книги из ГПНТБ / Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей
.pdfСогласно схеме действующих сил, имеем
о / Л |
/-ч / ■ |
гл |
п С з ' ^ І П |
■ |
С£ |
i |
2Q n — |
Qp.g/sin ct; |
Qp-з— |
ß ■ |
|
Z-1
где а — угол наклона канавки к плоскости подачи заготовки.
2. Клинороликовая подача
Характерной особенностью клинового захватного органа является то, что процесс захвата заготовки в них осуществляется за счет самозаклинивания. Существуют различные разновидности клинового захва та: роликовый и эксцентриковый преимущественно для ленты, а ша риковый и цанговый— для проволоки.
Клинороликовый захват имеет одну пару заклинивающих роликов. В средствах автоматизации устанавливается обычно две-три пары кли повых обойм, монтируемых в одном корпусе, что повышает надеж ность работы захватного органа и снижает контактные нагрузки в ме сте соприкосновения ленты с роликами.
Рассмотрим принцип работы универсального клинороликового за хвата (рис. 78, б)- Он состоит из возвратно-поступательного движуще гося корпуса 2 с установленными в нем верхней 3 и нижней 8 кли новыми обоймами. Верхний 1 и нижний 7 ролики смонтированы в специальной обойме 6, которая поджимается вправо за счет пружины 4.
При перемещении корпуса 2 относительно неподвижного основа ния 9 влево происходит перекатывание роликов 1 и 7 по клиновым обоймам 3 и 8 в направлении В. При этом лепта 5 заклинивается между роликами и перемещается в направлении А.
При движении корпуса 2 вправо действие заклинивающих сил обойм 3 и 8 прекращается и ролики свободно перекатываются по лен те, возвращаясь вместе с обоймой в исходное положение.
Расчет клинороликового захвата сводится к определению угла на клона призмы у и к нахождению диаметра d и количества 2 пар за
клинивающих роликов.
Как видно из рис. 78, б, смятие поверхности ленты может вызвать сила нормального давления Nu которая создается каждым роликом от действия тянущего рабочего усилия Q. Усилие Q в общем случае за висит от числа пар 2 зажимных роликов в одном корпусе и равно
Q = ß.QJ2z,
где Q3 — полное тянущее усилие, развиваемое захватом;
ß — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения
нагрузки между роликами и зависящий от качества обра ботки и сборки (ß= 1,2ч-1,3).
Для определения зависимости нормального давления N\ от тяну щего усилия Q, приходящегося на один ролик, рассмотрим равновесие сил, действующих на ролик в процессе заклинивания (рис. 78, б);
—Fo-cos у—A^-sin y + /rH -Q=0;
170
/ V s in *y N 2 ' c o s у Ч- Л/1 = 0,
где Z7! и Го— силы трения, возникающие от качения ролика по поверх ностям ленты и обоймы и равные
Fl= N r 2fu/d и F2 = N2-2fKld,
где fK— коэффициент трения качения, d — диаметр ролика в см.
Подставим в вышеприведенное равенство значения Ft и Fo и вы
разим силу No через Np. |
|
Q |
sin y-M/V/öVsin2 у |
Ni |
cos y —2fK/d -sin у |
Так как коэффициент fK для мягкой стали по стали равен 0,005 см, |
|
то учитывая, что диаметр ролика d обычно больше 1 см, можно запи |
|
сать N] = Q/tg у.
Анализ этого выражения показывает, что чем меньше угол закли нивания у, тем выше нормальное давление Nlt однако выбор уШах ограничивается условием заклинивания:
|
tg Y /2 ^ tg e = /, |
где Q— наименьший |
угол трения между роликом и соприкасаемыми |
поверхностями при |
коэффициенте трения { (при трении стали по ста |
ли без смазки / = 0 , 1 ) - |
|
Следовательно, |
у^0,21 рад ( 1 2 °). |
Максимальное контактное напряжение смятия Сттах в месте сопри косновения ролика с плоской заготовкой, согласно теории Герца-Бе ляева, равно
где B u d — ширина и диаметр ролика в см., |
|
|
|
||
Уі |
и у2 — коэффициенты Пуассона для |
материала ролика |
и ленты |
||
Е 1 |
(обычно Yi ~ Y2= 0,3); |
|
для материала |
ролика |
|
и Е2— модули упругости соответственно |
|||||
|
и ленты. |
|
|
|
|
Примечание. Для стали £ = 2,2 -10s кн/м2 (2,2- 10б |
кг/см2); для алюминия |
£ = |
|||
=0,72-10s кн/м2; для чугуна £= 1,1 -ІО8 кн/ж2. |
|
|
|
|
|
Приняв приближенно, что [аСмі}~2а |
(а |
— предел текучести |
ма |
||
териала), получаем упрощенное выражение |
|
|
|
|
|
N 1шах ~ Q c ' В ■ d ,
171
где qc — приведенное напряжение |
в месте |
контакта заготовки с роли |
|
ком, вызывающие-смятие заготовки и равное |
|
||
2( 1 +уі |
I — уз |
||
(/c = 6,28 6s: |
Е, |
Еі |
|
|
|||
Примечание. Для стальной лепты fö |
2,8-103 |
кн/м2) <7C=S120 к н ' м 2 (81,2 кг/см2); |
|
Для алюминия (бЕ= 3 ■10’1 кн/мг) <jc = 230 кн/м- |
(2,3 |
кгісм2) -. |
|
Для латуни (б5=1-105 кн/м2) <7С=1560 кн/'м2 |
(15,6 |
кг;см'2). |
|
Для исключения смятия поверхности заготовки число z пар зах ватных роликов выбирается исходя из того, чтобы нормальная сила Q была равна
Q = 'V] max ' l g Y > P - —.
2z
или, с учетом Nnmax)=qKBd,
2qr ■Bd ■tgy
ß-Qa
3. Клещевая подача
Клещевые захватные органы применяются как для штучных зна чительных габаритов деталей, так и для топкого непрерывного ма териала.
На рис 78 г, д, е приведены принципиальные схемы различных клещевых захватов. Удерживание заготовок в клещевых захватах про исходит за счет сил трения между захватными органами (губками) и заготозкой. При этом необходимая сила нормального давления соз дается специальным самостоятельным приводом (пневмоили гидро-).
Расчет приводных клещевых захватных органов сводится к опре делению расчетного усилия захвата Qp.3 на губках для создания ра бочей нагрузки и нахождению необходимого рабочего усилия на што ке силового привода. Необходимые усилия захвата определяются в за висимости от выбранной схемы и рассчитываются исходя из условия создания силы трения между заготовкой и захватом, необходимой для удерживания заготовки в губках захвата.
Расчетное усилие захвата Qp.3 для схемы рис 78, г, где включение в работу захватного органа обеспечивается подачей сжатого воздуха, определяется с учетом того, что заготовка зажимается между двумя поверхностями, т. е.
Qp-з^ ß • Q3/2 • f,
где Q3— рабочее тяговое усилие, которое необходимо развить для пеперемещения заготовки (определяется в зависимости от особенностей средств автоматизации); ß — коэффициент запаса, учитывающий ди намические нагрузки при перемещении заготовки (ß= 1,34-1,6).
Расчетное усилие захвата Qp.3 для схемы на рис78, б, предназна ченное для удержания коротких, заготовок, определяется из условия,
172
что рабочая нагрузка для захватного органа Q3 уравновешивается си лами трения от сил нормального давления Q , т. е.
п _ |
ß-Q |
_ Q Qasin а |
|
Чр-з— |
----- Щ |
. 1 |
|
|
4-/ |
|
2/ |
где а — угол профиля захвата.
При плоских губках захвата расчетное усилие захвата Qp.3 также
определяется по выражению Qp.n = ß*Qa/2/; |
разница заключается в том, |
||
что усилие Qa является рабочей нагрузкой, |
действующей в вертикальной |
||
плоскости. |
|
|
<?, ж без учета подат |
Расчетное усилие захвата для схем на рис. 78, |
|||
ливости захватов определяется из |
условия |
нераскрытня клещей; в пер |
|
вом случае при касании заготовки |
в двух точках |
(жесткий захват); во |
|
втором — при распределении давлений на |
опорной |
поверхности по тре |
|
угольнику. |
|
|
|
При рассмотрении условия равновесия сил получаем для схемы на рис. 78, е, ж следующие зависимости:
Q' p.3=Qn- - у
где /г — расстояние от центра тяжести заготовки до ближайшей крайней
точки губки захвата; |
|
/ — длина губки захвата. |
схемы на рис. 78, ж получаем |
Из условия равновесия сил для |
|
Q V = Qa ( З у + 1 j; |
QѴ з = < Ц у +1 ) ■ |
Анализ приведенных выше выражений показывает, что в случае шар нирных губок захвата силовое устройство должно развивать усилие, при мерно в 3 раза большее, чем в случае жестких губок.
Ножевой захват подобно клиновому работает с самозаклиниванием при частичном внедрении захватного органа в заготовку.
Наиболее распространенные конструктивные схемы ножевых захват ных органов бывают односторонними и двухсторонними (рис. 78, в).
■Перемещение заготовки 1 осуществляется при движении влево ка ретки 2 с захватами 3. В этом случае нож внедряется в материал заго товки и обеспечивает ее надежное удерживание.
Угол давления у определяется исходя из условия заклинивания |
|
|||
где J и Q коэффициент н угол |
g0=7. |
|
||
трения между ножом захвата и заготов |
||||
кой (обычно для стали у = 0,34-0,4; тогда f = 0,28, р= 0,384 рад |
или |
|||
16—22°). |
|
|
|
|
При использовании ножевого захвата на плоскости материала |
||||
остаются следы от |
зажимных |
элементов. Чтобы избежать этого, |
для |
|
материала |
большой |
толщины |
применяют захват по его торцевой |
по |
верхности |
(толщиной 2—5 мм и шириной до 125 мм). |
|
||
173
И. РЕВОЛЬВЕРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПИТАТЕЛИ ШТУЧНЫМИ ЗАГОТОВКАМИ
1. Револьверный дисковый питатель
Револьверный дисковый автоматический питатель штучными заго товками для двухстоечного 15-тонного пресса с приводом от кривошип ного вала иллюстрирован на рис. 79.
Револьверный диск 13 имеет по окружности восемь гнезд для раз мещения заготовок, которые туда поступают из бункерно-загрузочного или магазинного устройства. При каждом ходе ползуна вверх диск поворачивается на одну позицию, подавая к штампу пресса очередную заготовку. При движении ползуна вниз, когда намечается рабочая опе рация, диск 13 неподвижен.
Рис. 79. Револьверный питатель штучными заготовками
Прерывистое деление диска 13 осуществляется от эксцентрика / кривошипного вала пресса. Шатун 2 получает качатслы-юе движение от эксцентрика 1 и передает его рычагу 4\ последний через палец 5 связан с рычагом 6. Конец пальца выполнен конусным и входит в соот ветствующее гнездо рычага 6'- под действием пружины. Такое соедине ние играет роль предохранителя гг обеспечивает самовыключение ме ханизма подачи при какой-либо неисправности. Рычаг 6 через шатун 7 сообщает возвратно-поступательное движение ползушке 9.
174
Для поворота револьверного диска на ползушке шарнирно зак реплена собачка 11, которая прижимается к диску пружиной 10. Пре дохранение диска от инерционного движения осуществляется собач кой 12, которая может перемещаться относительно диска и устанавли ваться в требуемом положении. В конце поворота диска на заданный угол (па шаг между рабочими гнездами диска) под действием плаш ки 8 собачка 12 прижимается к диску и упирается в один из его высту пов.
Угол поворота диска регулируется винтом 3, с помощью которого можно изменять угол качания рычагов 4 и 6, а следовательно, и вели чину возвратно-поступательного движения ползушкп 9.
В револьверном диске имеются контрольные отверстия, в которые при правильном угле поворота входит фиксатор 14. При неправильной остановке диска фиксатор не попадает в отверстие и рычаг 18, жестко сидящий на валике 16, остается приподнятым. Противоположный ко нец рычага опускает тягу 19, которая через штифт 24 поворачивает по стрелке /1 плечо рычага 23, преодолевая сопротивление пружины 22; ролик 21 прижимается к диску 20. В конце подъема ползуна выступ дис ка 20 через ролик 21 поворачивает рычаг 23 в том же направлении (по стрелке Л). При этом упор К нажимает на палец, связанный с муфтой включения привода пресса, и пресс останавливается.
Перед началом каждого хода револьверный диск автоматически освобождается от фиксатора 14. Для этого на конце валика 16 жестко закреплен рычаг 15, который скользит по кулачку 17. В свою очередь, кулачок 17, получая переменное вращение от рычага 4, периодически опускает рычаг 15 и поворачивает рычаг 18, который через валик 16 поднимает фиксатор 14.
2. Механизмы индексирования диска револьверных питателей
Для поворота револьверного диска применяют различные меха низмы периодического движения: червячные, храповые, реечные и дру
гих типов (рис. 80). |
|
Ч |
е р в я ч и ы й м е X а и и з м (рис. 80, а) работает следующим об |
разом. При подъеме ползуна пресса червяк, связанный кинематически с |
|
валом пресса, поворачивает револьверный диск на один зуб. При опус |
|
кании ползуна положение диска фиксируется (фиксатор не показан на |
|
рисунке |
(рис. 80, а ) . Для обеспечения периодического движения диска, |
шаг витка червяка (/ч) должен быть равен 2 -tK, где tK— шаг червячного |
|
колеса. |
Число зубьев червячного колеса должно быть равно числу гнезд |
револьверного диска, а число заходов червяка принимают равным двум. Наружный диаметр колеса Deк выбираются конструктивно. Револьвер
ный |
питатель с |
клиновым |
приводом х р а п о в о г о |
м е х а н и з м а |
(рис. |
80,6) применяются при небольшой точности фиксирования. Пово |
|||
рот револьверного |
диска 1 |
осуществляется собачкой 3. |
Перемещение |
|
ползунка 2 вместе с собачкой производится клином, прикрепленным к верхней плите штампа, а возвращение в исходное положение — пружи
ной. После поворота положение револьверного диска фиксируется. Ход ползушкп
5 n = 5j-|-Sx,
где |
Sj — ход ползушкп, соответствующий повороту |
диска |
на |
угол ур; |
|
|
Д — перебег ползушкп, мм- |
|
|
|
|
|
S |
j = 2R's\nyp!2, |
|
|
|
где |
R' — расстояние от точки |
контакта собачки с |
диском |
до |
центра |
диска: |
|
|
|
|
|
|
Д = |
0,25(Д, + П„), |
|
|
|
где R' — расстояние от точки |
контакта собачки с диском до центра, |
||||
где |
Д , — наружный диаметр диска, |
|
|
|
|
|
Dв — диаметр впадин диска. |
|
|
|
|
' В/ |
V |
Рис. 80. Механизмы попорота револьверного диска
Перебег ползушкп Д определяется с учетом входа собачки во впа дину диска н принимается равным
|
Д = ( 0 , 0 3 4 - 0 , 0 5 ) S j . |
|
|
Расстояние А до оси собачки берется равным 0,6-Д,. |
|
||
Привод храпового |
механизма |
может производиться рычагом |
|
(рис. 80, в). Поворот револьверного диска 1 в этом случае |
осуществля |
||
ется при помощи тяги 2 |
и поводка 3, |
несущего собачку 4, |
и храпового |
176
к о л е с а , с о е д и н е н н о г о с р е в о л ь в е р н ы м д и с к о м . У г о л п о в о р о т а Yp д и с к а
Ѵр= 360o/z.
Расчет хода ползушки производится по вышеприведенным фор мулам причем размер R' принимается равным длине поводка Rq.
Револьверный питатель с б о й о н е т н ы м приводом (рис. 80, г) применяют при наличии пресса с большим расстоянием между ползуном и столом, так как нижняя часть штампа получается высокой. Периоди ческое движение револьверного диска осуществляется при опускании штока 1 вместе с роликом 2, вызывающим поворот втулки 3 и прикреп ленных к ней собачек. Угол поворота втулки уо за один рабочий цикл равен 60/г, где 2 — число гнезд в револьверном диске. К этой величине
добавляется угол перебега. |
втулки на угол |
Рабочий .ход hm штока, соответствующий повороту |
|
Yo, определяется по формуле |
|
hm= /в/tg ßB > |
|
где ß„ — угол наклона паза во втулке относительно |
вертикальной ее |
осп (нс более 35°); /в — длина развертки профильного паза втулки, соответствующая
углу поворота втулки:
1п= |
л - 0 - yo/360°, |
где D — наружный диаметр втулки. |
|
Р е е ч и ы й м е х а н п з м |
револьверного питателя показан на |
рис. 80, д. Движение рейки 3 сообщается при помощи клина, прикреп ленного к верхней плите штампа. Револьверный диск 1 жестко присое динен к корпусу обгонной муфты, а к ступице муфты прикреплено зуб чатое колесо 2. Ход Se рейки определяется исходя из поворота зубча
того колеса диска на угол ур. |
Число зубьев |
зубчатого колеса |
равно чис |
лу гнезд револьверного диска. |
|
|
|
III. |
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ |
||
ПРОДОЛЬНЫЕ И ПОПЕРЕЧНЫЕ ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СТОЛЫ |
|
||
1. Стол делительный трехпозиционный продольный |
|
||
Стол предназначен для |
перемещения |
обрабатываемых |
деталей в |
продольном направлении с делением участка рабочего хода на три рав ные части (рис. 81).
Стол в комплекте с другими нормализованными узлами использу ется при компановке специальных и специализированных станков.
Примечание. Стол весом в 60 кг получает |
от электродвигателя мощностью 180 вт |
рабочую подачу 300 м м / м и н . Точность деления |
по шагу равна ±0,05 м м \ расстояние |
■между тремя позициями—220 м м . |
|
Цикл работы стола — автоматический. |
|
1 2 - ю ч |
177 |
Продольный трехпозицноннын стол СП—ISO—3, предназначен для перемещения обрабатываемых деталей, либо бистро (» 3 м/мин) с точной фиксацией иа трех пози циях, либо медленно (со скоростью рабочей подачи oüO мм/мин) при отключении фик сации на первых двух позициях. Во втором случае используется как агрегат, осу ществляющий при продольном фрезеровании движения подачи.
СЖ-Й7
^ |
ѵ |
іе к е р 3 к / м и к |
Рис. 81. Схема продольного трехпозиционного делительного стола
Каретка стола, на которой закрепляется приспособление с обраба тываемой деталью, перемещается по направляющим неподвижного ос-
178
новация; привод движения осуществляется от ходового винта с і = 5 .«иг, который через пару цилиндрических зубчатых (zs и z9) колес связан со звездочкой цепной передачи z H. Ведущая звездочка передачи располо жена на выходном валу.
К приводу стола, представляющему собой двухступенчатую короб ку скоростей z3 — гв прифланцован электродвигатель АОЛ—012—4. Переключение скоростей производится фрикционной конусной муф той М, которая через рычаг и шарнир связана с плунжером пиевмонплиндра, управляемого реверсивным золотником 3-1. Левое включение муфты соответствует скорости быстрых ходов, правое — скорости рабо чей подачи.
В основании стола расположены три плавающих фиксатора Ф, рас стояние между осями которых 220 мм.
При движении каретка зубом 3, выполненным заодно с корпусом гайки, сначала утапливает, а при дальнейшем движении вперед осво бождает соответствующий фиксатор, который пружиной возвращается
висходное положение. В этот момент дается команда на реверс дви жения каретки, которая своим зубом с постоянным усилием упирается
вфиксатор.
При возврате каретки в исходное положение, а также в случае от ключения фиксации (при продольном фрезеровании) фиксаторы отво дятся вниз сжатым воздухом, который поступает в полости цилиндров фиксаторов через золотник 3-2.
Автоматический цикл работы продольного стола задается команд ным блоком, подсоединенным к цепи привода стола. Блок представляет собой червячный редуктор, на входном валу которого расположена звез дочка, а на выходном — три диска с закрепленными на них кулачками, которые воздействуют на три микропереключателя. За счет изменения взаимного положения кулачков производился наладка стола на тот или иной цикл работы.
Электроавтоматическое управление работой осуществляется с по мощью блока управления продольным мпогопозпционпым столом БСП.
2. Стол делительный двухпозиционный поперечный
Стол поперечный правый (рис. 82) компонуется совместно со сто
лом |
продольным |
правым, |
устанавливается |
поверхностью 1 на одно- |
млн |
двухместном |
основании |
п закрепляется |
четырьмя болтами 2, входя |
щими в Т-образные пазы.
Перемещение салазок 3 осуществляется с помощью зубчато-рееч ного механизма от отдельного гидропривода подачей масла в полости цилиндра 4. При подаче стола на размер обработки масло подается в штоковую полость, II в конце хода поршня гайки 8 упираются в торец втулки, обеспечивая ход стола с точностью до 0,05 мм. Обратный ход стола происходит при подаче масла во внештоковую полость цилин дра.
Фиксация исходного п конечного положений салазок осуществля ется двумя конечными выключателями, устанавливаемыми на поверх-
12* |
179 |