2.2.11. Рычажные механизмы

Рычажные зажимы используют в виде двуплечего рычага в сочета­нии с различными силовыми источниками. При помощи рычага можно изменять величину и направление силы зажима, а также осуществить одновременное закрепление заготовки в двух местах.

Конструктивных разновидностей рычажных зажимов много, од­нако все они сводятся к трем силовым схемам, приведенным на рис. 2.34.

Анализ схем на рис. 2.34, а показывает, что наибольший выигрыш в силе (наибольшее передаточное отношение) дает третья схема, однако в конструктивном отношении она громоздка, а в эксплуатации неудоб­на, так как требует большого рабочего хода силового источника и ус­ложняет загрузку заготовки под рычаг. Вторая схема применяется в тех случаях, когда требуется изменить направление исходной силы. Первая схема дает наиболее компактную конструкцию, однако переда­точное отношение сил в ней всегда меньше единицы.

На рис. 2.34, б приведен пример конструктивного оформления ры­чажного зажима по первой схеме. Рычаг 1 при зажиме заготовки 7, ус­тановленной на опоры 6, поворачивается относительно упора 4. Сила от источника на рычаг передается через тягу 2 и сферическую шайбу 3. Сферическая шайба 3 предохраняет тягу 2 от внецентренного прило­жения нагрузки. Пружина 5 обеспечивает обратный ход рычага при откреплении заготовки.

Рис. 2.34. Силовые схемы рычажных механизмов

Схема сил, действующих на рычаг, приведена на рис. 2.35. При закреплении рычагом возникают силы трения F₁ и F₂ на поверхностях контакта рычага со штоком привода и заготовкой. В цапфе рычага возникает реакция S, создающая на плече момент трения ( - ра­диус круга трения).

Рис. 2.35. Схема сил, действующих в рычажном механизме

Угол отклонения силы S с достаточной точностью можно при­нять равным среднему значению между и :

.

Силу S можно принять равной сумме сил Т₁ и Т₂:

.

Из условия равновесия рычага имеем

где .

Тогда, учитывая формулы для определения F_l, F₂, S,

Откуда

. (2.66)

Потери на трение в рычажном зажиме составляют 1,5—6%.

В отличие от рычажного в шарнирно-рычажном механизме рычаг имеет два шарнира на концах; через один из них or привода переда­ется сила W, через второй — измененная сила зажима Q на заготовку или другой простой механизм зажима. В приспособлениях используют три разновидности шарнирно-рычажных механизмов: однорычажные, двухрычажные одностороннего действия, двухрычажные двусторон­него действия.

Рис. 2.36. Схемы шарнирно-рычажных зажимных механизмов

На рис. 2.36, а приведена схема зажима с однорычажным шарнирно-рычажным механизмом. Он состоит из ползуна 1, воспринимающего силу W, рычага 2 и двуплечего рычага 3, зажимающего заготовку 4. Рычаг 2 образует с направлением силы зажима Q угол α. В идеальном механизме (без учета сил трения) равнодействующая R сил Q и W пере­дается от ползуна к шарниру С вдоль оси рычага 2 и в точке С . В реальном механизме возникает трение в шарнирах и направляющих ползуна, поэтому равнодействующая отклоняется от направления α и тогда

, (2.67)

где φ — угол трения в направляющих ползуна; β— угол, учитываю­щий отклонение R за счет трения в шарнирах (см. рис. 2.36, б); величи­ну угла определяют по формуле

.

Из уравнения (2.67) видно, что сила W уменьшается с уменьшением α. Это изменение α приводит к уменьшению хода механизма, который определяют по формуле

.

Недостатком этих, механизмов в сравнении с клином является не­постоянство силы Q, вызванное колебаниями угла α при зажиме пар­тии заготовок с размером Н в пределах допуска Т (рис. 2.36, а).

Двухрычажные механизмы одностороннего действия (рис. 2.36, в, г) отличаются от однорычажных тем, что исходная сила W поровну де­лится между двумя рычагами. Поэтому такие механизмы дают вдвое меньшую силу зажима по сравнению с однорычажными. Но двухры­чажные механизмы обладают вдвое большим запасом хода.

Для механизмов, представленных на рис. 2.36, в, д,

.

Для механизмов, представленных на рис. 2.32, г, е,

(2.68)

Для двухрычажных механизмов ход рычага

. (2.69)