Файл: Милевский Э.Б. Автоматизация процессов индексирования учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 83
Скачиваний: 0
После очередного поворота стол необходимо отпускать на кольце вую опору, что при наличии жесткого фиксатора достаточных размеров обеспечивает высокую жесткость стола при различных видах нагружения.
При расчете и проектировании поворотных столов с Т — образными пазами (на торцевой поверхности планшайбы) необходимо тща тельно выбирать размеры этих пазов и их расположение с целью пре дупреждения опасного ослабления планшайбы.
К. механизмам поворота и фиксирования шпиндельных блоков и по воротных столов предъявляется ряд основных требований: 1) необходи
мая точность поворота и деления на точный |
угол; 2) |
безударный пово |
||
рот и останов; 3) максимальная скорость поворота; 4) |
жесткий прижим |
|||
к основанию. |
|
|
|
перехо |
Точность и равенство углов поворота, а также безударные |
||||
ды зависят в основании от точности и надежности приводных, |
индекси |
|||
рующих и фиксирующих механизмов. |
|
|
|
|
Если обозначить через Л4кр крутящий момент, необходимый |
для ин |
|||
дексирования блока или стола, через |
Мс — момент сил сопротивления, |
|||
Л4И— момент сил инерции, а через /jcT |
и ест- — момент инерции и угло |
|||
вое ускорение индексируемого стола (блока) |
со всеми приспособлениями |
|||
и деталями, то молено записать равенство: |
|
|
|
|
Мѵѵ = Мй-\-Ми —Мс+ |
1 . Бет- |
|
|
Кроме того, для блоков с центральным приводом рабочих шпинде лей необходимо учитывать также дополнительный момент Млоп. (этот момент весьма небольшой) от вращения этих шпинделей при обкатыва нии вокруг центрального колеса:
Л4доп= (Л4шп- + Jjmn • ешп) • —“ »
Z 2
2,
Мдоп= (/'• £ +Л4Тр) • —L кГсм (10_І нм),
Z 2
где /]шп — момент инерции всех рабочих шпинделей с закрепленными на
них деталями; ЛІщп — момент сил сопротивления всех шпинделей в опорах,
Z\ и z2 — число зубьев центрального колеса и шпиндельных шестерен. Создание благоприятных условий при индексировании столов и бло ков связано с приложением силы поворота на максимальном радиусе н с уменьшением их массы и углового ускорения, причем механизм пово рота должен создавать усилия, которые разгружали бы опорные поверх
ности.
4.ПОВОРОТНЫЕ УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Вавтоматических линиях для обработки корпусных деталей приме няются поворотные устройства, которые позволяют изменять положение деталей на отдельных участках линии. Конструкция и привод поворот ного устройства должны обеспечивать совмещение времени его работы
смашинным или вспомогательным временем обработки детали.
21
Рис. 7. Конструкция барабана линии для поворота детали вокруг горизонтальной оси на 90°
Привод и управление поворотным устройством желательно осуще ствлять от имеющихся уже на линии гидропанелей, чтобы не усложнять гндросхему и блокировку ее отдельных механизмов.
В зависимости от принятой технологии обработки на линиях при меняются следующие поворотные устройства: барабаны для поворота
.вокруг горизонтальной оси (рис. 6 «а»), столы поворота вокруг верти кальной оси (рис. 6 «б»), и кантователи вокруг наклонной оси (рис. 6 «6»).
й-й
Z?1—
Рис. 8. Конструкция нормализованного поворотного стола линии для поворота изделии в горизонтальной плоскости.
На рис. 7 показана конструкция барабана для поворота детали во круг горизонтальной оси на 90°. Устройство состоит из основания 1 и поворотной части 6, на которой устанавливаются детали. Движение осу ществляется от гидроцилиндра 12, через шток рейку 11, шестерню 10, храповой механизм и шестерню 9, находящуюся в зацеплении с зубья ми 7 на поворотной части 6. При возврате штока цилиндра поворотная часть неподвижна — она индексируется фиксатором 4, который пооче редно заходит в одну из четырех втулок 5, запресованных на поворот ной части. К торцам поворотной части 6 привернуты диски 3, опираю щиеся на ролики 2. Ролики, расположенные под одним из дисков, выпол няются с ребордами, которые входят в паз на ободе диска. Так. барабан
23
фиксируется в осевом направлении. Упоры 8 определяют крайнее по ложение приводной рейки.
На рис. 8 показана конструктивная схема нормализованного пово ротного стола для поворота изделий в горизонтальной плоскости.
Привод поворота осуществляется от гидравлического цилиндра 4 через шток-рейку 9 и реечное колесо 8, связанное с поворотной платфор мой 3. Регулировка угла поворота стола производится перестановкой упоров 5. Деталь размещается на опорных планках 2 поворотной плат формы и направляющих планках 1.
М Е Х А Н И З М Ы А В Т О М А Т И Ч Е С К О Г О П О В О Р О Т А
Для осуществления периодического перемещения или поворота при способлений, револьверных головок и питателей, шпиндельных блоков, поворотных столов и стоек, столов шлифовальных, долбежных и стро гальных станков, автоматических линий применяются разнообразные устройства и механизмы, которые составляют 4 группы: механические устройства поворота (зубчатые, рычажные, кулачковые, мальтийские), гидравлические, пневматические и электромеханические.
Все эти 4 группы устройств и механизмов поворота с точки зрения индексирования могут осуществлять или постоянную скорость индекси рования или переменную.
I.МЕХАНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ПОВОРОТА
1.ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА
В з у б ч а т ы х м е х а н и з м а х п о в о р о т а ведущее звено имеет постоянную линейную или угловую скорость, однако их применение в современных автоматах ограничено из-за высоких значений угловых ус корений: поворот происходит с большими ударами и с высокими инер ционными нагрузками и напряжениями в механизмах. Поэтому зубча тые механизмы применяются в основном на тихоходных автоматах для поворота крупных узлов, т. к. их включение и выключение осуществля ется муфтой без больших инерционных усилий.
Переменная скорость поворота может быть осуществлена с приме нением дополнительного гидравлического механизма.
Зубчатые механизмы поворота встречаются четырех групп: непол
ные зубчатые колеса, получервячная пара, |
неполные |
цевочные |
колеса |
и с переключающейся муфтой (рис. 9). |
колесами |
(рис. 9, |
а) при |
а) Механизмы с неполными зубчатыми |
меняются на автоматах с небольшими скоростями рабочих и холостых ходов, а также для поворота шпиндельных блоков (при этом угол пово рота распредвала весьма маленький, что выгодно на автоматах с одним распредвалом).
б) Получервячная пара (рис. 9, б) выполняется с числом заходов равным двум, а червяк 2 выполняется с одним полувитком, заменяя вто рую половину полудиском.
24
Для прерывистого поворота червячного колеса 1 на угол ср червяк выполняется двухзаходным, т. е.
где t1— шаг червяка,
1 — шаг червячного колеса.
Рис. 9. Зубчатые механизмы поворота
При повороте червяка 2 на первые полоборота колесо 1 поворачи вается на угол ф, т. к. наклонная грань 3 червяка в это время обеспечи вает перемещение зуба колеса на шаг. При дальнейшем повороте чер вяка 2 на следующие полоборота зацепление с колесом происходит по прямой грани 4, которая фиксирует колесо 1 в неподвижном положении, чем и обеспечивается прерывность вращения колеса.
Число зубьев червячного колеса 2 следует выбирать из следующе-
го условия:
2л
Ф
Диаметр колеса D выбирается из конструктивных соображений,
после чего производится расчет параметров механизма.
п'і Механизмы с неполными цевочными колесами (рис. У, ß) при-
носу. |
25 |
|
г) Зубчатые механизмы (червячная пара) с переключающейся муф той (рис. 9, г) широко применяются для ускоренного индексирования револьверной головки автоматов фасонно-продольного точения при мед ленно вращающемся распредвале. При этом вал закручивает пружину, которая осуществляет быстрый поворот после вывода упора, стопоря щего головку. Окончание поворота наблюдается после того, как голов ка надвинется на упор.
2. РЫЧАЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА
Рычажные механизмы имеют высокий КПД, однако необеспечивают плавность поворота, уступая в этом кулачковым и мальтийским ме ханизмам.
Рычажные механизмы встречаются двух групп: рычажно-храповые и рычажно-кулисные (рис. 10).
а) Рычажно-храповые механизмы (рис. 10, а) получили распрост ранение на автоматах с одним распредвалом и большим числом рабо чих позиций, т. к. обеспечивают поворот на небольшой угол. Иная кон струкция таких механизмов применяется для поворота крупных узлов на большие углы (рис. 10, б).
Применение храпового механизма в современных средствах автома тизации весьма ограничено. Прежде всего, усложнено устройство, т. к. для обеспечения прерывистого поворота храпового колеса по стрелке В необходимо сообщать ведущему звену возвратно-поступательное движе ние, т. е. движение разных знаков.
Одним из главных недостатков этих механизмов является большой шум при работе и интенсивный износ зубьев, особенно при высоких ско ростях перемещения. Кроме того, невозможно осуществить плавную ре гулировку угла поворота храпового колеса (регулировка осуществляется только на величину, кратную шагу зубьев храпового колеса).
Расчет храпового механизма основан на определении угла фПОвпо ворота ведущего звена храпового механизма (или величины перемеще ния hneр ползушки ведущего звена), обеспечивающего необходимый угол поворота храпового колеса ср:
фпов = ср + срх,
(D
|
|
/іцер*= 2/?Sin Ч-/Гх, |
|
|
|
где |
|
R — радиус впадин храпового колеса, |
|
|
|
Фх и hx — величина углового или линейного перебега |
собачки, |
необхо |
|||
|
|
димого для западания ее в очередной паз |
колеса |
(обычно |
|
|
|
фх= 3ч-6°, hx= 0,8ч- 1,5 мм). |
|
|
|
|
б) Рычажно-кулисные механизмы применяются для поворота тяже |
||||
лых шпиндельных блоков полуавтоматов, а также иногда |
для автома |
||||
тов |
с |
одним распредвалом, вращающемся с переменной |
скоростью |
||
(рис. |
10, в). |
|
|
|
|
|
Для поворота столов значительное распространение получил криво |
шипно-кулисный механизм, изображенный на рис. 10, г, в автоматах и
26
Упороднооборошоо
пуф т ы
27
полуавтоматах, где жестко не ограничен угол поворота ведущего звена
—кривошип; ои приводится в движение зубчатой парой от однооборот ной муфты. Кулиса совершает одновременно качательное и возвратно поступательное движение.
Однако угол поворота ведущего звена весьма значителен, что огра ничивает применение рычажно-кулисного механизма. Например, для по ворота блока на 60° поводку необходимо повернуться на 240°.
3. КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА
К у л а ч к о в ы е м е х а н и з м ы (рис. |
11) обеспечивают разнооб'г |
разное и наивыгоднейшее изменение закона |
движения поворачиваемого |
узла за счет соответствующего профилирования кулачка при небольшом
Рис. II. Механизмы поворота кулачковые (а, б, в) и с муфтами обгона (г, д)
28
угле поворота распредвала. Поэтому такие механизмы широко распрост ранены в автоматах с одним распредвалом, вращающемся с постоянной скоростью.
Недостатки: низкий КПД, большие габариты и быстрый износ ку лачков. Поэтому применяются для поворота небольших узлов: револь верных головок, качающихся приспособлений, небольших столов и т. д .
Кулачковые механизмы встречаются четырех групп:
а) |
Кулачково-храповые (рис. 11, а). Так как храповые устройства |
вызывают удар при повороте, поэтому эти механизмы чаще всего приме |
|
няются для поворота небольших и легких узлов. |
Для периодического поворота карусели сборочных автоматов ис пользуют храповые механизмы двух конструктивных исполнений: с по ступательно перемещающейся осью качания собачки и с качающейся осью собачки. Наибольшее распространение получили храповые меха низмы с качающейся осью собачки, т. к. они позволяют обеспечить на правление усилия, передаваемого собачкой храповому колесу, по каса
тельной к окружности колеса на всем ходе собачки |
(рис. 12, |
ж). |
|
Угол поворота храпового колеса |
|
|
|
а = |
360° |
|
|
------ •m, |
|
|
|
|
z |
|
|
где г — число зубьев колеса |
(zm]n = 8, а , Піп = 45°), |
|
|
m — количество зубьев колеса, захватываемое |
собачкой |
при ин |
|
дексировании. |
|
|
|
Угол поворота храпового колеса |
|
|
|
ß = |
а + ß1, |
|
|
где ß1 — небольшой дополнительный угол качания рычага с собач кой, обеспечивающий перебег собачки и ее более высокую надежность западания во впадину зуба.
Радиус R расположения центра собачки
Dхр , |
dl + s |
■+ - |
|
где di — диаметр бобышки собачки;
S — зазор между бобышкой собачки и наружным диаметром колеса (обычно S = 1 + 2 мм).
Радиус храпового колеса по впадинам зубьев
где Іг — высота зуба колеса.
Размеры DXp и d\ задаются конструктивно. Высота зуба h и диаметр оси собачки do определяются из расчета на прочность.
Примечание. Для. предотвращения выхода собачки из зацепления с храповым коле сом принимают значение угла у в пределах 8-г 12°.
Угол впадины зуба храпового колеса составляет 45-р80°, а угол фі при вершине но сика собачки равен фі = 4—5°.
29
, ^ о а г
t
*>Li
ifat_ ..
^ f'
ІИ |Л»'
Qс
о«o'
Рис. 12. Кулачково-цевочные механизмы поворота
30