Величини зусиль затискання круговим ексцентриком

Розміри ексцентрика			Зусилля затискання Q у кг
Діаметр D у мм	Довжина плеча L у мм	Ексцентриситет е у мм
40	75	2	190
50	90	2,5	184
60	130	3	220
65	90	3,5	140
80	130	5	160
100	150	6	150

Зусилля затискання ексцентрикового зажима розраховується по формулі:

де: D – діаметр ексцентрика;

e – ексцентриситет, величину якого необхідно назначити з умови е ≥ 0,5 Df;

β – кут повороту ексцентрика;

α – кут підйому ексцентрика, дорівнює

φ₁ та φ₂ – кут тертя між ексцентриком та поверхнею яка затискається та тертя у цапфі (допускається приймати φ₁ = φ₂ = 5⁰43’)

Величину затискуючого ходу ексцентрика може бути підрахована по формулі:

s = e*sinβ.

Пневматичні зажимні пристрої

Переваги використання пневматичних затискуючих пристроїв (використання стиснутого повітря для приводу затискуючих та фіксуючих механізмів) полягає у наступному.

1. Зменшення часу на закріплення деталей, що особливо важливо, якщо машинний час обробки деталі незначний. Порівняльна тривалість закріплення деталей у пристосуваннях для різноманітних конструкцій затискуючих органів наведена у таблиці.

Порівняльна тривалість затискання деталей у пристосуваннях

Види затискуючих пристроїв	Тривалість затискання деталі у сек..
Плунжерний	0,6 ... 1,2
Ексцентриковий	0,6 ... 1,8
Гвинтовий з маховиком	1,2 ... 4,2
гвинтовий з використанням гайкового ключа	3 ... 12
Тиски або патрон з механічним закріпленням	6 ... 18

2. Можливість одночасного або послідовного блокування керування декількох затискуючи або фіксуючих механізмів.

3. Керування пневматичними зажимами легке і не стомлює робочого, що дозволяє збільшити продуктивність праці.

4. Можуть бути отримані великі затискуючи зусилля у відповідності з діючим зусиллям різання.

Але вартість виготовлення пневматичних пристосувань вища за звичайні.

Використання пневматичних пристосувань допустимо при наявності у цеху стиснутого повітря, яке забезпечує тиск не нижче 4 – 5 кг/см².

Залежність між об’ємами стиснутого та вільного повітря визначається формулою:

Р₁V₁ = P₂V₂

де: Р₁ – тиск у робочій порожнині привода, атм

V₁ – об’єм повітря який витрачається на один хід поршня при тиску Р₁;

P₂ – тиск повітря у зовнішньому середовищі (1 атм);

V₂ – об’єм тієї ж кількості повітря при тиску P₂ (об’єм вільного повітря).

Об’єм робочої порожнини циліндра розраховується по формулі:

V₁ =FL;

де: F – площа робочої порожнини;

L – хід штока.

На одне перемикання витрата повітря складе:

приймаючи Р₂ = 1,0 атм отримуємо:

V₂ = P₁FL

Гідравлічні затискуючи пристрої

Рідини для привода затискуючих та фіксуючих механізмів пристосувань використовуються рідше ніж повітря. Пояснюється це тим, що стиснуте повітря знаходить більш широке використання у виробничих цехах на машинобудівних підприємствах, де як правило маються компресорні установки. Для утворення тиску масла необхідно встановлювати гідравлічні насоси на верстаті, що має сенс у тих випадках, коли необхідно розвинути значні зусилля, а зовнішні розміри силових пристроїв повинні бути малими (використання пневматичних пристроїв у цьому випадку вимагає використання циліндрів великих діаметрів, в наслідок того, що тиск повітря у цехових мережах не перевищує 5 – 7 атм).

Пневмогідравлічні затискуючи пристрої

Для утворення великих зусиль у силових пристроях використовується повітря та масло. Такі пристрої звуться превмогідравлічними.

На малюнку показані поршень повітряного циліндру 1, поршень гідравлічного циліндра малого діаметру 2, який є штоком поршня пневматичного циліндру 1, поршень гідравлічного циліндра великого діаметру 3 (гідравлічний циліндр малого діаметру називають силовим, а великого діаметру – робочим), шток якого діє безпосередньо на ланки зв’язку затискую чого пристрою пристосування. Зворотній рух поршнів у початкове положення виконується пружинами.

Стиснуте повітря яке потрапляє з цехової мережі по трубопроводу 4 приводить у дію усі поршні. Після затискання встановленого у пристосування виробу сили у системі врівноважуються. Розглядаючи рівновагу жорстко зв’язаних поршнів 1 та 2, на які с правої сторони діє стиснуте повітря, а з ліва – рідина, можемо написати рівняння:

звідкіля:

;

де: р_в – тиск повітря у пневмоциліндрі;

р_г – тиск масла у гідро циліндрах;

D₁ – діаметр поршня пневмоциліндру;

d – діаметр поршня (плунжера) силового гідро циліндру.

З рівняння видно, що в результаті різниці діаметрів поршнів 1 та 2 у гідравлічній частині механізму тиск підвищується прямо пропорційно квадрату відношення цих діаметрів. Так наприклад, при D₁ = 15 см, d = 2,5 см, р_в = 4 кг/см²

тобто тиск збільшується у 36 разів.

По закону гідравліки тиск рідини передається в усі сторони рівномірно, в наслідок цього, на поршень 3 робочого гідроциліндру рідина буде тиснути з зусиллям:

Маючи на увазі що , кінцево отримаємо:

де: W – сила на штоку робочого гідроциліндру (сила затискання);

P – сила на поршні пневмоциліндру;

D та d – діаметри гідро циліндрів, які утворюють механізм підсилювання;

η – к.к.д. привода, дорівнює 0,8 ... 0,85.

Таким чином, в результаті різниці діаметрів поршнів 2 та 3 механізму підсилювача зусилля на штоку робочого гідро циліндру у порівнянні з силою на штоку пневмоциліндра збільшується прямо пропорційно квадрату відношення діаметрів цих поршнів. Так наприклад при D = 100 мм та d = 25 мм

тобто сила затискання, без урахування втрат на тертя, збільшується у 16 разів.

На підставі закону рівняння робіт виведемо рівняння для визначення шляху поршнів гідро циліндру та для підрахунку витрат стиснутого повітря:

Wl = PL або

Звідкіля

D²l = d²L; ;

Кінцево отримаємо

;

тобто, хід поршня силового гідро циліндру L у порівнянні з ходом поршня робочого гідро циліндру l збільшується прямо пропорційно квадрату відношення діаметрів цих циліндрів. При тих же розмірах циліндрів (D = 100 мм та d = 25 мм)

;

Для визначення витрат стиснутого повітря за один цикл затискання необхідно площу поршня пневмоциліндру помножити на йог хід:

Кінцево

V = 0.785D²₁L,

де: V – витрата стиснутого повітря у см².

Якщо прийняти l = 2 см, то при тих же діаметрах (D₁ = 15 см, D = 10 см та d = 2,5 см) хід поршня пневмоциліндра буде:

а витрата повітря

V = 0.785*15²*32 = 5652 см³.

В наслідок цього за кожен цикл затискання у атмосферу викидається близько 5,6 л стиснутого повітря.

Тема № 20 Розрахунок на міцність елементів пристосувань.

Діаметр бовта (шпильки) по заданому зовнішньому зусиллю визначають по формулі:

Перевірочний розрахунок на зріз виконують по формулі:

Розрахунок на міцність валів та осей з метою визначення їх розмірів можливо виконувати по формулам - при навантаженнях на згин (деталі круглого перерізу):

Розрахунок на міцність валів та осей з метою визначення їх розмірів можливо виконувати по формулам - при навантаженнях на згин (деталі кільцевого перерізу):

Розрахунок на міцність валів та осей з метою визначення їх розмірів можливо виконувати по формулам - при навантаженнях на кручення:

Розрахунок на міцність валів та осей з метою визначення їх розмірів можливо виконувати по формулам - при навантаженнях на згин з крученням (деталі круглого перерізу):

Розрахунок на міцність валів та осей з метою визначення їх розмірів можливо виконувати по формулам - при навантаженнях на згин з крученням (деталі кільцевого перерізу):

Тема № 21 Елементи складальних пристосувань. Їх структура, вимоги.

Призначення н класифікація складальних пристосувань

Складальні пристосування (СП) - пристрої, що забезпечують необхідне розташування, фіксацію та з'єднання складальних одиниць і вхідних у них деталей із заданою точністю й жорсткістю, що вимагається конструкції , що збирає. Складальні пристосування, які використовуються для складання вузлів й агрегатів літальних апаратів (ЛА), принципово відрізняються від СП загального машинобудування, що забезпечують зручність розташування деталей відносно один одного, протидія зусиллям різання з метою збереження складального положення [1,2],

Пристосування які використовуються для складання ЛА СП являють собою складну просторову конструкцію високої жорсткості - основне технологічне оснащення (ТЕ) складальних робіт. Підвищення вимог до точності зборки, необхідності підвищення продуктивності з ростом габаритів і тоннажу машин привели до ускладнення СП, перетворенню їх у складні інженерні спорудження, особливо на агрегатній і загальній (остаточної) зборці, що визначило їхні конструктивні особливості й класифікацію [3].

Складальні пристосування прийняте класифікувати по двох основних ознаках:

технологічному - залежно від призначення СП, виду виконуваних з'єднань й операцій, виду складальної одиниці;

конструктивному - залежно від конструктивно-силової схеми й інших конструктивних особливостей: стаціонарні, нероз'ємні, поворотні й т.д.

З погляду універсальності всі СП можна розділити на три категорії:

1.Універсальні (УСП), виділювані іноді в тип сборно-разборных [1]. Для складання літакових конструкцій їх майже не вдається використати;

2.Спеціальні - для складання конкретної складальної одиниці: гермокабіни, відсіку, фюзеляжу, лонжерона, остаточного складання вузла або агрегату;

3.Спеціалізовані (групові) - для складання однотипних по конструктивно-технологічним ознакам складальних одиниць; складаються майже повністю зі стандартизованих і нормалізованих елементів. Такі СП широко використаються для складання шпангоутів, нервюр і т.п.

По призначенню, залежно від виконуваних складальних робіт розрізняють :

1.Пристосування для вузлового складання, у яких роблять складання, наприклад, лонжеронів, нервюр, панелей, кермових поверхонь, засобів механізації й т.д.

2.Пристосування для агрегатного складання - стапелі для складання крила, фюзеляжу, оперення тощо, їхніх відсіків і секцій.

Як перша, так і друга групи СП можуть бути:

1.Операційними - ведеться, наприклад, комплектація вузла або агрегату, установка вхідних деталей й їхнє з'єднання засобами кріплення, свердління, герметизація, випробування й т.п. Знаходять застосування й доцільні при серійному й крупносерийном виробництві;

2.Універсальними - ведеться складання об'єкта (лонжерона, кіля, відсіку фюзеляжу й т.п.) від початку до кінця. Широко використаються при дрібносерійному виробництві.

По ознаці вузькоцільового призначення, що визначають технічні умови (ТУ) на проектування СП, виділяють :

1.Власноо складальні пристосування;

а) для складання-клепки, виконання болтових з'єднань;

б) для складання-склейки;

в) для складання-зварювання.

2.Разділочно-стиковочні стапелі (стенди).

3.Спеціалізовані:

а) для відстиковки й балансування агрегатів;

б) для відпрацьовування кінематики начіпних агрегатів;

в) нивельовочні стенди;

г) складально-монтажні (внестапельні робочі місця);

д) контрольні (контроль обводів) або контрольно-іспитові. 4.Транспортно-під’ємніі - засобу підйому виробів; рами кріплення панелей на клепальному автоматі; візка для внестапельной зборки; стикування; пристосування конвеєрних ліній і т.п.

По конструктивних й експлуатаційних ознаках, використанню СП можуть класифікуватися :

1.Сборно-разборные;

2.Нероз'ємні (зварені, клепані);

3.Стаціонарні, пересувні (переносні);

4.Поворотні;

5.Операційні й багатоопераційні;

6.Комплектувальні;

Т.Комбіновані.

Наведена класифікація говорить про різноманіття варіантів СП залежно від розв'язуваних ними технологічних завдань, що визначає їхню структуру й состав конструктивних елементів.

У виробничих умовах звичайно СП розглядають як стапельно-складальне оснащення, виділяючи:

пристосування для вузлового складання, у тому числі для складання панелей;

пристосування для складання секцій;

пристосування для складання відсіків, агрегатів;

стенди для комплектації секцій, відсіків;

стенди для стикування й відпрацьовування агрегатів;

обробні стенди;

настили до пристосувань, стапелям і стендам.

Структура й елементи складальних пристосувань

По своїй структурі, поза залежністю від розглянутих класифікаційних груп, типові СП складаються з п'яти характерних груп елементів:

1. Несучі (каркасні) - силова частина СП, що гарантує жорсткість конструкції й незмінність положення складальних баз. Несучі елементи (НЕ) або несуча система пристосувань (НСП) включають (мал. 1.1):

а) каркаси і їхні елементи - колони, стійки, балки й т.д.;

б) фундаментні плити, підстави, кронштейни сполучні й опорні тощо.

2. Фіксуючі (базові) елементи (БЕ) або базова система пристосувань (БСП, визначають положення елементів конструкції, що складають, і їхнє розташування щодо конструктивних осей виробу. У цю групу входять ложементи й рубильники, що визначають, в основному, аеродинамічні обводи об'єктів зборки; фіксатори стику, крапок навішення елементів механізації; упори й т.п.

З. Настановні елементи (УЭ) - сполучні ланки між фіксуючими й несучими елементами. У їхній состав входять стакани, вилки або заливальні елементи (ЗЭ).

4.3ажнмні елементи (ЗЭП) - забезпечують надійність фіксації встановлюваних елементів конструкції в заданому кресленням положенні.

5. Допоміжні елементи (ВЭ) - призначаються для створення нормальних умов роботи на СП і підвищення продуктивності праці. До них ставляться системи:

а) обслуговування (робітники площадки, сходи, драбини й т.п.);

б) пересування (транспортні візки, колісні опори, стрічкові конвеєри)

в) механізації (привод рухливих частин пристосувань, спецустановки для свердління й клепки: СЗУ, пневмоскобы, СПА тощо.);

г) електропостачання - електропривод, пневмо-гідромагістралі, по яких подається енергія;

д) контролю правильності положення контуру й роз’ємно - реперні, кондуктори КФО, эквидистантні шаблони тощо.;

е) зберігання - оргоснастка, стелажі, спецплощадки тощо.

Каркаси не мають безпосереднього контакту з елементами які складають складальної одиниці. Це дає можливість для розширення уніфікації й стандартизації. Вони характеризують конструктивну схему СП, що визначається составом елементів каркаса і їхнім компонуванням. Конструктивні й компоновочные схеми СП, елементи їхньої конструкції представлені на мал. 19.2