Клиновые зажимы

 

Клиновые зажимы, как правило, применяют в качестве промежуточного звена в сложных зажимных системах. Они просты в изготовлении, легко размещаются в приспособлении, позволяют увеличить и изменять направление передаваемой силы. В приспособлениях в основном применяют плоские клиновые механизмы, которые бывают одно и двускосыми, с трением скольжения, качения или комбинированного трения.

При расчете клинового механизма решаются следующие задачи:

- Выбирается рабочий угол наклона клина .

- Определяется необходимое зажимное усилие , позволяющее получить требуемую силу зажима .

- Рассчитывается величина перемещения клина, в зависимости от длины хода плунжеров.

Обычно при конструировании приспособления стремятся создать самотормозящий клиновой механизм. При этом должно обеспечиваться условие самоторможения, при котором

,

где - угол трения между плунжером и клином; - угол трения между клином и опорной поверхностью.

Для клинового механизма с трением скольжения в двух звеньях ; при комбинированном тернии ; при трении качения в двух парах .

Применение роликов позволяет увеличить к.п.д. механизма, сделать его работу плавной без заеданий и срывов. Но при этом механизм получается сложнее.

 

Рассмотрим методику определения зажимного усилия односкосого клинового механизма (Рис.5.14). Зажимной механизм при закреплении заготовки в приспособлении находится в состоянии силового равновесия. Наша задача найт соотношение между исходной силой и силой зажима (без учета трения в направляющих плунжера).

Рисунок 5.14 – Расчетная схема клина

 

,

где – Р – сопротивление перемещению клина со стороны плунжера

F – сила трения в паре «клин - опора»

Тогда

 

Определение величины перемещения клина l_кл выполняется по длине хода плунжера l_пл из прямоугольного треугольника с катетами l_пл и l_кл .

Так как , то

Расчет исходного усилия при учете потерь на трение в плунжере выполняется по расчетной схеме (Рис. 5.15)

Рисунок 5.15 – Расчетная схема для клинового механизма

При этом исходим из того, что

Из рассмотренной ранее схемы на рисунке 5.14 определим

 

тогда

откуда

 

,

где – Угол трения между плунжером и опорной поверхностью

Рассмотрим клин двустороннего действия (Рис.5.16). В этом случае исходное усилие W распределяется на два плунжера, и силы зажима Q будет определяться в зависимости от углов α.

,

где α₁ и α₂ – углы наклона рабочих поверхностей; φ₁ и φ₂ – углы трения на этих поверхностях.

Рисунок 5.16 – Клин двустороннего действия

Если клин сделать с одним углом, обеспечивающем условия самоторможения(α_р), то для перемещения плунжера на величину подвода плунжера (h_П) он должен переместиться на величину (l_П). При этом ход клина будет значительным, что приводит к увеличенным габаритам приспособления и потерям времени при зажиме заготовки. Для устранения этого недостатка клин делают с двумя углами подъема (Рис.5.17). На участке подвода плунжера к заготовке (h_п) угол определяется условиями работы механизма без заклинивания (α_п), тогда ход клина (l_П) будет меньше. На рабочем участке параметры клина остаются неизменными, обеспечивающими условия самоторможения (α_р).

Комбинированный клин позволяет уменьшить длину хода l_п и, соответственно, времяна подвод плунжера.

 

Рисунок 5.17 – Расчетная схема комбинированного клина

 

Торцовый кулачок является разновидностью клинового механизма (Рис.5.18.), у которого плоский односкосый клин расположен на цилиндре радиуса r_ср.

Рисунок 5.18 – Торцевой кулачок

 

Для создания силы зажима Q кулачок должен вращаться вокруг оси 00 силой W, приложенной на рукоятке длиной L .Силу W можно определить по формуле