4. Расчет зажимных устройств и силовых

ПРИВОДОВ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

4.1. Расчет простых и сложных зажимных механизмов,

пневмо- и гидроприводов

Назначение зажимных механизмов заключается в том, чтобы выработать и приложить к заготовке требуемую силу закрепления, величина которой была определена на первом этапе силового расчета. В станочных приспособлениях, в единичном и мелкосерийном производстве, применяют простые зажимные устройства, к ним относятся винтовые, клиновые, эксцентричные, расчетные, приводимые в действие вручную.

В серийном и массовом производстве используют сложные зажимные механизмы с быстродействующими пневмо- или гидроприводами. Сложные зажимы состоят из комбинаций простых зажимных устройств (расчетно-шарнирные, клино-плунжерные, клино-расчетные и др.). На рис. 4.1 приведена схема взаимодействие силового привода и зажимного устройства в процессе закрепления заготовки.

Рис. 4.1. Структурная схема закрепления заготовки:

W– требуемая сила закрепления, которую выдает зажимное устройство;

Р_и– исходная сила закрепления, которую выдает силовой привод;

i– передаточное отношение зажимного устройства (i = W/Р_и)

При проектировании приспособления необходимо, по найденному значению зажимного усилия W, определить исходную силу Р_и. Расчетные формулы для простых и сложных зажимных механизмов приведены в Приложениях Б и В. [10]

В ручных зажимах найденное значение Р_и (усилие, прилагаемое к ключу или вороту) не должно превышать 150 Н (по требованию охраны труда и техники безопасности).

При использовании в качестве привода пневмо-, гидроцилиндров, диафрагменных приводов по найденному значению Р_и определяют исполнительные размеры (диаметр поршня и диафрагмы – D, диаметр штока – d).

В приложении Г приведены расчетные зависимости Р_и от геометрических параметров привода различных конструкций.

4.2. Примеры силового расчета

ПРИМЕР № 1

На горизонтально-фрезерном станке в многоместном приспособлении фрезеруется лыска у четырех валиков. Сила закрепления составляет W = 200 H. Определить диаметр пневмопривода приспособления, применяемого на операции.

Рис. 4.2. Многоместное станочное приспособление

с клиноплунжерным зажимным механизмом

Решение:

Определяем силовую схему зажимного устройства.

Рис. 4.3. Расчетная схема

Из условия работы расчетного узла усилие на пружине W_∑ = 4W.

Из силовой характеристики клиноплунжерного механизма (Приложение Б).

,

где W_∑ = 4W; α – угол клина; – приведенный угол трения между клином и роликом;– угол трения между клином и роликом (0,10…0,15);– угол трения между плунжером и корпусом;;Q_пр – усилие пружины.

Толкающая сила по Приложению Г

;

Отсюда:

.

ПРИМЕР №2

Для сверления двух отверстий в заготовке Д она устанавливается в кондуктор 1 и закрепляется при помощи быстросменный шайбы 2 и тяги 3, которая соединена со штоком пневмоцилиндра 4 (рис. 4.4). На заготовку в процессе обработки действует сила Р_о и крутящий момент М_св. Требуемая сила закрепления Q = 22 H. Определить диаметр пневмоцилиндра, если диаметр штока 16 мм, давление воздуха 0,4 Мпа, КПД пневмоцилиндра 0,89.

Рис. 4.4.

1 – корпус, 2 – быстросменная шайба, 3 – тяга, 4 – пневмоцилиндр, Д – заготовка

На рис. 4.4 видно, что для реализации закрепления используется тянущая сила на штоке пневмоцилиндра двухстороннего действия. Для рассматриваемой задачи (по Прил. Г):

,

где d – диаметр штока (по условию задачи d = 16 мм); – КПД пневмоцилиндра ( = 0,89); р – давление сжатого воздуха (р = 0,4 МПа).

В результате расчета получаем

мм.

Полученное значение округляем до ближайшего большего значения диаметра пневмоцилиндра из [3] или ГОСТ 6540-68 и принимаем окончательно диаметр пневмоцилиндр 20 мм.