Эксцентриковые механизмы

Тема 6. РАСЧЕТ ЗАЖИМНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Преимущества: простота и компактность конструкции; широкое использование стандартизованных деталей; удобство в наладке; возможность получать сравнительно большие силы закрепления заготовок при небольшой силе на привод^*1; способность к самоторможению; быстродействие (время срабатывания около 0,04 мин). Недостатки: сосредоточенный характер сил, что позволяет применять эксцентриковые ЭЗМ для закрепления нежестких заготовок; силы закрепления круглыми эксцентриковыми кулачками нестабильные и существенно зависят от размеров заготовок; пониженная надежность в связи с интенсивным изнашиванием эксцентриковых кулачков.

Эксцентриковые ЭЗМ применяют в универсальных, специализированных и специальных СП к металлорежущим станкам практически всех групп. Детали эксцентриковых ЭЗМ — эксцентриковые кулачки, опоры под эксцентриковый кулачки, цапфы, рукоятки. Различают три типа эксцентриковых кулачков: круглые с цилиндрической рабочей поверхностью, реальная ось вращения которой имеет эксцентриситет с осью симметрии; криволинейные, рабочие поверхности которых очерчены по спирали Архимеда (реже — по эвольвенте или по логарифмической спирали), что обеспечивает стабильную силу закрепления заготовок; торцовые.

Расчет ЭЗМ с эксцентриковым круглым кулачком (ГОСТ 9061-68):

1. Исходные данные припроектировании: d — допуск на размер заготовки (чертеж), мм; Р₃ — сила за крепления заготовки, Н; тип привода.

2. Определяют ход h_k эксцентрикового кулачка, мм. Если угол у поворота эксцентрикового кулачка не имеет ограничении (g£130°), то h_k = d+D_гар+Р_з/J+Dh_k, где D_гар = 0,2 ¸ 0,4 мм — гарантированный зазор для удобной установки заготовки; J = 9800 ¸ 19600 кН/м — жесткость эксцентрикового ЭЗМ; Dh_k = 0,4 ¸ 0,6 мм — запас хода, учитывающий износ и погрешности изготовления эксцентрикового кулачка. Если угол у поворота эксцентрикового кулачка ограничен (g£60°), от h_k = d+D_гар+Р_з/J.

3. Пользуясь табл. 10, подбирают стандартный эксцентриковый кулачок. При этом должны соблюдаться условия: Р_з £ P_max и h_к £ h_{к табл} (размеры, материал, термическая обработка и другие технические условия см. ГОСТ 9061 —68*. Проверять стандартный эксцентриковый кулачок на прочность нет необходимости).

4. Определяют длину рукоятки эксцентрикового механизма: L 5Значения M_max и _{Рз таб} см. табл. 10. При немеханизированном приводе рекомендуются F£196 H и 80£ L £320 мм. При механизированном приводе F — сила на приводе и L £100 мм.

Пример 1. Допуск 6=0,3 мм, сила закреплении заготовки Р₃ = 2940 Н, угол g не ограничен, привод немеханизированный; 2 Принимаем D_гар = 0,3 мм; J = = 14700 кН/м; Dh_k = 0,5 мм. Тогда h_к = 0,3 + 0,3 + 2040/14700+ 0,5= 1,3 мм; 3. По табл 10 выбираем эксцентриковый кулачок, например, 7013-0173 (ГОСТ 9061— 68*), диаметром D = 40 мм.; 4. L³15000×2940/(196×3700) = 60 мм; принимаем L = 80 мм.

Для определения угла g поворота эксцентрикового круглого кулачка следует выполнить геометрические построении (рис 3). Из центра С проводят окружность диаметром D (в примере D = 40 мм) Точку C₁ откладывают на расстоянии е от точки С (в примере эксцентриситет ^*1 — e= 2 мм). Из центра С₁ проводят дугу радиусом r =D/2–c+ h_К (в примере r = 19,3 мм). Находят точку С₀, пересечения окружности диаметром D и дуги радиусом r. Определяют искомый угол g (в примере g = 76⁰).

Расчет ЭЗМ с нестандартным круглым эксцентриковым кулачком (рис. 4, а). 1. Исходные данные, как к предыдущем расчете. Кроме того, задан угол g поворота эксцентрикового кулачка от начального положения.

2. Определяют эксцентриситет е.

Если угол поворота не имеет ограничения (g£130⁰), то e=0,5(d+D_Гар+ +Р_э/J+Dh_к). Если угол поворота ограничен(g£60⁰), то e= (d+D_Гар+Р_э/J)1(1- cos g). Значения D_Гар; J; Dh_к —как в предыдущем случае.

3. Вычисляют диаметр d_ц цапфы из условия прочности на смятие. Если Р_э в Н, то .

4. Наружный диаметр эксцентрикового кулачка D³2(e+1,2d_ц).

5. Проверяют эксцентриковый кулачек на самоторможение. Должно соблюдаться условие D³16e.

6. Вычисляют ширину В эксцентрикового кулачка. Если Р_э в Н, то В= +0,037 Р_э/D. Если расчетное B< d_ц? принимают B=d_ц.

7. Момент на рукоятке эксцентрикового кулачка M=2eP_э.

8. Момент на рукоятке эксцентрикового кулачка L³M/F; при немеханизированном приводе рекомендуется F=196 H; 80£L£320 мм. При механизированном приводе F – сила на приводе; L£100 мм.

9. Материал эксцентрикового кулачка – сталь 20Х. Твердость HRC_э 56-61; ответственные поверхности цементируются на глубину 0,8 – 1,2 мм. Остальные – по аналогии с техническими условиями ГОСТ 9061-68.