1.1.4 Рычажные зажимы

Рычажные зажимы достаточно широко применяются в сборочно-сварочных приспособлениях, чаще всего для закрепления листовых заготовок, расположенных горизонтально. Такие зажимы являются быстродействующими, создают большие усилия прижима, величину которых при необходимости

Расчет величины силы зажатия, зависящей от схемы рычажной системы, ведется по правилу плеч (можно воспользоваться также графоаналитическим методом—построением силовых многоугольников).

Расчет величины силы зажатия, зависящей от схемы рычаж­ной системы, ведется по правилу плеч (можно воспользоваться также графоаналитическим методом—построением силовых многоугольников).

Для рычагов 1-го рода (рисунок 9, а) и 2-го рода (рисунок 9, б) расчет зажимного усилия Q можно вести по уравнениям:

Рисунок 9 - Схема рычагов а—1-го рода; б — 2 го рода

—для рычагов 1-го рода;

—для рычагов 2-го рода,

где Р — усилие, прикладываемое к концу рукоятки, Н;

a — ведущее плечо рычага;

b — приводимое плечо рычага;

f — коэффициент трения в шарнире;

r — радиус пальца шарнира.

Задача № 4 “Расчет параметров рычажного зажима ”

По вводным данным тьютора подберите и рассчитайте параметры рычажного зажима (рисунок 9), если изделие необходимо прижать с усилием Q, а используется рычажная система 1-го(2-го) рода. Варианты параметров ведущего и приводимого плеч рычага приведены в таблице 5. В шарнире используется бронзовая втулка, палец шарнира стальной.

Задание

1. Составьте эскиз зажима.

2. Рассчитайте усилие прижима Q.

Таблица 5 – Варианты задачи

№	Q, кН	а, мм	b, мм	Род рычажной системы
1	3,0	300	700	1-го
2	5,0	400	800	2-го
3	6,0	500	800	1-го
4	5,0	400	700	2-го
5	7,0	200	600	1-го

Для более сложных механизмов усилие зажима зависит также от угла — угла «наклона» рычагов (рисунок 10). Наибольшая величина силы зажатия обеспечивается при углах наклона, близких к нулю рычажные зажимы, как правило, используются в сочетании с другими, образуя более сложные рычажно-винтовые, рычажно-пружинные и другие усилители, позволяющий трансформировать либо величину силы прижатия, либо величину хода прижима, либо направление хода передаваемой силы, такие усилители по конструктивному оформлению могут быть весьма разнообразными. Зачастую привод рычажных систем — усилителей механизирован: осуществляется электродвигателем пневматической, или гидравлической, или пневмогидравлической системой.

Недостатком рычажных систем является возможность случайного, а при плохой конструкции и самопроизвольного раскрывания захватов. Поэтому применять такие прижимы следует лишь тогда, когда случайное раскрепление заготовки не приведет к аварии или опасности для работающих. Уменьшить возможность случайного раскрытия рычажного прижима можно путем применения массивных рукояток, сила тяжести которых в рабочем положении имеет то же направление, что и усилие рабочего, прикладываемое к рукоятке при закреплении детали. Еще более повышают надежность рычажных систем различные фиксирующие устройства: щеколды, замки и т. п. Схема действия рычажной системы показана на рисунке 10. Прижим состоит из стойки 1, на которой с помощью пальца 2 крепится ручка-скоба 3. К последней через соединительные планки 4, сидящие на осях 5, шарнирно присоединен рычаг б, сидящий на оси 7 и имеющий регулируемый упор 8 (установленный вылет упора 8 фиксируется контргайкой 10. Ход ручки-скобы ограничивается упором 10. При откидывании ручки 3 вправо вокруг неподвижного шарнира 2 звено 4 приподнимает рабочей рычаг 6, допуская установку собираемой детали. При обратном движении рукоятки происходит зажатие заготовки.

Рисунок 10 - Схема действия рычажного прижима

На рисунке 11 показаны некоторые из наиболее широко используемых в практике конструкций рычажно-винтовых зажимов.

Рисунок 11 - Конструктивные оформления рычажных (а, б), рычажно-винтовых (в, г, д) и рычажно-консольного (е) зажимов

По конструкции усилители могут быть одно- и двухрычажные одно­стороннего действия и двухрычажные двухстороннего действия (рисунок 12). Усилие зажима в таких системах может быть рассчитано по формулам:

= Р (для схемы рисунок 12,а);

= Р (для схемы рисунок 12,б);

= Р (для схемы рисунок 12, в);

= Р (для схемы рисунок 12, г);

= (для схемы рисунок 12, д);

Здесь Р — усилие на поршне цилиндра, Н;

—угол наклона рычага;

—дополнительный угол наклона, с помощью которого учитываются потери на трения в шарнирах,

где d—диаметр шарнира, l — расстояние, между отвер­стиями рычага; f — коэффициент трения в шар­нире;

—приведенные коэффициенты трения качения, ко­торые учитывают потери на трение в роликовой опоре,

где D—наружный диаметр ролика, d—диаметр шарнира, а— длина направляющей плунжера, l—расстояние от оси шарнира плунжера до середины направляющей плун­жера.

а— однорычажного одностороннего действия с роликом;

б— двухрычажного одностороннего действия без плунжера; в — двухрычажного одностороннего действия с плунжером; г—двухрычажного двухстороннего действия без плунжера; д- двухрычажного двухстороннего действия с плунжерами

Рисунок 12 - Схемы рычажных зажимов

Задача № 5 “Расчет параметров рычажного зажима ”

По вводным данным тьютора подберите и рассчитайте параметры рычажного зажима (рисунок 12), если изделие необходимо прижать с усилием Q, а используется рычажная схема а - д. Варианты угла наклона рычага α, диаметр шарнира d, расстояния между отвер­стиями рычага l приведены в таблице 6. В шарнире используется бронзовая втулка, палец шарнира стальной.

Задание

1. Составьте эскиз зажима.

2. Рассчитайте усилие на штоке Р.

Таблица 6 – Варианты задачи

№	Q, кН	l, мм	d, мм	Схема рычажного зажима
1	2,0	200	50	а
2	3,0	300	60	б
3	4,0	400	40	г
4	4,0	500	30	а
5	5,0	300	40	б