Элементарные зажимные механизмы.

Рычажные элементарные зажимные механизмы.

Преимущества: простота конструкции, значительный выигрыш в силе или в перемещениях, постоянство силы закрепления, которая не зависит от размеров заготовки, возможность закрепить заготовку в труднодоступном месте, технологичность, удобство в наладке, надежность.

Недостатки: сосредоточенный характер сил, несамотормозящие.

Рис.11.

l=l₁

Для первого случая:

Ql = W(l+l₁)

W = Q/2

Для второго случая:

Ql = Wl₁

Q = W

Для третьего случая:

Wl = Q(l+l₁)

W = 2Q – выигрыш в силе в два раза.

При правильно выбранной схеме закрепления и правильно выбранных плечах рычажный механизм является усилителем.

Клиновые и клино-плунжерные элементарные зажимные механизмы.

Преимущества: самотормозящие (кроме механизмов с роликами), компактность конструкции, удобство в наладке и эксплуатации, постоянство сил закрепления, которые не зависят от допуска на размер заготовки.

Недостатки: сосредоточенный характер сил закрепления, низкая надежность, которая зависит от характера клинового сопряжения, формы поперечного сечения плунжеров и пазов под плунжеры и защищенности механизма от стружки.

Детали клиновых и клино-плунжерных механизмов.

1. Клин, к которому приложено исходное усилие Q.

2. Плунжеры (кулачки), развивающие силу закрепления W.

3. Корпус с пазами, в которых перемещается клин и плунжеры.

4. Опорные ролики, если они предусмотрены конструкцией.

Важнейшим конструктивным элементом клинового (клино-плунжерного) соединения является угол скоса клина α. С уменьшением угла скоса увеличивается выигрыш в силе? Но увеличивается проигрыш в перемещении.

i_c = W/Q.

В механизмах без роликов для обеспечения надежного самоторможения рекомендуется угол α ≤ 5°30’.

В механизмах с роликами α > 10°.

Клиновой ЭЗМ с трением скольжения на наклонной и горизонтальной поверхности.

Рис.12.

Q = F + F₁

F₁ = Wtgφ₁

F = Wtg(α + φ)

i_c = 1/ (tg(α + φ) + tgφ₁)

Клиновой элементарный зажимной механизм с трением скольжения на горизонтальной плоскости и трением качения на наклонной плоскости.

Рис.13.

Клино-плунжерный элементарный зажимной механизм.

Рис.14. Клино-плунжерный ЭЗМ с двухопорным плунжером.

Винтовые ЭЗМ.

Преимущества: Простота конструкции, высокая ремонтопригодность, широкое использование стандартизованных деталей, большой ход нажимного винта (гайки), самоторможение.

Недостатки: Сосредоточенный характер сил закрепления, сравнительно большое время срабатывания, нестабильность сил закрепления.

Детали винтовых ЭЗМ:

-нажимные винты

-переходные втулки для нажимных винтов

-шайбы

-прихваты

-планки

-опоры

-пяты.

Рис.15a.

Заготовку закрепляют непосредственно винтом (гайкой) или с помощью прихватов и планок. Применение прихватов позволяет получить выигрыш в силе или перемещении. Применение откидных и съемных планок, быстросменных шайб уменьшает вспомогательное время. Пяты служат для защиты поверхности заготовок от вмятин. Переходные втулки для зажимных винтов повышает ремонтопригодность. Рукоятки и головки винтовых зажимных механизмов выбирают с учетом требований эргономики по моменту нормирования (короче, исходя из удобства для рабочего).

Предпочтительна метрическая резьба, имеющая высокий приведенные коэффициент трения, и поэтому надежная от самоотвинчивания. Резьбы с крупным шагом позволяют быстрее закрепить заготовку. Резьбы с мелким шагом более надежны при обработке заготовок.

Средний радиус резьбы r_cр, l – вылет ключа, α – угол наклона резьбы, φ₁ – угол трения в винтовой паре.

Q*l = W * r_cp * tg(α + φ₁)

Если рабочая поверхность нажимного винта плоская, то коэффициент трения равен

М_тт = 1/3 WfD

Если поверхность кольцевая, то М_тт = 2/3 Wf((R³-r³)/(R²-r²)).

Рис.15б.

Расчет элементарных зажимных механизмов.

1. Сила закрепления заготовки считается известной из расчетов режимов резания и уравнения равновесия заготовки под действием приложенных сил.

2. Пользуясь справочными данными о силе закрепления заготовки, выбирают диаметр и шаг резьбы, а также возникающее в материале винта напряжение растяжения.

3. По известным диаметру и шагу резьбы вычисляют приведенный угол трения в резьбе φ₁ = arctg(0.1/cos30°) и угол подъема резьбы α = arctg(P/πd_cp), где Р – шаг резьбы.

4. Исходя из условия закрепления заготовки, выбирают конец зажимного винта или торец гайки.

5. По известному диаметру и шагу резьбы выбирают по справочнику выбирают винт (гайку).

6. Вычисляют момент, который нужно приложить для создания силы закрепления W.

7. По рассчитанному моменту проверяют головку стандартного зажимного винта на соответствие требованиям эргономики (усилие на конце рукоятки не должно превышать 10-15 кг, или смотрим по табличкам, где нарисованы формы головок винтов, размеры резьбы и моменты на рукоятке). Должно соблюдаться условие М_р <= М_эр (момент расчетный меньше либо равен моменту эргономическому). В противном случае следует использовать нажимные винты с шестигранной головкой, с шестигранным углублением под ключ и стандартные шестигранные гайки.