книги из ГПНТБ / Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей

Такой механизм можно применять для поворота легких частей. При значительной массе и большой скорости поворота валик 1 может пи инерции повернуться не на одно, а на несколько делений. После новоротамеханизм стопорится только шариком, входящим в пологую впа­ дину, поэтому валик в состоянии покоя не может воспринимать нагруз­ ку в виде крутящих моментов.

На рис. 33, б показана схема делительного механизма, приводимого в действие кулачками. На валике 1 закреплены делительный диск 2 и храповое колесо 3 и свободно -надет рычаг 6 . На рычаге 6 смонтирована

собачка 2, которая под депстием пружины 10 прижимается к храповому колесу. Пружина 9 возвращает рычаг 6 в исходное положение и обеспе­ чивает его плотный контакт с храповым колесом 3. Верхний конец рыча­ га 4 входит во впадину делительного диска и фиксирует угловое поло­ жение валика 1. Противоположный конец рычага оканчивается роли­ ком, который опирается на кулачок 8, закрепленный на управляющем валу 7. Делительный механизм действует следующим образом. При вращении управляющего вала 7 против часовой стрелки кулачок 8 по­

ворачивает рычаг 4 и выводит верхний его конец из впадины делитель­ ного диска. После этого второй кулачок (па схеме он не показан) воздей­ ствует на рычаг 6, который через собачку 11 поворачивает храповое ко­ лесо и связанный с кпм валик 1 на одно деление, равное углу 30°. Од­ новременно с поворотом валика 1, когда он повернется на половину полного угла (около 15°), кулачок 8 . освободит рычаг 4, н он под дейст­ вием пружины 5 прижмется к наружному диаметру делительного диска

IIбудет скользить по нему.

Вконце поворота верхний конец рычага 4 под действием пружины 5

войдет во впадину делительного диска п надежно зафиксирует валик 1 з требуемом положении. После этого рычаг 6 по соответствующей кри­ вой кулачка и под действием пружины 9 возратптся в исходное поло­ жение, а собачка 11 зайдет за следующий зуб храпового колеса. Кривые подъема кулачков рассчитываются из условия возникновения наимень­ ших инерционных сил при достаточной скорости срабатывания. Это обе­ спечивает наименьший износ и надежную работу механизма.

На рис. 33, в изображена схема с четырехпазовым мальтийским крестом для поворота на 90°. Мальтийский крест 2 закреплен на перио­ дически поворачивающемся валу I. На непрерывно вращающемся ва­ лу 5 закреплен диск 3 с поводком 4. Когда поводок находится вне ма­ льтийского креста, последний удерживается от поворота диском 3 вхо­ дящим в соответствующую выемку мальтийского креста. В момент по­ ворота, когда поводок 4 войдет в паз, выемка в диске 3 расположится против мальтийского креста и дает возможность беспрепятственно по­ вернуться. После поворота на 90° диск 3 снова войдет в выемку маль­ тийского креста и зафиксирует его положение после поворота.

Таким образом, в течении одного оборота вала 5 вал 1 будет пери­ одически поворачивается на 90°, при этом в течении 75% времени одно­ го оборота вала 5, вал / будет оставаться неподвижным. Для увеличе­ ния точности фиксации в этом типе механизмов устанавливают допол­ нительные фиксаторы.

90

На рис. 33, г изображена схема делительного механизма, в котором для поворота п фиксации использовано движение одной тяги. На вали­ ке 8 закреплен делительный диск 9, который выполняет также роль хра­ пового колеса. Требуемое положение валика 5 фиксируется рычагом 10,

ваемой пружинами 3 через колодку 2. При этом перемещении собачка

дет удерживать его от дальнейшего вращения по инерции.

После поворота на одни шаг тяга 12 начнет перемещаться обратно, при этом ползун 1, удерживаемый силами трения, первое время будет оставаться на месте. Сначала тяга 12 освободит собачку 6, которая под действием пружины 7 выйдет из паза делительного диска. Затем вмес­ те с тягой 12 начнет перемещаться ползун /, преодолевая трение в на­ правляющих. При этом перемещении верхний конец рычага войдет во впадину делительного диска и зафиксирует достигнутое положение ва­ лика 8 \ собачка 5 с пружиной 4 предохраняют делительный диск 9 от случайных поворотов в обратном направлении. Этот механизм исполь­ зуется для небольших масс с большой скоростью; для перемещения лен­ ты в считающих устройствах программного управления, и др.

На рис. 33, д изображена схема быстродействующего делительного механизма на 12 положений с одним диском п тремя собачками для пе­

риодического поворота небольших масс. На валу <5 закреплен делитель­ ный диск 2, выполняющий также функции храпового колеса. На валу 3 еще свободно насажен качающийся рычаг і,н а нижнем конце которого смонтирована собачка 6, прижимающаяся к делительному диску пру­ жиной 7. На неподвижной части около делительного диска смонтирова­ ны две собачки.

Собачка 4 с пружиной 5 удерживает диск 2 от вращения по часо­ вой стрелке. Собачка 9 с пружиной 10 удерживает диск 2 от вращения по часозон стрелке. От привода через тягу 8 при ее движении вправо рычаг 1 повернется против часовой стрелки. При этом диск 2 вращать­ ся не может; собачка 6 смонтирована на нижнем конце рычага 1, пере­ мещаясь по делительному диску 2, зайдет в его следующую впадину, а верхний конец рычага 1 выведет собачку 9 пз впадины делительного диска 2. Этим движением делительный диск подготавливается к пово­ роту.

При перемещении тяги 8 влево, собачка 6 будет поворачивать де­ лительный диск по часовой стрелке, а собачка 9, препятствующая пово­ роту диска по часовой стрелке, в начале перемещения будет выведена из паза. К концу поворота рычаг 1 отпустит собачку 9, и она под дей­ ствием пружины зайдет в следующую впадину диска и прекратит его вращение. Собачка 6 будет прижимать делительный диск к собачке 9,

91

осуществляя тем самым фиксирование его в требуемом положении. При повороте больших масс собачка 9 будет воспринимать большие инер­ ционные нагрузки в виде ударов. Для уменьшения этих нагрузок собач­ ку 9 монтируют на буферной прокладке.

На рис. 33, е показана схема индексирующего механизма на четыре положения для поворота и надежной фиксации механизмов, восприни­ мающих значительные крутящие моменты, например, четырехпозицион­ ных резцедержателей. На валу 1 закреплен квадратный диск 2, в ко­ торый запрессованы четыре пальца 3. Поворот и фиксация диска происходит за одно поступательновозвратное движение ползуна 6. Ползун имеет скошенную поверхность, образующую клин 7, который прилегает к диску и надежно стопорит вал 1. Перед поворотом, в на­ чале движения ползуна 6 влево, клин освобождает квадратный диск 2. При дальнейшем движении ползуна собачка 4 встречает на своем пути один из пальцев 3 и за пего начинает поворачивать диск 2 с валом 1. В конце хода ползуна 6 диск повернется на угол немного меньше 90°.

как вращение по инерции ограничивается упором пальца 3 в верхнюю плоскость собачки 4. При обратном ходе собачка отклонится вниз, об­ ходит очередной палец 3 и под действием пружины 5 станет в исходное положение.

3. Двойная фиксация шпиндельного барабана автомата

На рис. 34, дана конструкция механизма двойной фиксации, шпин­ дельного барабана токарного автомата в положении, когда барабан зафиксирован (см. также рис. 30).

Освобождение барабана 10 происходит вследствие поворота ку­ лачка 9, закрепленного на распределительном валу станка, в направле­ нии, показанном стрелкой. При этом правый конец рычага 8 припод­ нимается, освобождая сначала пакет тарельчатых пружин 7, и после того как упрется в гайки, тяга 6 поднимается и поворачивает рычаг 4 на оси 5. Вследствие этого запирающий рычаг 2 сначала приподнимает­ ся над плоскостью Б фиксаторного гнезда 1, упираясь под действием пружины 3 в плоскость В, и затем когда им уже пройдено некоторое расстояние, он начинает отходить вправо. Одновременно стержень 11, шарнирно соединенный с рычагом 4, перемещается вправо, а после упо­ ра цапф крестовины 13 в дно паза фиксирующего рычага 15, нижний конец этого рычага начинает отходить влево от барабана. После отвода рычагов 2 и 15 начинается поворот барабана в направлении, указанном стрелкой.

Перед окончанием поворота барабана кулачок 9 перемещает тягу 6 вниз, в результате чего рычаги 2 и 15 упираются плоскостями Г и В в наружные поверхности фиксаторных гнезд, сжимая пружины 3 и 12.

92

При окончании поворота концы рычагов 2 н 15 под действием пру­ жин заскакивают в фиксаторные гнезда. После этого происходит рас­ прямление рычажного механизма; рычаг 2 нажимает на плоскость Б гнезда и поворачивает барабан в обратном направлении до тех пор. пока плоскость Д нс упрется в соответствующую плоскость фиксирую­ щего рычага 15. При этом дополнительно сжимается пакет тарельчатых пружин.

Рис. 34. Конструкция механизма двойной фиксации шпиндельного барабана токарного автомата

Для возможности регулирования положения осей 5 и 14 при сборке или ремонте станка оси их цилиндрических поверхностей смещены от­ носительно осей цилиндрических поверхностей, закрепляемых в корпусе. Точность выполнения механизма фиксации многошпиндельных токарных автоматов регламентируется нормами ГОСТа.

Примечание. Рабочие поверхности фиксаторных гнезд барабана тщательно дово­ дят до точности, при которой разница в расстояниях по хорде между соответствующими поверхностями всех гнезд не превышает 0,005—0,008 мм. В револьверных станках требования к расположению фиксаторных гнезд менее строги, так как окончательную обработку отверстий для инструментов в револьверной головке выполняют на собира­ емом станке инструментом, закрепленном в его шпинделе.

Продолжительность поворота узлов в большой мере зависит от примененного привода. Например, поворот на Уб оборота шпиндельных барабанов токарных автоматов для обработки прутков диаметром 65 мм с помощью мальтийских механизмов происходит обычно за і~ 2 ,5 сек.

93

Применение регулируемого гидродвигатсля вместо электрического асинхронного позволяет осуществить выгодные законы движения п рез­ ко сократить продолжительность поворота и фиксации многопозицпон-

ного стола.

А В Т О М А Т И Ч Е С К И Е

И Н Д Е К С И Р У Ю Щ И Е У С Т Р О Й С Т В А

Р А З Л И Ч Н О Г О Т П П А

Устройства автоматического линейного индексирования прерывисто­ го или непрерывного действия чаще всего относятся к шаговым транс портерам автоматических линии (гидроприводы в сочетании с собачка­ ми. с флажками, с грейферами, с рейнерамн, толкающие, цепные), а также к механизмам автоматической прерывистой подачи полос, прово­ локи или лент на штамп пресса (крючковые и рычажные, клещевые, валковые, клнноролнкозие, грейферные).

Устройства автоматического углового индексирования бывают пре­ рывистого действия и осуществляют периодическое присоединение де­

доводит диск до точного рабочего положения. Делительный диск рас-

ровать следующим образом:

У с т р о й с т в а у г л о в о г о а в т о м а т и ч е с к о г о и и д с к с и р о- в а и и я:

А. С применением делительных дисков и с приводом от движущихся узлов оборудования:

I.С переменным углом поворота:

1)с постоянной угловой скоростью,

2)с переменной угловой скоростью.

II.С постоянным углом поворота:

1)с постоянной угловой скоростью,

2)с переменной угловой скоростью: а) с кулачковыми механизмами, б) с мальтийскими механизмами, в) с кулисными механизмами.

Б. С применением делительных дисков и отдельных силовых при­ водов:

I.Применение гидро- и пневмоприводов, II. Применение электроприводов.

94

В. Без применения делительных дисков:

ГПрименение червячной пары,

II. Использование процесса обкатки.

У с т р о и с т в а ли и е и и о г о а в т о м а т и ч е с к о г о и и д е к е и р о- в а и и я с постоянной или переменной величиной шага н скорости подачи (перемещения) с приводом от движущихся узлов оборудо­ вания (кинематическая связь) или от отдельных силовых дви­ гателей.

А. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ИНДЕКСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА С ПРИЛУНЕНИЕМ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ ДИСКОВ И С ПРИВОДОМ

ОТ ПОДВИЖНЫХ УЗЛОВ ОБОРУДОВАНИЯ

I.ИНДЕКСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

СПЕРЕМЕННЫМ УГЛОМ ПОВОРОТА

Весьма часто при автоматизации металлорежущих станков встреча­ ются случаи, когда рабочий орган — конечное звено делительной цепи — при выполнении различных работ должен осуществить поворот п деление на различные утлы. Это целиком относится к зуборезным станкам (зубофрезерные, строгальные и шлифовальные), где величина угла поворота шпинделя заготовки определяется числом нарезаемых зубьев.

Такой поворот и деление осуществляются: а) с постоянной скоро­ стью: б) е переменной скоростью.

Для индексирующих механизмов с переменным углем поворота при постоянной скорости поворота наблюдаются удары в момент вклю­ чения или выключения движения. Однако этот недостаток весьма не­ значителен при малых углах поворота делительных дисков (5-г6°) и небольшой угловой скорости. Гарантирование от ударов обеспечивает поворот и деление с переменной скоростью. Применяемые для этого механизмы сообщают делительному диску в момент включения дели­ тельной цепи угловую скорость, равную или близкую к пулю, а затем се плавно повышают до максимума н снова уменьшают до нуля к мо­ менту выключения движения.

1.Е-ШДЕКСИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ

СПОСТОЯННОЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТЬЮ

а) П р и п е р е м е н н о м у г л е п о в о р о т а д е л и т е л ь н о г о

д и с к а п о с т о я н н у ю с к о р о с т ь е г о в р а щ е н и я м о ж н о д о ­ с т ичь с п о м о щ ь ю х р а п о в о г о м е х а н и з м а.

На распределительном валу 6 установлены два спрофилированных кулачка 7 п 8, причем при повороте вала кулачок 7, поворачивая ры­ чаг 3, выводит фиксатор пз гнезда диска 1, а кулачок 8 с помощью ры-

95

чага 5 и собачки поворачивает храповое колесо 2 на то количество зубьев, которое определяется установкой. Для этой цели служит уста­ новочный болт 4, который упирается в шпильку 9, ввернутую в станииѵ станка. Изменение начального положения рычага 5 относительно ку­ лачка 8 осуществляется регулировочным болтом 4, что и приводит к изменению размаха колебаний собачек при одном п том же профиле кулачка.

S

Рис. 35. Индексирующие устройства с переменным (а) и с постоянным (б) углом поворота

В случае изменения числа нарезаемых зубьев меняется только де­ лительный диск..

б) В м е X а н и з м ах и н д е к с а ц и и к р у п н ы х с т а н к о в х р а п о в о е к о л е с о о т с у т с т в у е т , ег о р о л ь б е р е т па себя д е л и т е л ь н ы й д и с к ( рис . 36) .

При вращении распредвала кулачок 17, смонтнрованый на нем, со­ общает рейке 18 вертикальное поступательное движение, которое пере­

поверхности щитка 11, а затем попадает в ближайшее гнездо делитель­ ного диска 20 и поворачивает его на заданный угол.

Изменение величины угла поворота диска 20 при постоянном угле поворота кривошипа 13 обеспечивается за счет перемещения щитка 11. На одной оси с собачкой 12, но независимо от ее поворота, установлен

96

вобождает делительный диск для последующего поворота. Положение фиксатора ограничивается упорным штифтом 4.

На оси 5, закрепленной в корпусе механизма, может поворачива­ ться планка 3, в продольный паз которой входит палец 2 фиксатора 1.

Рис. 36 Индексирующее устройство одинар­ ной фиксации с делительным диском и со­ бачкой

В конце деления палец 6 фиксатора соскакивает с выступа 8, осво­ бождает фиксатор, который под действием пружинного штифта 4 сто­ порит делительный диск. При этом планка 3 поворачивается, и правый ее конец, поднимаясь вверх, нажимает на палец 10 собачки 12 и выво­ дит последнюю из гнезда диска 20. В этом положении собачка удержи­ вается в течение дальнейшего поворота кривошипа без воздействия на делительный диск. Такое устройство позволяет компенсировать влияние погрешностей в величине угла поворота кривошипа на точность поворо­ та делительного диска.

2.ИНДЕКСИРУЮЩИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

СПЕРЕМЕННОЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТЬЮ

Автоматический поворот диска с угловой скоростью равной или близкой нулю в моменты включения и выключения движения и посте­ пенно изменяющейся в процессе поворота, осуществляется мальтий­ ским механизмом.

Мальтийский крест располагается либо на одном валу с делитель­ ным диском, либо на промежуточном валу. В первом случае конструк­

ция проще и применяется для поворота на малые углы с небольшой ско­ ростью, однако условия работы такого механизма ухудшаются, т. к. все динамические нагрузки передаются непосредственно делительному ди­ ску.

Делительные механизмы с раздельным расположением креста и ди­ ска чаще всего встречаются на зуборезных и зубошлифовальных стан­ ках.

Крест приводится в движение от водила, которое вращается от ин­ дивидуального электродвигателя или от промежуточного вала. За один поворот водила производится деление. Пуск и останов водила осуще­ ствляется или самим двигателем, или переключающейся муфтой. Дви­ жение от креста передается на делительный диск через гитару сменных колес, благодаря чему возможно изменить угол поворота диска, а сле­ довательно, и шпинделя при постоянном угле поворота креста.

В данной конструкции при выключении движения погрешности не влияют на деление.

П. ИНДЕКСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА С ПОСТОЯННЫМ УГЛОМ ПОВОРОТА

Автоматическое индексирование с постоянным углом поворота при различных работах широко распространено у таких металлорежущих автоматизированных станков, как револьверные автоматы и полуав­ томаты, агрегатные станки, специальные приспособления к различным станкам и т. д. Условия поворота и деления здесь мало благоприятные: большие вращающиеся массы, высокие угловые скорости и значитель­ ные углы поворота вызывают появление сильных ударов в моменты включения и выключения делительной цепи.

В зависимости от типа и назначения автоматические индексирую­ щие механизмы с постоянным углом поворота различаются:

а) с постоянной угловой скоростью поворота, б) с переменной угловой скоростью поворота.

Кроме того, такие устройства приводятся в действие от подвижных узлов оборудования или от отдельного силового привода.

Появление сильных ударов резко ограничивает применение инде­ ксирующих механизмов с постоянной угловой скоростью. Для смягче­ ния удара в моменты включения и выключения делительной цепи иногда принимают специальные устройства, как, например, включением в делительную цепь червячную передачу, допускающую осевое смеще­ ние подпружиненного червяка в конце деления. Однако такие устрой­ ства весьма сложны, дороги, мало эффективны и поэтому редко исполь­ зуются.

В индексирующих устройствах с постоянным углом поворота весь­ ма важно минимальное (близкое к нулю) снижение угловой скорости диска или блока в начале и в конце деления и плавное ее изменение от начального значения до максимума и от максимума до конечной вели­ чины.

98

В определенной мере это требование удовлетворяется такими де­ лительными устройствами, которые включают в себя кулачковые, маль­ тийские и кулисные механизмы.

1. А В Т О М А Т И Ч Е С К О Е И Н Д Е К С И Р О В А Н И Е С П О С Т О Я Н Н О Й У Г Л О В О Й С К О Р О С Т Ь Ю

Делительный механизм размещен в корпусе 1, который закреплен на подвижном узле оборудования (например, на столе фрезерного станка), и совершает вместе с ним возвратно-поступательное перемещение: рабо­ чий ход (в процессе обработки детали) — вправо и холостой ход — вле­ во. Неподвижная стойка 9 вместе с механизмом фиксации 11 присоеди­ нена к неподвижной части оборудования. Фиксатор 7 размещается в корпусе 1, а шток И, который приводит его в действие — в стойке 9.