вместо коэффициента трения скольжения tg92 и угла трения скольжения ф1 подставляют приведенные коэффициент трения качения Фгпр и угол трения качения фщр.

Для клинового механизма (рис. III.23, а) сила зажима

Для клинового механизма с односкосым клином с одним роликом на наклонной плоскости клина (рис. 111.23, б) сила зажима

Рис III.23. Схемы для расчета клинового механизма с односкосым клином н двумя роликами (а, в) н с одним роликом (б)

Для клинорычажного механизма (рис. 111.23, в) сила зажима и осевая сила на штоке:

[tg(a-(-<Pinp)-(-tg?2np]

Q= Qi [tg (a+cpi „p)-f tg(p2np]

Значения приведенных коэффициентов и углов трения качения найдем при условии равновесия нижнего ролика (рис. III.23, а). Величина моментов от сил трения f2 и 7 относительно оси ролика

F2{DI2)=T{dl2).

Подставим ,в приведенное равенство значения F2=Wtg2up и r=rtgcp2,

получим

/tgcp2„p(D/2)=U/tgcp2(rf/2).

Сокращая правую и левую части равенства на W и на 2, определим приведенный коэффициент трения качения для нижнего ролика:

tgcp2„p=tgcp2(fl;/X>).

Аналогичная формула применима и для определения коэффициента трения качения верхнего ролика:

tg cpi „p=tgcpi (dlD).

Приведенный угол трения качения

tpi пр=arctg tg cpi [dlD] = arctg f, [djD).

Следовательно, для уменьшения величины приведенного коэффициента трения качения и угла трения качения следует принимать диаметр d оси ролика минимально допустимым, а наружный диаметр ролика D - максимальрю допустимым конструкцией приспособления.

В приведенных формулах: ф! - угол трения на наклонной плоскости клина; tgф!=/! = 0,l - коэффициент трения качения на направляющей рабочей поверхности клина; фшр - приведенный угол трения качения на наклонной плоскости клина; d - диаметр оси ролика, мм; ф2пр - приведенный угол трения качения на направляющей поверхности клина; D - наружный диаметр ролика, мм; tgcp2np - приведенный коэффициент трения качения.

Примем коэффициент трения скольжения /=f!=/2 = tgф! = = tgф2 = 0,l; ф! = ф2 = 5°43 и отношение (i/D = 0,5; тогда приведенные коэффициенты трения качения: tgф!пp=tg ф! (d/D) =0,1 •0,5== = 0,05; tgф2пp=tgф2(d/D)=0,l•0,5.

Условие самоторможения клинового механизма определяется коэффициентом трения скольжения / и отношением djD: при tgф!пp = 0,05; ф!пр= arctg tgф!(<i/Z)) = arctg/(d/D) или ф1пр= = arctg 0,05=2°52. При указанных значениях / и djD условие самоторможения для односкосых клиньев с двумя роликами обеспечивается, если угол наклона а5°40.

Клиновые механизмы с роликами применяют как усилители механизированных приводов с углом а10°, они не самотормозящиеся. В таких клиновых механизмах потери на трение клина меньше, а сила зажима больше, чем в клиновых механизмах без роликов. Например, при одинаковой исходной силе Q на штоке механизированного привода для клинового механизма с углом а = 2° без роликов сила зажима W = 4,14 Q, для клинового механизма с двумя роликами (см. рис. П1.23) 1i = 8Q, а с одним верхним роликом IF = 5,4Q.

3-2684 65

Клиноплунжерные механизмы-усилители. Одно- и двухплунжер-ные механизмы применяют как усилители привода приспособлений, многоплунжерны.е механизмы - как центрпруюихие механизмы патронов, оправок. На рис. III.24, а дана схема механизма с односкосым клином и двухопорным плунжером без роликов.

Рассмотрим равновесие плунжера, а не клина и найдем зависимость между силой зажима W и исходной силой Q привода.

При равновесии плунжера

P=N; W==W,-F,=W,-Ntgf,.

Рис. III.24. Схемы для расчета клиноплунжерного механизма с двухопорным плунжером (а) и с консольным плунжером (б)

Заменив в формуле Лна Р, получим

U7 = ri-Ptgtp3. Значения Wi и Р определяются по формулам:

W,=Q-

tg (а-f-?i) 4-tg ?2

Подставим значения Wi и Р в формулу равновесия плунжера: 1 1

Q

tg(a+cpi)tgtp3.

tg (а-f-<pi) + tg ?2 " tg (a 4-?i)-f-tg 2 После преобразования получим окончательную формулу

tg (а + ?i) + tg f 2

Для механизма с односкосым клином и консольным -плунжером (рис. III.24, б) силу зажима W определяют по приведенной формуле, но в формулу вместо коэффициента трения tg(f3 подставляют приведенный коэффициент трения tg93np:

tg(a + ?i) + tg?2

Замена tgrps па tgфзпp объясняется тем, что условия трения консольного плунжера отличаются от двухопорного плунжера. Значение коэффициента трения 1дфзпр можно определить при рассмотрении сил, действующих на консольный плунжер (рис. III.24, б). Сила Р создает перекос плунжера, т. е. она стремится повернуть его относительно средней точки О (на величину зазора) и создает давления, распределенные в виде треугольников.

Равнодействующие N этих давлений находятся от вершин треугольников на расстоянии (1/3) а; а расстояние между равнодействующими силами N равно (2/3) а. Значение приведенного коэффициента трения tgфзпp «айдем при равновесии плунжера, когда моменты сил Р и N относительно точки О равны. Следовательно,

PlN {2,3) а.

Подставим в равенство значение N:

тогда

P/ = (/3,tgT3)(2/3)a

2/3=P(3 a)tg=p3 = /tgcp3np,

откуда

tg?3„p=(3 a)tgcf3.

Здесь а -угол наклона плоскости клина; d -диаметр оси ролика, мм; /) -наружный диаметр ролика; d/D = 0,5; / - расстояние от средней точки контакта консольного плунжера с клином до середины направляющей плунжера; а -длина направляющей консольного плунжера; а = 0,7; tgфз -коэффициент трения двухопорного (неперекошенного) плунжера; фз -угол трения двухопорного плунжера; ig(f2 - коэффициент трения на горизонтальной плоскости клина; ф2 -угол трения на горизонтальной плоскости клина; ф1 - угол трения на наклонной плоскости клина; в основном углы трения равны, т. е. ф1 = ф2=фз.

На рис. III.25, а-г даны четыре схемы клиноплунжерных механизмов с одним плунжером и роликами. Для таких механизмов сила зажима

W=Q ~g23 tg(a-f-?i) + tg?2

но с заменой угла и коэффициентов трения приведенными коэффи-центами фщр, tgф2пp и tgфзпp:

для механизма (рис. 111.25, а) с двухопорным плунжером и одним роликом в формулу вместо ф подставляют приведенный угол трения фlпp=aгctgtgфl(d/D), tgфшp = tgфl(d/D) и тогда формула примет вид

W=Q - (" -Ь fi пр) tg ?з . tg(a 4-ifi„p)tgif2

для механизма (рис. III.25, б) с консольным плунжером и одним роликом в формулу вместо угла ф1 и 1§фз подставляют фщр и tg(fзпp = tgфз (3 с) и формула примет вид

\у/ц -g(«+ Pi..p)tgtp3(3 a) . tg(a + -finp) + tgtp2

для механизма (рис. 111.25, в) с двухопорным плунжером и двумя роликамив формулу вместо ,ф1 и tgф2 подставляют фшр и tgф2пp = tgф2(cf/D) п формула примет вид

1 -tg(a+ Pii.p)tgy3 .

W = Q

для механизма (рис. III.25, г) с консольным плунжером и двумя Q роликами в формулу вместо ф], tg ф2 и tg фз подставляют их приведенные значения фщр, tgф2пp и tg93np, тогда сила зажима

. Многоплунжерные самоцент-Jj£ рирующие механизмы. В многоплунжерных самоцентрирующих механизмах, патронах, оправках суммарную силу зажима Wcyn определяют по тем же формулам. Рис. III.25. Схе.мы клмноп.пупжерных что н для одноплунжерных меха-механпз.мов: низмов, Но в основной формуле и

а-с двухопорным плунжером и одним ЧагТНЫХ ЗНЯЧРНИЯХ 10-9 = 0

роликом; б -с консольным плунжером и о 4dHHbb\ JHdHKHdHA 1уф2 -и

одним роликом; в-с двухопорным плун- исключают, так как В ЭТОМ случзе

жером и двумя роликами; г - с консоль- •

кым плунжером и двумя роликами ВСб КОНСОЛЬНЫе ПЛунЖСрЫ, раС-

положенные вокруг многоскосого клина и равномерно нажимающие на его наклонную поверхность, при зажиме детали не оказывают давления на его горизонтальную опорную поверхность.

Следовательно, для многоплунжерного механизма с консольными плунжерами без роликов суммарная сила зажима

-П 1 - tg (а + yi) tg уз ПР ""-" tg(a-f,i)

Сила зажима каждым плунжером

где п - число плунжеров в приспособлении.

Условия самоторможения для многоплунжерных механизмов

при / = 0,1;

для механизмов без роликов а5°43; для механизмов с роликами а2°50.

Многозвенные механизмы с гидропластмассой. На рис. III.26 показано многозвенное многоплунжерное приспособление (оправка), внутренняя полость которой заполнена гидропластмассой. В отверстия корпуса / оправки вставлены плунжеры 2. При подаче сжатого воздуха в правую полость пневмопривода (на рисунке отсутствует) поршень со штоком и тягой 4, перемещаясь влево, нажимает на гидропластмассу, которая раздвигает плунжеры 2 от центра И деталь 3 зажимается. Тогда в полости с гидропластмассой многоплунжерной оправки возникает гидростатическое давление р [Па (кгс/см)], а тяга 4 и зажимные плунжеры 2 не перемещаются.

Рис. 111,26. Схема к расчету многоплунжерной оправки с гидропластмассой

Сила давления тяги 4 на гидропластмассу

На каждый плунжер 2 гидропластмасса давит с силой

Разделив формулу для определения силы W на формулу для определения силы Q, получим

Из этой формулы найдем зависимость между силами W и Q с учетом КПД

где Q - исходная сила на штоке механизированного привода,