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

эллиптических колес. Изменение длины кривошипа в процессе работы мальтийского механизма при равномерном вращении кривошипа позво­ ляет получить требуемый закон движения креста (14, д).

шейными динамическими характеристиками

На рис. !5, а показана конструкция привода мальтийского механиз­ ма многошпиндельного токарного автомата «Шютте» с переменной дли­ ной плеча кривошипа, получаемой за счет перемещения корпуса / кри­ вошипа в радиальном направлении. Для этой цели часть корпуса 1 вы­ полнена в виде рамки, охватывающей своими рабочими поверхностями

46

прямоугольный направляющий выступ зубчатого колеса 2; последний получает движение от колеса 3, закрепленного на распределительном валу 4. В корпусе I закреплены оси роликов 5 и 6, находящихся а кен-

Рнс. 15. Конструкция привода мальтийского механизма многошпнндельного автомата

такте с неподвижно закрепленным кулачком 7. Кулачок 7 имеет две ра­ бочие поверхности для работы с каждым из роликов 5 и 6. На рис. 15, б отдельно показаны корпус кривошипа 1 вместе с зубчатым колесом 2, а на рпс. 15, в кулачок 7. При вращении зубчатого колеса 2 корпус криво­ шипа 1 перемещается радиально.

Динамику мальтийского механизма можно также улучшить следую­ щим образом. К кривошипу 4 (рис. 13, е) шарнирно присоединяют до­ полнительное звено 3, на конце которого находится ролик, передающий

47

движение кресту 5. Это звено жестко связано с сателлитом 3' планетар­ ной передачи. Звено 3 получает вращение с помощью зубчатых колес 1, 2 и 3'. Привод движения дополнительного звена может быть осуществ­ лен также при помощи планетарной зубчатой передачи с внутренним зацеплением.

При постоянной угловой скорости кривошипа ось ролика, закреплен­ ная на дополнительном звене, имеет переменную скорость; расстояние между осью ролика и осью вращения кривошипа в процессе поворота креста меняется. Все это позволяет значительно снизить инерционные нагрузки. Существенными недостатками этих механизмов являются сложность II недостаточная жесткость конструкции.

Изменение законов движения мальтийского креста может быть до­ стигнуто заменой прямолинейных пазов к р и в о л и н е й н ы м и .

Можно выполнить криволинейные пазы так (рис. 13, ж), чтобы одни и те же участки пазов осуществляли разгон и торможение (различными рабочими поверхностями). Такими пазами нельзя осуществить симмет­ ричный закон движения. В положении кривошипа на линии, соединяю­ щей оси поворота кривошипа и креста, отношение угловых скоростей мк и (Ор определяется только длиной кривошипа и расстоянием между осями. Применяя криволинейные пазы, можно изменить отношение углов по­ ворота кривошипа, соответствующих ускорению и торможению; можно снизить инерционные нагрузки при разгоне за счет их увеличения при торможении и, учитывая влияние сил трения, можно снизить результи­ рующие нагрузки, действующие в механизме.

Можно так выполнить профиль криволинейных пазов, чтобы получить необходимый угол выстоя креста, соответствующий обычному кресту с меньшим числом прямолинейных радиальных пазов, а кинематические и динамические характеристики близки к характеристикам креста с боль­ шим числом прямолинейных радиальных пазов. Увеличение угла выстоя достигается тем, что на участке А—Б профиль оси паза очерчен по ду­

закон движения креста; дуга А — £ и кривая Б — Д плавно сопрягают­ ся, так что в переходной точке они имеют общую касательную.

Можно выполнить криволинейные пазы таким образом, чтобы разгон и торможение креста осуществлялись различными участками паза. При этом пазы получаются петлеобразными, и ролик кривошипа, пойдя в один конец паза, выходит из другого (рис. 13, з).

Профиль паза для получения требуемого закона движения может быть построен методом обращения движения. При профилировании паза креста необходимо обеспечить условие иезаклнннваипя механизма.

Из всех рассмотренных способов улучшения динамических характе­ ристик мальтийских механизмов с внешним зацеплением простейшим яв­ ляется увеличение числа пазов. Его следует рекомендовать в тех случаяхгде это возможно.

48

fi. МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СТАНКАХ

В станках-автоматах и полуавтоматах широко применяют различ­ ные механизмы периодического поворота с последующей фиксацией поло­ жения поворачиваемых узлов.

К таким узлам относятся: 1. шпиндельные барабаны, на вращаю­ щихся шпинделях которых закреплены обрабатываемые детали; 2. по­ зиционные столы для периодического подвода закрепленных на них за­ готовок к различным инструментам; 3. револьверные головки для поо­ чередного подвода инструмента к обрабатываемой детали.

Важнейшими требованиями к поворотным и фиксирующим меха­ низмам являются точность и жесткость фиксации поворачиваемого уз­ ла, а также поворот на требуемый угол в минимальное время при воз­ можно меньших динамических нагрузках. В некоторых случаях предъ­

вращении кривошипа 1 кулиса 3 совершает сложное движниее, во вре­ мя которого вилка кулисы захватывает, а затем увлекает за собой па­ лец 2 стола 4; после поворота стола на некоторый угол вилка остав­

наивыгоднейшие законы движения. На рис. 16, е показан кулачковый механизм поворота шпиндельного барабана токарного автомата. Дис­ ковый кулачок 6 поворачивает зубчатый сектор 5, который передает движение через зубчатые колеса 8 и 9 шпиндельному барабану. После

На рис. 16, б показан механизм периодического поворота колеса 10 при непрерывном вращении кулачка 12. В качестве роликов 11 приме­ няют шариковые подшипники, которые при замыкании кулачковой па­ ры вследствие натяга обеспечивают точную фиксацию положения ведо­ мого колеса 10. Такие механизмы могут работать при числах оборотов кулачка до 2000 в минуту.

На рис. 16, в показан ц е в о ч н ы й м е х а н и з м п о в о р о т а . На диске 13 равномерно по окружности закреплены цевки 14. Штриховой линией показано положение рычага 15 до начала поворота. При посту­ пательном движении рычага 15 в направлении стрелки одна из цевок упирается в неподвижный рычаг 15, и тогда происходит поворот диска 13 относительно своей оси; когда будет достигнут требуемый угол пово­ рота, произойдет фиксация углового положения диска 13 специальным устройством. Вследствие наличия второго плеча рычага 15 исключена возможность чрезмерно большого поворота диска 13. Такие цевочные

механизмы применяют Дипп поворота револьверных головок, имеющих, сравнительно небольшой момент инерции.

Рис. 16. Механизмы попорота в автоматизированных станках

На рис. 16, д показан механизм периодического поворота стола 16 при помощи ч е р в я ч н о й п е р е д а ч и 17, получающей вращение при включении в определенный момент времени муфты 18. Такой привод применяют при небольшой скорости поворота, когда динамические на­ грузки сравнительно невелики.

50

Крутящий момент, идущий на поворот стола, может также созда­ ваться пружиной кручения. На рис. 16, г показана схема такого меха­ низма. После отвода упора 20 деталь с выступами поворачивается пру­ жиной 19 до встречи с упором 20, подведенным к этому моменту време­ ни. По этой схеме выполнен механизм поворота револьверной головки токарного автомата мод 1125 (рис. 16, е).

И. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ПОВОРОТА

Г и д р а в л и ч е с к и е м е х а н и з м ы применяются как для осуще­ ствления периодического поворота, так и периодического возвратно-по­ ступательного перемещения (рис. 17, а). Такие механизмы позволяют

Рис. 17. Схемы гидравлических, пневматических и электромеханических механизмов поворота

ворота или перемещения в широких пределах, смягчают ударные на­ грузки на механизмы.

Гидромоторы могут осуществить прерывистый поворот с большой частотой включений, но они весьма сложны и отличаются малой надеж­ ностью. С гндроцилиндрамп чаще всего встречаются поворотные сто­ лы. Максимальное упрощение конструкции подобных столов возможно в агрегатных станках с гидравлическими силовыми головками; масло

заклинивая собачку предупреждает перебег стола. При возврате рыча­ га 6 с собачкой 7 (при остановке стола), когда шток-рейка 2 отходит на­ зад, стол 4 с помощью второго пневмоили гидроцилиндра 1 зажимает­ ся планкой 2.

Рис. 18. Гидропривод с рычажно-храповым механизмом поворота стола

Для пневмоили гидроцилнндров 6 с механизмом с расцепляющи­ мися реечным колесом и штоком-рейкой (рис. 19) при движении влево штока-рейки 5 поворачивается зубчатое колесо 4 и сцепленные с ним

Рис. 19. Пневмоили гидроприводы поворота столов с расцепляющимися реечным коле­ сом и штоком-реігкоіі

53

зубчатые колеса 3 и 10. В свою очередь, колесо 3 сцеплено с рейкой, на­ резанной на пальце-фиксаторе 2. и выводит последний из гнезда 1 стола. Колесо 10, сцепленное с рейкой ползуном 8, который перемещается по не­ подвижной направляющей штанге 7 (она несет вилку И), перемещает зубчатое колесо 12 (вилка И входит в кольцевой паз ступицы колеса 12) вдоль шлицевого вала 9. Вал 9 непосредственно связан со столом 1 и вводит колесо 12 в зацепление со штоком-рейкой 13. Стол поворачивает­ ся при перемещении штока-рейки 13 от поршневого двигателя 14.

III. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ПОВОРОТА

П н е в м а т и ч е с к и е м е х а н и з м ы п о в о р о т а (рис. 17,6) по­ лучили распространение для немеханических и сборочных автоматов, а также начали они применяться для автоматизации таких универсальных станков, как фрезерных, сверлильных, резьбонарезных, сварочных, сбо­ рочных и агрегатных станков.

Пневматические механизмы поворота правильнее было бы называть пневмомеханические, т. к. они чаще всего применяются в сочетании с мальтийским или рычажно-храповым механизмами.

Из всех поворотных механизмов наиболее простыми являются пнев­ матические. однако нм присуще все те недостатки, которые свойственны пневматическим устройствам: невозможность осуществления регулирова­ ния плавного поворота, значительные габаритные размеры (при необхо­ димости создания больших усилий), чувствительность механизмов к ко­ лебаниям давления и влажности в воздушной магистрали, невысокая надежность.

К недостаткам пневмоприводов следует отнести также сильные уда­ ры при фиксации, что понижает точность деления. С целью компенса­ ции этого недостатка предусматривают устройство торможения штока в конце хода.

Неоспоримыми преимуществами пневмоповоротных механизмов яв­ ляются быстрота действия поворота, использование недорогого и рас­ пространенного вида энергии — сжатого воздуха, а также удобство регу­ лирования усилия поворота.

Учитывая достоинства и недостатки пневмоприводов поворотные ме­ ханизмы чаще используются в приспособлениях для универсальных стан­ ков II реже — для поворота небольших столов в стандартных узлах аг­ регатных станков и автоматических линиях. В этих случаях часто пре­ дусматривается применение также и гидропривода.

Наряду с глдроповоротными механизмами широкое распростране­ ние получили пиевмогидравлнческие механизмы поворота благодаря ря­ ду своих достоинств: позволяют передавать большие усилия и мощность силовыми устройствами меньших габаритов, обеспечивают более быст­ рый поворот узлов, а также позволяют обходиться без магистрали сжа­ того масла.

54