Файл: Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей.pdf

из условия 2’ у = 0

\і _ AMMsinfi—Mcosßs —cosß) + G 6 + Q3(Cosßi + cosß2)

С учетом сил, действующих в рычагах, при окончании фиксации и при полной фиксации блока, положение фиксирующего рычага изменя­ ется; он несколько поворачивается вследствие зазора в гнезде и фик­ саторе.

Сила Q3 в запирающем рычаге возрастает более плавно, чем сила

в фиксирующем, вследствие трения блока об опору и неравномерности его поворота при фиксации.

Для обеспечения постоянства угловых положений зафиксирован­ ного шпиндельного блока должна быть строго регламентирована сила Рпр натяжения упругого звена механизма фиксации шпиндельного бло­ ка. Выполнение этого требования может быть облегченно, если упругое звено будет иметь пониженную жесткость.

Изменение натяжения Р„ѵ упругого звена вызывает некоторое сме­ щение осей шпинделей и осп зафиксированного блока. При увеличении Д ф из-за деформации элементов системы блок поворачивается в напра­ вление фиксирующего рычага, преодолевая силы трения; ось блока О смещается в направлении действия силы Q3(Oi, 0 2).

При некотором натяжении РЩі упругого звена разность сил Q3 и <Д>,

становится столь значительной, что момент, создаваемый этой разно­ стью сил, уравновешиваемый моментом от сил трения, при малейшем изменении коэффициента трения может вызвать мгновенный поворот — скачок блока, и поэтому положение блока неустойчиво. При незначи­ тельном внешнем воздействии силы трения уменьшаются и происходит скачок блока.

Силы трения поверхности блока об опору вызывают резко отличаю­ щуюся друг от друга крутильную жесткость зафиксированного блока в различных направлениях. Для трогания с места блока необходимо преодолеть момент сил трения покоя Мтрп, создаваемый предваритель­ ным натягом системы; после трогания с места блока момент сил трения падает.

При действии на блок момента /Ирез от сил резания в направлении на фиксирующий рычаг блок тронется с места при условии:

87

При действии на блок момента Л4рса. противоположного знака усло­ вие трогаиия блока с места будет:

Так как Кѵ всегда больше единицы, то выражение

Таким образом, если в первом случае Mpe:, вместе с моментом, со­ здаваемым разностью натяжения рычагов, преодолевает /Мтр.,„ то во вто­ ром случае Мрез должен преодолеть как Мтр . „ , так и момент, создавае­

мый разностью натяжения рычагов, Поэтому крутильная жесткость бло­ ка при действии момента Мѵ<}3 в направлении на фиксирующий рычаг гораздо меньше, чем в направлении на запирающий рычаг.

Можно, таким образом, резко повысить крутильную жесткость за­ фиксированного блока изменением направления Мрса. Однако это не по­ вышает точности фиксации блока п устойчивости его положения.

Важнейшим средством повышения жесткости и точности фиксации положения шпиндельного блока является уравнивание сил, действую­ щих в запирающем и фиксирующем рычагах. Этого можно достигнуть уменьшением сил трения блока об опору, например, применением раз­ грузочного временного устройства в виде упруго подвешенных роликов, на которые блок опирается в период поворота и фиксации или измене­ нием профиля кулачка привода управления (Q3 при окончании фикса­ ции >фф, затем равно).

Уравнять силы натяжения запирающего и фиксирующего рычагов можно также изменением профиля кулачка привода упругого звена сверх нормального в момент окончания фиксации, а затем уменьшения его до нормального. Тем самым после достижения определенной вели­ чины Q,|) натяжения фиксирующего рычага натяжение Q3 запирающего

рычага должно быть уменьшено до величины, близкой к <3ф. Изменение Q3 в требуемых пределах возможно только в том случае, если привод запирающего рычага несамотормозящнй.

Для уменьшения разности в силах натяжения Рпр упругого звена нужно, чтобы коэффициенты К' и К" были приближенно равны, что обеспечивается снижением силы трения в шарнирах рычагов (установка подшипников качения, увеличение угла наклона рычага и т. д.)

158

2. Д е л и т е л ь н ы е м е х а н и з м ы

Делительные механизмы используются для автоматического пово­ рота на заданный угол и фиксации достигнутого положения следующих поворотных устройств: делительных головок; позиционных столов, ав­ томатов для механической обработки, сборки и контроля и многопози­ ционных резцедержателей и револьверных головок металлорежущих автоматов. Конструкции делительных механизмов весьма разнообразны; они отличаются величиной угла поворота, точностью и надежностью фиксации, быстродействием, способностью уменьшать инерционные силы.

На рис. 33, а показана схема наиболее простого делительного ме­ ханизма, применяемого для периодического поворота на угол 30° легких механизмов, не требующих высокой точности фиксации, например, элек­ трических переключателей. На валике 1 закреплены делительный диск 2 и храповое колесо 3. На ползуне 8 смонтирована собака 7, которая под действием пружины 9 прижимается к храповому колесу. Фиксация д е ­ лительного диска в требуемом по углу положении осуществляется шариком 4, направляющимся в отверстие втулки 5 и перемещающимся пружиной 6. При поступательном перемещении ползуна собачка повора­ чивает через храповое колесо поворотный вал и связанный с ним дели­ тельный диск на требуемый угол. При этом, благодаря пологой впадине на делительном диске, шарик отжимается и в конце поворота входит в следующую впадину, фиксируя делительный диск 3.

89

Такой механизм можно применять для поворота легких частей. При значительной массе и большой скорости поворота валик 1 может пи инерции повернуться не на одно, а на несколько делений. После новоротамеханизм стопорится только шариком, входящим в пологую впа­ дину, поэтому валик в состоянии покоя не может воспринимать нагруз­ ку в виде крутящих моментов.

На рис. 33, б показана схема делительного механизма, приводимого в действие кулачками. На валике 1 закреплены делительный диск 2 и храповое колесо 3 и свободно -надет рычаг 6 . На рычаге 6 смонтирована

собачка 2, которая под депстием пружины 10 прижимается к храповому колесу. Пружина 9 возвращает рычаг 6 в исходное положение и обеспе­ чивает его плотный контакт с храповым колесом 3. Верхний конец рыча­ га 4 входит во впадину делительного диска и фиксирует угловое поло­ жение валика 1. Противоположный конец рычага оканчивается роли­ ком, который опирается на кулачок 8, закрепленный на управляющем валу 7. Делительный механизм действует следующим образом. При вращении управляющего вала 7 против часовой стрелки кулачок 8 по­

ворачивает рычаг 4 и выводит верхний его конец из впадины делитель­ ного диска. После этого второй кулачок (па схеме он не показан) воздей­ ствует на рычаг 6, который через собачку 11 поворачивает храповое ко­ лесо и связанный с кпм валик 1 на одно деление, равное углу 30°. Од­ новременно с поворотом валика 1, когда он повернется на половину полного угла (около 15°), кулачок 8 . освободит рычаг 4, н он под дейст­ вием пружины 5 прижмется к наружному диаметру делительного диска

IIбудет скользить по нему.

Вконце поворота верхний конец рычага 4 под действием пружины 5

войдет во впадину делительного диска п надежно зафиксирует валик 1 з требуемом положении. После этого рычаг 6 по соответствующей кри­ вой кулачка и под действием пружины 9 возратптся в исходное поло­ жение, а собачка 11 зайдет за следующий зуб храпового колеса. Кривые подъема кулачков рассчитываются из условия возникновения наимень­ ших инерционных сил при достаточной скорости срабатывания. Это обе­ спечивает наименьший износ и надежную работу механизма.

На рис. 33, в изображена схема с четырехпазовым мальтийским крестом для поворота на 90°. Мальтийский крест 2 закреплен на перио­ дически поворачивающемся валу I. На непрерывно вращающемся ва­ лу 5 закреплен диск 3 с поводком 4. Когда поводок находится вне ма­ льтийского креста, последний удерживается от поворота диском 3 вхо­ дящим в соответствующую выемку мальтийского креста. В момент по­ ворота, когда поводок 4 войдет в паз, выемка в диске 3 расположится против мальтийского креста и дает возможность беспрепятственно по­ вернуться. После поворота на 90° диск 3 снова войдет в выемку маль­ тийского креста и зафиксирует его положение после поворота.

Таким образом, в течении одного оборота вала 5 вал 1 будет пери­ одически поворачивается на 90°, при этом в течении 75% времени одно­ го оборота вала 5, вал / будет оставаться неподвижным. Для увеличе­ ния точности фиксации в этом типе механизмов устанавливают допол­ нительные фиксаторы.

90

На рис. 33, г изображена схема делительного механизма, в котором для поворота п фиксации использовано движение одной тяги. На вали­ ке 8 закреплен делительный диск 9, который выполняет также роль хра­ пового колеса. Требуемое положение валика 5 фиксируется рычагом 10,

ваемой пружинами 3 через колодку 2. При этом перемещении собачка

дет удерживать его от дальнейшего вращения по инерции.

После поворота на одни шаг тяга 12 начнет перемещаться обратно, при этом ползун 1, удерживаемый силами трения, первое время будет оставаться на месте. Сначала тяга 12 освободит собачку 6, которая под действием пружины 7 выйдет из паза делительного диска. Затем вмес­ те с тягой 12 начнет перемещаться ползун /, преодолевая трение в на­ правляющих. При этом перемещении верхний конец рычага войдет во впадину делительного диска и зафиксирует достигнутое положение ва­ лика 8 \ собачка 5 с пружиной 4 предохраняют делительный диск 9 от случайных поворотов в обратном направлении. Этот механизм исполь­ зуется для небольших масс с большой скоростью; для перемещения лен­ ты в считающих устройствах программного управления, и др.

На рис. 33, д изображена схема быстродействующего делительного механизма на 12 положений с одним диском п тремя собачками для пе­

риодического поворота небольших масс. На валу <5 закреплен делитель­ ный диск 2, выполняющий также функции храпового колеса. На валу 3 еще свободно насажен качающийся рычаг і,н а нижнем конце которого смонтирована собачка 6, прижимающаяся к делительному диску пру­ жиной 7. На неподвижной части около делительного диска смонтирова­ ны две собачки.

Собачка 4 с пружиной 5 удерживает диск 2 от вращения по часо­ вой стрелке. Собачка 9 с пружиной 10 удерживает диск 2 от вращения по часозон стрелке. От привода через тягу 8 при ее движении вправо рычаг 1 повернется против часовой стрелки. При этом диск 2 вращать­ ся не может; собачка 6 смонтирована на нижнем конце рычага 1, пере­ мещаясь по делительному диску 2, зайдет в его следующую впадину, а верхний конец рычага 1 выведет собачку 9 пз впадины делительного диска 2. Этим движением делительный диск подготавливается к пово­ роту.

При перемещении тяги 8 влево, собачка 6 будет поворачивать де­ лительный диск по часовой стрелке, а собачка 9, препятствующая пово­ роту диска по часовой стрелке, в начале перемещения будет выведена из паза. К концу поворота рычаг 1 отпустит собачку 9, и она под дей­ ствием пружины зайдет в следующую впадину диска и прекратит его вращение. Собачка 6 будет прижимать делительный диск к собачке 9,

91