2.5. Методические указания к выполнению задачи

Чтобы выполнить требования задачи, то есть проверить, позволяет ли ручной зажим обеспечить заданную силу закрепления заготовки W, рассчитайте минимально необходимое усилие на рукоятке приспособления или гаечного ключа Q, которое обеспечит зажим детали с заданной силой W. Затем сравните рассчитанное усилие Q с максимально допустимым для ручных зажимов(150Н).

Если рассчитанное усилие на рукоятке больше допустимого, пересчитайте размеры зажимного устройства, позволяющие снизить усилие Q до 150 Н.

Решите эту задачу в следующей последовательности:

1. Изучите раздел «Зажимные устройства приспособлений» по литературе /1,с.39...55; 2, С.39...64; 4, с.87.,.97; 7, с.43.,.55/. Изучение данного руководства и выполнение задания потребует от вас знания следующих основных сведений:

- о назначении зажимных устройств;

- о конструкции и работе клиновых, винтовых, эксцентриковых, рычажных зажимных устройств;

- о конструкции и работе комбинированных зажимов;

- о силовом расчете перечисленных элементарных механизмов.

2. Выполните анализ исходных данных в три этапа:

- определить вид зажимного устройства, его состав и принцип действия из анализа графической схемы своего варианта;

- проанализируйте силы взаимодействия между элементами зажимного механизма (силовой анализ);

- проанализируйте численные значения исходных данных.

3. Выполните силовой расчет механизма.

В разделах 2.6, 2.7 представлена подробная методика выполнения всех этапов решения задачи.

Каждый раздел заканчивается конкретным примером выполнения определенного этапа работы.

2.6.Анализ исходных данных

Анализ графической схемы

Цель этого этапа - определить вид и название зажимного механизма и описать его работу.

Последовательность анализа:

1. На графической схеме своего варианта задачи найдите:

- контуры заготовки, которую необходимо закрепить;

- зажимной механизм;

- неподвижные части приспособления, то есть элементы базирования заготовки и части корпуса.

2. Определите принадлежность зажимного механизма к элементарным или комбинированным.

3. Разбейте комбинированный на элементарные зажимы, определите их тип (винтовой, клиновой и т.д.) и то, как они взаимодействуют между собой.

4. Для рычага и эксцентрика найдите неподвижную ось, вокруг которой они поворачиваются при работе.

5. Уясните работу механизма. Для этого найдите элемент, который перемещается от источника движения, то есть от "привода. Проследите перемещение частей механизма при зажиме и разжиме заготовки.

6. Запишите результаты анализа.

7. Укажите на схеме ее основные элементы:

- назовите элементарные и комбинированные зажимы;

- напишите, как работает устройство, то есть как усилие от привода последовательно преобразуется в силу зажима заготовки.

Анализ силовых параметров

Силовой анализ механизма - это определение сил взаимодействия между звеньями механизма. Его цель - обнаружить все силы, действующие на каждый простой зажимной механизм. Этот этап необходим для выполнения силового расчета.

Выполните анализ в следующей последовательности:

1. Изобразите схему своего варианта и проставьте на ней:

- силу W, с которой зажим действует ан заготовку;

- усилие от привода Q, то есть внешнюю силу, которая приводит зажим в действие.

2. Определите, какая из этих сил известна по условию задачи, и какую надо найти.

3. Изобразите графическую схему каждого элементарного механизма, изолировав его от остальных элементов системы.

4. Изобразите на схеме элементарного механизма все силы, действующие на него, в том числе со стороны отброшенных элементов системы; обозначьте эти силы. Линия действия сил всегда перпендикулярна к контактирующим поверхностям. Обозначьте на схемах элементарных механизмов известные размеры звеньев. Результаты анализа представьте в работе после исходных данных задачи.

Приводим пример оформления этого этапа работы. Пример анализа исходных данных задачи для варианта № 1

Рисунок 2.1 - Схема крепления заготовки

1. W* = 14 кН сила зажима заготовки двумя прихватами;

2. Z = 2 число зажимов;

3. d - диаметр резьбы болта, d = М12;

4. L₁ и L₂, мм - длины плеч рычага; L₁= 50мм, L₂ = 70мм;

5. L= (12.. .15)d, мм - длина рукоятки гаечного ключа;

6. Q = 25... 150 Н, допустимое усилие, на рукоятке ручного зажима.

Анализ графической схемы задачи

В схеме данного варианта использован комбинированный рычажно-винтовой зажим. Он состоит из двух элементарных механизмов. Первый -винтовой - включает гайку (поз.1, рис.2.1) и болт (поз.2). Второй - рычажный механизм, реализован планкой (поз.3, рис.2.1) и ее опорой (поз.4).

Заготовка крепится к столу двумя планками (Z = 2) с силой W*, значит усилие зажима одной планкой составит:

W = W*/2

2 Сила W обеспечивается тем, что при закреплении детали к рукоятке гаечного ключа, которым поворачивают гайку, приложено усилие руки рабочего Q на расстоянии L = (12... 15)d, мм от оси болта (рис.2.2).

Гайка при зажиме давит на планку с силой, которую обозначим R (рис.2.2) и, поворачивая планку относительно точки «0» опоры по часовой стрелке, зажимает заготовку с силой W. Сила W известна. Усилие на рукоятке Q необходимо найти и сравнить с допустимым.

а) Рычажный зажим

б) Винтовой зажим

в) Комбинированный зажим

Рисунок 2.2 - Силы, действующие на механизмы комбинированного зажима

Анализ сил

На планку, изолированную от заготовки и винтового зажима действуют силы: W^! - реакция заготовки (W' = W) и R- сила давления гайки (усилие винтового зажима). На рисунке 2.2 планка не изолирована от шарнирной опоры, так как задачу можно решить, не определяя реакцию опоры.

На винтовой зажим, изолированный от рычажного, кроме усилия на рукоятке Q действует реакция планки (рычага) R', равная по модулю R и противоположно направленная (рис. 2.2).