулачка. Во время рабочего и холостого ходов ролик дол жен быть в выемке, а во время деления — вне ее. Для этого, как толь ко муфта А выключается, кулачок начинает вращаться и включение муфты возможно только после выполнения кулачком полного оборота.
Поэтому на одной оси с кулачком 25 посажены шестерни 28, 29 и 30, находящиеся в постоянном зацеплениями с шестернями 16, 17 и 18, установленными на ступице планетарного механизма. С помощью вы тяжной шпонки можно связать с валом VI любую из шестерен 28, 29 и 30 и придать ему различную скорость вращения при постоянной ско рости вращение корпуса планетарного механизма, который обычно не подвижен, а начинает вращаться только при включении муфты А. Для этого на правом конце валика I жестко закреплена шестерня 2, пере дающая движение через шестерни 1, 31, 19 на шестерню 15, которая находится в зацеплении с шестерней 27, получающей движение одно-
156
временно по другой кинематической цепи от шестерни 13 через шестер ни 22, 14 и 26.
|
Передаточное отношение |
обеих кинематических цепей подобрано |
|||
так, |
что |
окружные |
скорости |
на делительной окружности шестерен 15 |
|
п 27 равны, и между зубьями |
их не возникает никаких усилий — кор |
||||
пус планетарного механизма неподвижен. Как только муфта А выклю |
|||||
чена, валик 1 прекращает вращение и шестерня |
15, получающая от не |
||||
го движение останавливается. В то же время движение по другой ки |
|||||
нематической цепи |
продолжается. Это заставляет шестерню 27 обка |
||||
тываться по шестерне 15 и приводит во вращение корпус планетарно |
|||||
го механизма. |
|
|
|
||
|
в) |
И н д е к с и р у ю щ и й м е х а н и з м д л я д е л е н и я в п р о |
|||
ц е с с е о б к а т к и , |
к о г д а з а г о т о в к а с о в е р ш а е т п л а н е т а р |
||||
ное |
д в и ж е н и е , |
п о в о р а ч и в а я с ь в о к р у г |
с в о е й ос и и о д |
н о в р е м е н н о в о к р у г ос и п л о с к о й ш е с т е р н и.
Плоская шестерня представляет собой неподвижный зубчатый сектор.
Делительный диск перемещается периодически и фиксируется спе циальной защелкой, которая управляется собачкой, установленной на диске.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ
ЛИ Н Е Й Н О Г О И Н Д Е К С И Р О В А Н И Я
I. АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПРЕРЫВИСТОЙ ПОДАЧИ
НЕПРЕРЫВНОГО МАТЕРИАЛА
Конструкции устройств для автоматической периодической подачи полос и лент весьма разнообразны. По методу захвата и подачи мате риала они разделяются на следующие типы: крючковые, рычажные, клещевые, валковые и клинороликовые, ножевые, грейферные.
Эти устройства могут быть кинематически связаны с прессом или конструктивно выполнены как часть штампа.
1. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОДАЧ
Линейное индексирование полосы или ленты на автомат-прессе осуществляется захватным устройством, в функции которого входит захват полосы или ленты, удерживание захваченного материала в про цессе перемещения и его освобождение. Такие захватные устройства могут работать от привода самого пресса или от отдельного индиви дуального силового устройства.
Основное требование к |
индексирующим устройствам непрерывно |
го материала — обеспечение |
заданной точности подачи материала на |
рабочую позицию штамповки, которая зависит от величины ускорения, развиваемого захватным органом: чем выше ускорение, тем ниже точ ность подачи. Для номинальных ускорений (табл. 2) индексирующие устройства имеют точность подачи на шаг не менее ±0,14-0,2 мм.
157
ед 158
Основные характеристики подающих устройств для непрерывною материала
С целью повышения точности иногда применяются шаговые ножи и ловители.
Сравнивая по характеристикам различные типы периодических по
дач (табл. 2) при одинаковых условиях работы |
(одинаковые |
ускоре |
|||
ния), можно отметить, что наибольшей точностью |
обладают клещевые |
||||
и ножевые подачи н наименьшей — крючковые и |
рычажные. |
|
|
||
Обычно тип периодической подачи непрерывного материала выби |
|||||
рают исходя из средней скорости |
подачи ѴСР, определяемой по формуле |
||||
ѴСр= |
, м/сек, |
|
|
|
|
где 5 — шаг подачи в м., пп— |
номинальное число двойных ходов прес |
||||
|
60 |
|
|
|
|
са в мин. |
|
|
|
|
|
Примечание. Так, например, номинальное число двойных ходов в мин для клино- |
|||||
роликовых составляет 100, для рычажных— 120, а для клещевых—400. Однако |
в |
||||
действительности скорость подачи имеет несколько повышенные значения |
(иногда |
в |
|||
2—3 раза выше), т. к. существует разница между средней н |
максимальной |
скоростя |
ми, которая зависит от плавности изменснения скорости. |
Современные |
преобразую |
|
щие механизмы характеризуются |
именно резким изменением скорости. Поэтому более |
||
правильно тип пцдачн выбирать |
исходя из максимального |
ускорения, |
развиваемого |
при перемещении захватного органа.
Наиболее распространенными и универсальными являются валко вые устройства периодической подачи, а в последнее время — подача с клиновым захватным органом (в первую очередь — клиноролнковые).
Применение клещевых подач, особенно с ножевым захватом, бо лее ограничено.
Примечание. Разработаны нормализованные валковые подачи конструкции ЭННКМАШ, общие параметры которых следующие: а) типа В 63, В І00 н В 160 с
усилием пресса |
в |
пределах |
100—630 кн, с .максимальным шагом подачи |
03—160 мм, |
||||||
с диаметуом |
валков 81—120 .«.н и толщиной ленты 0,5-у2 |
мм-, б) типа В 250 |
с уси |
|||||||
лием пресса |
1000 кн, толщиной |
ленты 1—2.5 мм, шагом подачи— до 250 |
мм |
п диа |
||||||
метром валков—160 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1. |
Крючковые устройства прерывистой подачи |
|
|
|||||
|
|
|
|
непрерывного материала |
|
|
|
|||
а) К р ю ч к о в о е у с т р о й с т в о д л я п р е р ы в и с т о й п о д а ч и |
||||||||||
п о л о с ы |
и ли |
л е н т ы |
|
на з а д а н н ы и |
шаг, |
к и н е м а т и ч е с к и |
||||
с в я з а н н о е |
с п р е с с о м , |
п о к а з а н о |
на |
рис. |
72. |
|
|
|||
Лента заправляется |
под пружину 3 |
правой стойки П. С. |
и продви |
гается к штампу вручную. Для вырубки первых изделий вручную фик сацией служат предварительные упоры в штампе.
Когда лента входит в левую стойку П. С., крючок 5 вводится в
первое вырубленное окно ленты, н механизм автоматического индекси рования включается в работу. Крючок закреплен шарнирно к двупле чему рычагу 4. Постоянный прижим крючка к материалу осуществля ется пружиной 8. При опускании ползуна регулируется тяга 1, связан ная с планкой ползуна пресса, через серьгу 2 поворачивает рычаг 4 вокруг оси О, закрепленной в неподвижной стойке 6, по направлению
159