Основы проектирования сборочно-сварочных приспособлений

Рис. 7.4. Схема действующих сил в эксцентрике при зажиме детали

Поскольку сила S мало отличается от нормальной силы W и, принимая S ≈ W, получим момент на рукоятке эксцентрика:

Q ·l = W[f·R + ρ + e(sinα′+ fcosα′)].

После подстановок, некоторого упрощения и преобразования полученного выражения получим упрощенную формулу Q ·l = W[Rsinφ + ρ + e·sin(α′+ φ)], и приняв во внимание, что R·sinφ = e – ρ, φ ≈ 6°, окончательно получим

Формула позволяет определять значения W или Q с точностью до 10 %.

7.3. Клиновые зажимы

Наряду с винтовыми и эксцентриковыми клиновые зажимы применяют самостоятельно и как промежуточные звенья в сложных зажимных системах в сочетании с другими элемен-

91

тарными зажимами. Они позволяют увеличивать и изменять направление передаваемой силы. Для надежного закрепления заготовки в приспособлении клин должен быть самотормозящийся, т.е. зажимать заготовку после прекращения действия на клин исходной силы Q (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Схема действия сил в односкосном клиновом механизме

При расположении передаваемых сил односкосным клиновым механизмом между силами W и Q получается зависимость

Q =W cosϕ3sin α ±(ϕ1 +ϕ2 ) . cosϕ1cos α ±(ϕ2 +ϕ3 )

Здесь знак «+» относится к закреплению клина, а знак «–» к откреплению его.

Самоторможение клина обеспечивается малыми углами α наклона его поверхности и получается при α < ϕ1 + ϕ2. Если ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ, то для односкосного клина при расположении передаваемой силы под прямым утлом зависимость между силами Q и W выражается формулами

92

7.4. Рычажные зажимы

Рычажные зажимы аналогично клиновым применяются в сочетании с другими элементарными зажимами, образуя более сложные зажимные механизмы. При помощи рычага можно изменять величину и направление передаваемой силы, а также осуществлять одновременное и равномерное закрепление заготовки в двух местах. Наибольшее распространение в сборочных, сборочно-сварочных приспособлениях получили зажимные устройства с двухплечевым рычагом (рис. 7.6).

в

Рис. 7.6. Схема действия сил в рычажных зажимах приспособлений

Задачей расчета рычажного зажима является определение отношения между силой зажима детали W и исходной силой Q. Для определения этого отношения достаточно составить урав-

93

нения равновесия сил или моментов этих сил, действующих в рычажной системе.

Так, для рычага (рис. 7.6, а) уравнение равновесия моментов под действием сил Q, W, N и силы трения N·f относительно оси вращения О будет выглядеть следующим образом:

МО = Q l1 – N f r – W l = 0,

откуда

Силу N определим из уравнения равновесия сил на вертикальную ось:

∑ Ру = 0 = Q + W – N,

тогда

N = Q + W.

Подставив в формулу (7.8) вместо N ее значение, получим выражения для W и Q:

Аналогично решается задача и для других рычажных зажимов. В частности, для зажимов, показанных на рис. 7.6, в, сила W определяется по формуле (7.8), а для зажима на рис. 7.6, б

W = [Q(l – l2)]/[(l + 1,4)l·r·f)].

7.5. Комбинированные зажимы

Комбинированные зажимные устройства – устройства, состоящие из винтовых, клиновых, эксцентриковых в различных их комбинациях с рычажными. Рычаги прихватов для удобства установки заготовок выполняют передвижными и откидными. Эти устройства применяются для увеличения сил зажима, изменения величины хода зажимающего элемента, изменения направления сил зажима, уменьшения габаритов зажимного уст-

94

ройства в местах его контакта с заготовкой. Они приводятся в действие от ручного привода или от пневматических, гидравлических или иных силовых узлов. Схемы некоторых комбинированных зажимных устройств с ручным и пнематическим приводом показаны на (рис. 7.7).

в

Рис. 7.7. Комбинированные зажимные механизмы

На рис. 7.7, а показан один из видов нормализованных винтовых прихватов с передвижной прижимной планкой 1 и регулируемой опорой 2. Прихват применяют для крепления заготовок 3 с различными размерами Н. При завинчивании гайки 4 планка 1 зажимает заготовку 3. Величина исходной силы Q развиваемая винтом

Q = W (l1 +l2 ). l1η

Сила зажима

W = Q l1 η, l1 +l2

95

где η = 0,95 – к.п.д., учитывающий потери на трение между прижимной планкой 1 и ее опорой; при l1 = l2 и η = 1 сила зажи-

ма W = 0,5Q.

Для зажима на рис. 7.7, б определение соотношения между силой Q, развиваемой на штоке пневмоцилиндра, и силой W, зажимающей деталь, осуществляется последовательно: вначале определяется отношение между W и Q1 как для рычажной системы, и Q1 = W·l/l1, далее – отношение между Q и Q1.

Наиболее распространенные схемы комбинированных зажимных устройств и расчетные формулы для расчета исходного усилия Ри и зажимного усилия Q представлены в табл. 7.1. Принятые в таблице обозначения: α – угол клина или угол подъема резьбы, град; φ1 – угол трения (tgφ1 = 0,1...0,15); ϕпр – приведенный угол трения между клином и роликом, град (tgϕпр = f (d/D) или в резьбе (ϕпр = 10°30'); d – диаметр резьбы винта, мм; Dн – наружный диаметр опорного торца гайки, мм; Dв – внутренний диаметр опорного торца винта, гайки, мм; α' = (180° – α), где α – угол поворота эксцентриситета от начального положения, град.

Таблица 7 . 1

Схемы и формулы для расчета комбинированных зажимых устройств

Продолжение табл. 7 . 1

98

Продолжение табл. 7 . 1

99

Окончание табл. 7 . 1

7.6. Центрирующие зажимы

При базировании деталей с помощью наружных или внутренних цилиндрических (многогранных) поверхностей применяют центрирующие зажимные элементы: цанги, разжимные оправки, двух- и трехкулачковые патроны. Различные конструкции цанг, представляющие собой разрезные пружинящие гильзы, показаны на рис. 7.8.

в

Рис. 7.8. Типы цанговых зажимных устройств

100