Сила на оси штока

Q=.ir[tg(a+cp0 + tgcp2]r

Здесь Q - сила на штоке поршня лневмоцилиндра; h - расстояние между осью поворота и осью закрепления эксцентрика на штоке; а - угол подъема кривой эксцентрика; ф1 - угол трения между эксцентриком и рычагом; ф2 - угол трения на оси эксцентрика (принимают ф1 = ф2 = 5°43); tgф2=/2 = 0,l - коэффициент трения на оси эксцентрика; tgфl - коэффициент трения на наружной поверхности эксцентрика; г - расстояние от оси вращения эксцентрика до точки соприкосновения его с рычагом: h и / - длины плеч рычага; ri = 0,9 - коэффициент, учитывающий потери на трение в уплотнениях поршня и штока.

§ !3!.3. Механизмы-усилители зажимных устройств приспособлений

Механизмы-усилители служат для повышения величины исходной силы механизированного привода, передаваемой зажимным устройствам приспособлений для зажима деталей. Они являются промежуточным звеном, связывающим привод с зажимным устройством приспособления, и применяются, когда для зажима обрабатываемой детали в приспособлении требуется большая сила, чем исходная сила механизированного привода.

По принципу действия механизмы-усилители станочных приспособлений разделяют на рычажные, клиновые, шарнирно-рычажные, плунжерно-клиновые, винтовые и комбинированные. Все они представляют собой сочетание ряда элементарных механизмов.

Величинами, характеризующими работу механизмов-усилителей, являются передаточное отношение сил и передаточное отношение гп перемещений точек приложения сил.

Передаточное отношение ic представляет собой отношение силы зажима 1Л7 детали в приспособлении к исходной силе Q привода:

откуда

Передаточное отношение гп представляет собой отношение перемещения S2 точки приложения силы зажима W к перемещению sj точки приложения исходной силы привода Q:

откуда

п - 21

В комбинированных механизмах-усилителях, состоящих из сочетания элементарных механизмов, передаточные отношения ic п

представляют собой произведение передаточных отношений отдельных механизмов:

4= 4l Wc3c4 • • • 4n> nln2n3ii4 • • • ип>

где id, ten - передаточные отношения сил каждого простого механизма; iai, ian - передаточные отношения перемещений каждого простого механизма, входящего в комбинированный механизм-усилитель.

Сила зажима детали в приспособлении с комбинированным механизмом-усилителем

Рис. III. 14. Рычажные механизмы- Рис. III. 15. Схема однорычажного усилители с рычагом первого рода (а) шарнирного механизма-усилителя од-и рычагом второго рода (б) иостороннего действия

где Q - исходная сила привода.

Рычажные механизмы-усилители. Рассмотрим две схемы рычажных усилителей (рис. П1.14, а, б).

Увеличение исходной силы Q привода рычажными усилителями зависит от соотношения длин плеч рычагов.

Сила зажима детали с рычагом-усилителем первого рода (рис. П1.14, а)

W=Q{alb).

Сила зажима W детали с рычагом-усилителем второго рода (рис. П1.14, б)

где W -сила зажима детали в приспособлении, Н(кгс); Q -сила на штоке привода, И (кгс); а и b - длины плеч рычагов.

В приведенных формулах член при Q является передаточным отношением ic сил.

Рычажные механизмы-усилители с рычагами первого и второго рода, размеры которых ограничены габаритами приспособления, увеличивают исходную силу привода в 2-3 раза.

Однорычажные шарнирные механизмы-усилители. На рис. П1.15 показана схема однорычажного шарнирного механизма-усилителя одностороннего действия в виде рычага / с роликом 2. Исходная сила Q, развиваемая механизированным приводом 4, через шток 3 и ролик 2 передается на рычаг /, связанный осью с роликом 2. От ролика 2 действует сила реакции N = W.

Равнодействующей сил Q и N является сила R, действующая вдоль оси рычага 1. Эта сила R, приложенная на конце рычага 1 в точке С, раскладывается на две силы W и Q. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра 4 шток 3 перемещает нижний конец рычага / с роликом 2 вправо, а его верхний конец поворачивает рычаг 7 около неподвижной опоры 6 и левый конец рычага зажимает обрабатываемую деталь 5.

Сила заж;има детали, развиваемая таким механизмом-усилителем (рис. П1.15),

r = Q/[tg(a + S) + tgcp2„p]. V

Двухрычажные шарнирные механизмы-усилители. На рис. П1.16, а показаны шарнирный, а на рис. П1.16, б - шарнирно-плун-жерный двухрычажные механизмы-усилители одностороннего действия.

Сила Q, развиваемая пневмоцилиндром 4, через шток 3 передается рычагам 1 н 2, являющимися механизмами-усилителями одностороннего действия. При подаче слсатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра 4 поршень 5 со штоком 3 перемещается вправо и шток поворачивает рычаги 1 и 2, приближая их к вертикальному положению. При этом рычаг 1, шарнирно связанный с рычагом 8, поворачивает его около неподвижной опоры 7 и левый конец рычага 8 зажимает обрабатываемую деталь 6.

Сила зажима, развиваемая двухрычажным шарнирным усилителем одностороннего действия (рис. П1.16, а),

U/=Q/[2tg(a + P)].

В двухрычажном шарнирно-плунжерном механизме-усилителе одностороннего действия с плунжером 9 (рис. HI.16, б) учитываются трение в шарнирах и трение на плунжере, и сила зажима его

--tg<p3„p .

2 Ltg(a + ?)

На рис. III.16, в показан шарнирный, а на рис. III.16, г - шар-нирно-Плунж;ерный двухрычажные механизмы-усилители двустороннего действия, являющиеся как бы сдвоенными однорычажны-ми механизмами-усилителями.

При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра 4 поршень 5 со штоком 3 перемещается вправо й шток поворачи-

вает рычаги / и 2, приближая их к вертикальному положению. При этом рычаги / и 2 поворачивают рычаги 8 около неподвижных опор и последние зажимают деталь 6.

Су.ммарная сила зажима, развиваемая двухрычажным шарнирным механическим усилителем двустороннего действия (рис. III.16, б),

Сум •

На рис. III.16, г показан двухрычажный шарнирно-плунжерный механический усилитель двустороннего действия. При подаче сжа-

Рис. III.16. Схемы двухрычажных шарнирных механизмов-усилителей:

а, б -одностороннею действия; в, г - двустороннего действия

того воздуха в левую полость пневмоцилиндра 4 поршень 5 со штоком 3 перемещается вправо и шток через рычаги 1 и 2 перемещает плунжеры 9 от центра на зажим детали.

Суммарная сила зажима, развиваемая механизмом.

lcyM = Q

Lfg(ct + P)

-tg?3„r

в формулах для определения W и Wcyu для однорычажных и двухрычажных механизмов (см. рис. III.1.5 и III.16, а-г) принято: W - сила зажима, Н(кгс); Q -исходная сила на штоке механизированного привода, Н(кгс); а = 5-т-40 - угол наклона рычага, град;

-дополнительный угол к углу наклона а, учитывающий потери на трение скольжения в шарнирах рычага, град; р = = arcsin/(rf/L); fO,l - коэффициент трения скольжения на оси ролика и в шарнирах рычага; d - диаметр осей шарниров и отверстия ролика, мм; D -наружный диаметр опорного ролика, мм; d/D = Q,5; L - расстояние между осями отверстий рычага, мм; rf/L = 0,2; tg92np--приведенный коэффициент трения качения, учитывающий потери на трение в роликовой опоре, ig(f2i!p{dlD); tg92 = 0,l - коэффициент трения скольжения на опоре ролика; ?Фзпр -приведенный коэффициент трения, учитывающий потери на трение в консольном (перекошенном) плунжере, tg93np = =tg(p3{3tfa); tg фа -коэффициент трения скольжения в двухопор-ном (неперекошенном) плунжере; а - длина направляющей втулки плунжера, мм; / - расстояние между осью шарнира и серединой направляющей втулки плунжера (см. рис. III.16, б, г), мм. При i/a = 0,7 tg93 = 0,l; tg93np = 0,21.

Перемещение по вертикали точки С приложения силы зажима W на верхнем конце рычага / (см. рис. III.15) называют запасом хода однорычажного механизма-усилителя одностороннего действия и определяют по формуле

S2=L{1 - со«а).

Перемещение по горизонтали точки А приложения исходной силы Q на нижнем конце рычага определяют из треугольника ABC (см. рис. III.15):

Si = L sin а.

Передаточное отношение перемещений точек С и А приложения n=S2/Si = [ (1 - С06 a)]l{L sin a)=tg(a/2).

Запас хода $2 двухрычажного механизма-усилителя одностороннего действия (см. рис. III.16, а, б), т. е. перемещение верхнего конца рычага / по вертикали, в 2 раза больше, чем перемещение вер.хнего конца рычага / (см. рис. III.15) однорычажного механизма-усилителя одностороннего действия. Это следует из того, что при наличии неподвижной опоры в точке В (см. рис. III.16, а) точка С перемещается не только в результате спрямления рычагов, но и за счет смещения вверх точки Л.

Запас хода

S2=2Z.(1 - cos а).

Рычажные шарнирные механизмы-усилители с пневмоприводом. На рис. III.17, а дана схема пневматического зажима с комбинированным усилителем, состоящего из однорычажного механизма-уси-

лителя с роликом и двуплечего рычага. На левом конце штока 2 на оси установлены ролик и нижний конец однорычажного шарнирного механизма-усилителя 3, который верхним концом шарнирно связан с двуплечим рычагом 4.

При подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость поршень 1 со -штоком 2 перемещается влево и через однорычажный шарнирный механизм-усилитель 3 перемещает горизонтальное плечо рычага 4 вверх, а вертикальное плечо рычага 4 перемещает ползун 5 вправо и зажимает деталь 6. Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень / со штоком 2 перемещается вправо и механизм 3 через рычаг 4 отводит ползун 5 влево и деталь 6 разжимается.

На рис. III.17, б дана схема пневматического зажима с комбинированным усилителем, состоящего из однорычажного шарнирного механизма-усилителя 3 с роликом и двуплечего рычага 4. На левом вильчатом конце штока 2 на оси установ- лены ролик и нижний конец механизма-усилителя 3, последний верхним концом шарнирно связан с двуплечим рычагом 4. При подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость пневмоцилиндра поршень / со штоком 2 перемещается влево и через однорычажный шарнирный механизм-усилитель 3 поднимает правое плечо рычага 4, а левое плечо 4, опускаясь, зажилает деталь 5. Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень / со штоком 2 перемещается вправо, рычаг 4 поднимается и происходит разжим детали 5.

Сила зажима детали и осевая сила на штоке цилиндра (рис. III.17, а, б):

W=Q--;

[tg(a + P)+ tg<fW)]

Q = [tg (а -f Р) + tg ср id ID)] [III,). 1/Л;

Q=l,[tg(a-fP)-ftgcp(«r/Z:>)].

Рис. III. 17. Конструктивные схемы рычажных шарнирных усилителей зажимных устройств с пневмоприводом