4.Захватные органы (1171737), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Электромагнитный захват.

Применение электромагнитных захватных органов в средствах автоматизации кузнечно-штамповочного производства весьма ограничено, что объясняется их сравнительно большими габаритными размерами, шумом, возникающим при соприкосновении заготовки с захватом, сложностью встраивания в механизм и др. Однако в некоторых случаях они находят широкое применение, например при механизации процесса уборки стальных отходов, для захвата тонких штучных заготовок сложной конфигурации и т. д.

Клиновой захватный орган.

Характерной особенностью клинового захватного органа является то, что процесс захвата заготовки в них осуществляется за счет самозаклинивания.

Рис. 6. Разновидности клиновых захватных органов: а – роликовый; б – шариковый; в- цанговый; г - эксцентриковый; А - направление движение материала; Б - движение подвижной каретке; В- заготовка.

В средствах автоматизации кузнечно-штамповочного производства используются различные разновидности клинового захвата (рис. 6): роликовый и эксцентриковый преимущественно для ленты, а шариковый и цанговый для проволоки.

Рис. 7. Конструктивная (а) и расчетная (б) схемы ролико-клинового захвата.

Принцип работы клиновых захватов рассмотрим на примере наиболее универсального ролико-клинового захвата (рис. 7). Он состоит из поступательно перемещающегося корпуса 2 с установленными в нем верхней З и нижней 8 клиновыми обоймами. Верхний 1 и нижний 7 ролики смонтированы в специальной обойме 6, которая поджимается вправо за счет пружины 4.
При перемещении корпуса 2 относительно неподвижного основания 9 влево происходит перекатывание роликов 1 и 7 по клиновым обоймам З и 8 в направлении В (рис. 7, б). При этом лента 5 заклинивается между роликами и перемещается в направлении А.

При движении корпуса 2 вправо действие заклинивающих сил обойм З и 8 прекращается, и ролики свободно перекатываются по ленте, возвращаясь вместе с обоймой в исходное положение. Ролико - клиновой захват имеет одну пару заклинивающих роликов. В средствах автоматизации устанавливается обычно две-три пары клиновых обойм, монтируемых в одном корпусе. Этим повышается надежность работы захватного органа, и снижаются контактные
нагрузки в месте соприкосновения ленты с роликами.

Как видно из рис. 7, б, смятие поверхности ленты может вызвать сила нормального давления Q₁ , которая создается каждым роликом от действия тянущего рабочего усилия Q. Усилие Q в общем случае зависит от числа пар зажимных роликов и равно ,

где Q_З. - полное тянущее усилие, развиваемое захватом;

z_P - число пар роликов, расположенных в одном корпусе;

β - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между роликами и зависящий от качества обработки и сборки, для ролико - клиновых захватов средств автоматизации кузнечно - штамповочного производства коэффициент β можно принимать равным 1,2—1,3.

Для определения зависимости нормального давления Q₁ от тянущего усилия Q, приходящегося на один ролик, рассмотрим равновесие сил, действующих на ролик в процессе заклинивания (см. рис. 7, б):

Здесь Т₁ и Т₂ - силы трения, возникающие от качения ролика

по поверхностям ленты и обоймы и равные

где k - коэффициент трения качения;
d - диаметр ролика.
Если подставить в уравнения равновесия значения сил Т₁ и Т₂ и выразить силу Q₂ через Q₁ , то после несложных преобразований получаем следующее выражение для связи между силами Q₁ и Q:

Так как коэффициент трения качения для мягкой стали по стали равен 0,005 , то учитывая, что диаметр ролика обычно больше 1 см, можно выражение записать в виде
Анализ этого выражения показывает, что чем меньше угол заклинивания , тем выше нормальное давление Q₁ , однако выбор максимального угла наклона ролика ограничивается условием заклинивания:
где ρ - наименьший угол трения между роликом и соприкасаемыми поверхностями при коэффициенте трения μ.
Для ролико - клиновых захватных органов, работающих без смазки, при трении стали по стали коэффициент трения μ принимают обычно равным 0,1; при этом получаем
Максимальное контактное напряжение смятия в месте соприкосновения ролика с плоской заготовкой, согласно теории Герца - Беляева, равно

где d и B — диаметр и ширина ролика;
ν₁ и ν₂ - коэффициенты Пуассона для материала ролика и ленты, обычно ;
Е₁ и Е₂ - модули упругости для материала ролика и ленты:

для стали Е = 2,2. 10⁸ кН/м²), для алюминия Е 0,72. 10⁸ кН/м²
для латуни Е = 1,1.10⁸ кН/м² .

Приняв приближенно, что , где σ_S предел текучести материала, выражение можно преобразовать к следующему виду:
где q_c приведенное напряжение в месте контакта заготовки с роликом, вызывающее смятие заготовки и равное

для стальной ленты из стали cт. 2 (σ_S= 2,8. 10 кН/м²) приведенное напряжение равно 8120 кН/м²; для алюминиевой (σ_S =3. 10 кН/м²) - 230 кН/м2 и для латунной Л68 (σ_S – 10⁵ кН/м² ) — 1560 кН/ м².

Для исключения смятия поверхности заготовки число пар захватных роликов выбирается исходя из того, чтобы нормальная сила Q была равна

или, с учетом выражения для Q_1max ,

Ножевой захватный орган

Ножевой захват подобно клиновому работает с самозаклиниванием при частичном внедрении захватного органа в заготовку.

Рис. 9 Схемы ножевого одностороннего (а) в двустороннего (б) захватных органов:А — Направление движения материала Б — движение подвижной каретки; 13 — заготовка

На рис. 9 приведены наиболее распространенные конструктивные схемы ножевых захватных органов. Как видно из рис. 9, перемещение
заготовки происходит при перемещении влево каретки с захватами. В этом случае нож внедряется в материал заготовки и обеспечивает ее надежное удерживание. Угол давления определяется исходя из условия заклинивания
где μ - коэффициент трения (условный) между ножом захвата и заготовкой, который обычно принимается равным 0,3—0,4; тогда = 0,28—0,384 рад (16—22°).

При использовании ножевого захвата на плоскости материала остаются следы от зажимных элементов. Чтобы избежать этого, для материала большой толщины применяют захват по его торцовой поверхности.

Следует отметить, что при использовании ножевых захватов для подачи непрерывного материала, как правило, исключается возможность корректирования положения материала ловителями штампа. Это предъявляет к конструкции захватного органа высокие требования по обеспечению стабильности работы.

Клещевой захватный орган

Клещевые захватные органы находят преимущественное применение для штучных деталей, имеющих большие габаритные размеры в массу, а также для тонкого непрерывного материала.

Рис. 11. Схемы клещевых захватных органов:а - для создания необходимого тягового усилия; б - для удержания кротких заготовок; в - для длинных заготовок при жестко закрепленных и г - шарнирно закрепленных губках клещей; 1- заготовка

На рис. 11 показаны принципиальные схемы различных клещевых захватов. Удерживание заготовок в клещевых захватах происходит за счет сил трения между захватными органами (губками) и заготовкой. При этом необходимая сила нормального давления создается специальным самостоятельным пневматическим или гидравлическим устройством.

Расчет приводных клещевых захватных органов сводится к определению расчетного усилия захвата Q_Р.З. на губках для создания рабочей нагрузки и нахождению необходимого рабочего усилия на штоке силового устройства. Расчет непосредственно силовых цилиндров, т. е. определение диаметра поршня, сечений трубопроводов и других параметров, аналогичен расчету приводных устройств средств автоматизации и будет рассмотрен ниже.
На рис. 11 были приведены основные схемы приводных клещевых захватных органов. Необходимые усилия захвата определяются в зависимости от выбранной схемы (см. рис. 11) и рассчитываются исходя из условия создания силы трения между заготовкой и захватом, необходимой для удерживания заготовки в губках захвата.
Расчетное усилие захвата Q_Р.З. для схемы на рис. 11, а определяется с учетом того, что заготовка зажимается между двумя
поверхностями, т. е.
где Q_З - рабочее тяговое усилие, которое необходимо развить
для перемещения заготовки, определяемое в зависимости от особенностей средств автоматизации;
β - коэффициент запаса, учитывающий динамические нагрузки, которые могут возникнуть при перемещении заготовки и принимаемый равным 1,3 -1,6;

μ - коэффициент трения, равный для стали по стали со слабой смазкой 0,1 - 0,12.
Расчетное усилие захвата Q_Р.З.‚ для схемы на рис. 11, б определяется из условия, что рабочая нагрузка Q_З уравновешивается силами трения от сил нормального давления, т. е.
где Q_З рабочая нагрузка для захватного органа;
α - угол профиля захвата.

При плоских губках захвата расчетное усилие определяется по выражению разница заключается в том, что усилие Q_З является рабочей нагрузкой, действующей в вертикальной плоскости.
Расчетное усилие захвата для схем на рис. 11, в и г без учета податливости захватов определяется из условия нераскрытия клещей; в первом случае при касании заготовки в двух точках (жесткий захват); во втором - при распределении давлений на опорной поверхности по треугольнику.
При рассмотрении условия равновесия сил получаем для схемы на рис. 11, в следующие зависимости:

Характеристики

Список файлов лекций