• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Призначення й типи контрольних пристроїв

Змістовний модуль 4. Методика конструювання пристроїв

Змістовний модуль 3. Механізовані приводи пристроїв

Змістовий модуль 2. Основні вузли і деталі пристроїв

Змістовий модуль 1. Призначення та класифікація пристроїв

ВСТУП

Метою викладання навчальної дисципліни «Основи конструювання» є формування системи прикладних знань з основи конструювання різноманітних пристроїв для виконання робіт з технічного обслуговування та ремонту автотранспортних засобів, їх раціональному використанні в виробничих підрозділах АТП і СТОА, без яких неможлива практична діяльність майбутнього керівника середньої ланки виробництва з обслуговування та ремонту автомобілів і двигунів, а також підготовка студента до подальшого навчання у вищих навчальних закладах України.

Дисципліна базується на знаннях студентів, отриманих ними при вивченні дисциплін циклу математичної природничо-наукової підготовки: «Креслення», «Технічна механіка», «Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання», «Електротехніка та електроніка», та дисциплін циклу професійної та практичної підготовки «Автомобілі», «Основи охорони праці», «Безпека життєдіяльності», «Електрообладнання автомобілів», «Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство», «Технічна експлуатація автомобілів».

Знання дисципліни «Основи конструювання» необхідно для наступного вивчення дисципліни циклу професійної та практичної підготовки «Основи технології ремонту автомобілів».

Програмою дисципліни «Основи конструювання » передбачається:

· вивчення будови конструкцій пристроїв, які застосовуються в автотранспортних, автообслуговуючих і авторемонтних підприємствах;

· ознайомлення з основами розрахунку й конструювання пристроїв;

· виконання практичних робіт з розробки конструкцій пристроїв;

· виконання розрахунково-графічної роботи по розробці конструкції розбірного пристрою.

Лекція до теми №1. Вступ. Мета та задачі дисципліни. Призначення,

класифікація і застосування пристроїв

1.Поняття «пристрій». Завдання, які вирішуються застосуванням

пристроїв

Пристроями називаються допоміжні устрої, які використовуються для виконання операцій механічної обробки, розбирання – збирання, контролю виробів, а також захвату, переміщення та перевертання деталей, вузлів автомобілів. Пристрої, робочі й контрольні інструменти разом узяті називають технологічним оснащенням, причому пристрої є найбільш складною й трудомісткою її частиною.

Використання пристроїв сприяє збільшенню продуктивності праці, підвищенню якості продукції, розширює технологічні можливості устаткування (дозволяє на верстатах виконувати таку обробку або одержувати таку точність, для яких ці верстати не призначені), полегшує умови праці робітників і підвищує безпека їхньої праці.

2. Класифікація пристроїв та приклади їх застосування

2.1 Залежно від призначення пристрої можна розділити на наступні групи:

а) верстатні пристрої, які у свою чергу діляться на:

- верстатні для установки й закріплення оброблюваних заготівель і деталей на різних верстатах (токарно-гвинторізних, свердлильних, фрезерних і інших);

- верстатні для установки й закріплення робочих інструментів. До них ставляться: патрони для свердел, розгорнень, мітчиків, різцетримачі та інше.

За допомогою цих пристроїв здійснюється налагодження

технологічної системи: верстат - заготівля (деталь) - інструмент.

б) розбірно - збиральні пристрої - призначені для розбирання-збирання вузлів, механізмів, агрегатів автомобілів.

Вони можуть бути наступних типів: для кріплення базових деталей (блоків циліндрів, картерів, рам); для забезпечення правильної установки деталей або вузлів при збиранні; попереднього деформування пружних елементів, що збирають, (пружини, ресори, поршневі кільця), а також для запресовування (розпресовування), клепки й інших операцій, що вимагають додатки більших зусиль.

в) контрольні - призначені для контролю деталей після або під час механічної обробки, а також для контролю правильності збирання вузлів, механізмів і агрегатів.

г) пристрої для захвата, переміщення й перевертання деталей, вузлів, агрегатів і автомобіля. До цієї групи належать різні кантувачі для повороту й транспортування двигунів при розбиранні, маніпулятори для зміни положення деталей, агрегатів при поточному ремонті.

2.2 За ступенем спеціалізації пристрої діляться на універсальні, спеціалізовані й спеціальні.

Доуніверсального належать пристрої, призначені для установки й закріплення заготівель і деталей, різних за формою й розмірами. Їхня універсальність - регулювання настановних і елементів, що затискають, пристрої без їхньої зміни. Ці пристрої можуть бути стандартними (патрони, ділильні головки, планшайби, машинні лещата) і спеціальної конструкції. Перші здобувають (купують) підприємства в готовому виді, тобто виготовляють централізованим порядком, другі - конструюють і виготовляють в індивідуальному порядку, звичайно безпосередньо на підприємстві, де вони будуть експлуатуватися.

Спеціалізованіпристрої виконують на базі універсальних пристроїв, вони мають додаткові або змінні налагоджувальні пристрої, що складаються з настановних елементів і вузлів, що затискають. Ці пристрої можна легко переналагоджувати для виконання різних операцій і тому їх доцільно застосовувати в умовах серійного виробництва.

Спеціальні пристрої призначені для виконання певних операцій. Ці пристрої застосовують головним чином в умовах масового й крупносерійного виробництва. Вони високопродуктивні в результаті застосування швидкодіючих настановних і затискних пристроях і виконання багатомісної й багатоінструментальної обробки.

2.3 За ступенем механізації й автоматизації пристрої ділять на ручні, механізовані, напівавтоматичні й автоматичні.

В автотранспортних і авторемонтних підприємствах поширення одержали ручні й механізовані пристрої із пневматичним, пневмогідравлічним, і гідравлічним приводом.

3.Класифікація верстатних пристроїв

За ступенем спеціалізації пристосування поділяють на універсальні, спеціалізовані і спеціальні (рис.67).

1. Універсальні пристосування (УП) використовують для розширення технологічних можливостей верстатів або для обслуговування пристосувань. До них відносяться: універсальні, поворотні, ділильні столи, головки, універсальні приводи, пристрої для механізації затиску в пристосуваннях і т.п.

2.Універсальні безналагоджувальні пристосування (УБП) використовують для закріплення заготовок широкої номенклатури і різної конфігурації. До них відносяться: універсальні патрони з нероз'ємними кулачками, універсальні фрезерні та слюсарні лещата.

3.Універсально-налагоджувальні пристосування (УНП) використовують для закріплення заготовок різної конфігурації. До них відносяться: універсальні патрони зі змінними кулачками, універсальні лещата зі змінними губками, скальчаті кондуктори і т. п.

4.Спеціалізовані безналагоджувальні пристосування (СБП) використовують для закріплення заготовок, близьких за конструктивно-технологічним ознакам, з однаковими базовими поверхнями, що вимагають однакової обробки. При здійсненні однотипних операцій необхідно регулювати елементи. До них відносяться: пристосування для групової обробки деталей типу валиків, втулок, фланців, дисків, кронштейнів, корпусних деталей і т.п.

5.Спеціалізовані налагоджувальні пристосування (СНП) використовують для закріплення заготовок, близьких за конструктивно-технологічних ознаками, об'єднаних спільністю базових поверхонь і характером обробки і вимагають для виконання однотипових операцій заміни спеціальної наладки. Пристосування СНП аналогічні СБП, але можливості їх ширше.

6.Універсально-збірні пристосування (УСП)використовують для закріплення заготовок широкої номенклатури при виконанні різних операцій. Але для кожної операції збирають спеціальне пристосування із заздалегідь виготовлених стандартних деталей, яке після використання розбирають і багаторазово застосовують в наступних компонуваннях.

7.Спеціальні пристосування (СП) використовують для виконання певної операції при обробці конкретної деталі, вони є одноцільовими. При зміні об'єкта виробництва такі пристосування , як правило, доводиться списувати незалежно від ступеня їх фізичного зносу. Ці пристосування трудомісткі і дороги у виготовленні, і їх виготовляють в одиничному виробництві, а застосовують головним чином у багатосерійному і масовому виробництвах.

Лекція до теми №1. Установочні пристрої

Більшість пристроїв складається з наступних основних вузлів і деталей: настановного, затискного, поворотного й ділильного устроїв; деталей для напрямку інструмента; корпуса й привода.

1. Призначення установочних пристроїв. Вимоги до них

Установочними пристроями називаються деталі й механізми пристроїв, призначені для правильної й одноманітної установки (розташування) оброблюваних деталей щодо різального інструменту або деталей, що збирають (при збиранні).

Вимоги до установочних устроїв:

1. Зберігати необхідну точність розмірів і взаємне розташування в плині тривалого часу (висока зносостійкість).

2. У випадку зношування повинні легко й швидко замінятися.

Матеріали установочних устроїв:

СтальУ8А, Сталь 45, Сталь У7, Сталь 20, Сталь 20Х з послідовною термообробкою (загартування + цементація).

Конструкції й розміри установочних деталей повинні вибиратися за ГОСТом або нормалям машинобудування, які дані в довідниках. У цьому випадку їх можна легко замінити новими без попереднього припасування. Крім того, застосування стандартних і нормалізованих деталей обходиться, як правило, дешевше спеціально сконструйованих.

Несучі поверхні опор доцільно шліфувати для одержання необхідного класу чистоти поверхні.

2. Класифікація установочних устроїв. Приклади застосування

Деталі установочних устроїв, на які безпосередньо опирається оброблювана ( що збирається ) деталь, називаються установочними елементами або опорами. Вони можуть бути виконані у вигляді штирів, пластин, призм, і установчих пальців.

Робочі поверхні установчих елементів повинні відповідати базовим поверхням установлюваної деталі.

Установочні елементи діляться на основні й допоміжні. Основні передбачаються схемою базування й визначають положення деталі в пристосуванні. Допоміжні вводяться іноді в установчу систему не для цілей базування, а лише для підвищення стійкості й твердості встановленої деталі в місцях, підданих деформації прогину від дії затискачів, тиску різального інструменту й т.п.

Основні опори для установки деталей плоскими поверхнями бувають постійні (рис.11,а) і регульовані (рис.11,б). Постійні опори можуть бути виконані також у вигляді пластин (рис.13). Постійні опори встановлюють у корпус пристосування, для чого в ньому передбачають призначені для цього місця (роблять наскрізні отвори, пази й т.д.). Гладкі опори доцільно закріплювати на (рис. 13, а) вертикальних стінках корпуса, тому що при горизонтальному їхньому положенні в поглибленнях над головками гвинтів збирає дрібна стружка, що видаляється важко при чищенні пристосування. Пластинчаті опори з косими пазами вільні від зазначених недоліків. Стружка, що попадає, легко зрушується встановлюваною деталлю в косі пази, не заважаючи при цьому правильній її установці. Тип і розмір опор залежать від розмірів і стану базових поверхонь. Деталі з обробленими базовими площинами більших розмірів установлюють на пластинчасті опори, а невеликих – на опори із плоскою головкою. Деталі з неопрацьованою базовою площиною встановлюють на опори зі сферичною або насіченою головкою. Опори з насіченою головкою звичайно застосовують як бічні опори. При цьому полегшується видалення стружки з їхніх робочих поверхонь.

Регульовані опоризастосовують у тих випадках, коли оброблювані деталі мають різну форму настановної поверхні або якщо на останній є припуск, якому треба видалити в наступних операціях і який для різних партій деталей може бути неоднаковим. Регульованою роблять звичайно одну опору в кожній настановній площині. В умовах дрібносерійного виробництва, де практикується обробка деталей різних розмірів при використанні того самого пристосування, іноді роблять всі опори регульованими. Допоміжнасамоустановлювальна опора показана на рис. 14. Під дією легкої пружини 1 плунжер 2 залишається в зіткненні з оброблюваною деталлю 3, установленої на основних опорах. Гвинтом 4 через сухар 5 плунжер стопориться й таким чином перетворюється у тверду опору. Кут скосу плунжера повинен бути само гальмуючим (не більше 60⁰), у противному випадку можливий примусовий підйом деталі з основних опор. Сила пружини повинна бути такий, щоб вона могла лише висунути плунжер, коли він звільняється від дії стопорного гвинта, але не могла підняти встановлену деталь. Перед установкою кожної деталі плунжер необхідно звільняти від стопоріння для того, щоб він виступав над основними опорами. У противному випадку чергова деталь, що має інші розміри, може не доторкнутися до який - або опорі.

При установці плунжер поринає під вагою деталі доти, поки остання не дійде до зіткнення основними опорами. У деяких випадках застосовують кілька таких допоміжних опор.

Призми. Для установки деталей циліндричними поверхнями (зовнішніми або внутрішніми) служать призми або пальці. Призмою в пристосуванні прийнято називати установочний елемент із робочою поверхнею у вигляді паза, утвореного двома площинами, нахиленими під кутом 60, 90 або 120⁰.

Для установки деталей із чисто обробленими базовими поверхнями застосовують широкі опорні призми (рис. 15, а). При установці деталей по чорновій базі, а також при установці ступінчастих валів робочі поверхні призм роблять вузькими (рис. 15, б) або встановлюють на спеціальні опори (штифти), запресовані в бічні поверхні призми (рис. 15, в).

Великі деталі встановлюють на чавунні або зварені призми зі змінними сталевими загартованими пластинками на похилих площинах. Робочі поверхні й підстава призми шліфують. Прямокутний паз у вершини кута призми служить для зручності шліфування її робочих площин. При зборці пристосування необхідно точно встановлювати призми в заданому положенні. Тому на додаток до кріпильних гвинтів передбачають два контрольних шрифти, які точно без зазору підганяють як по отворах призми, так і по отворах корпуса, на якому встановлюється призма.

Установочні пальці. Установочними пальцями є деталі пристроїв, на які встановлювана деталь надівається своїми обробленими базовими отворами. Додатковою базою служить торцева поверхня деталі, що визначає її положення по довжині. Звичайно деталь установлюють не більше ніж на два пальці, тому що використання більшої кількості пальців не підвищує точності установки, а навпаки, значно ускладнює виготовлення приладу. Установочні пальці (рис.12) можуть бути постійними (рис.12,а,б,в) , запресованими в корпус пристосування або змінними. Останній тип пальців вільно вставляють у корпус приладу й закріплюють гвинтом або гайкою. Постійні пальці застосовують у тих випадках, якщо за умовами роботи не потрібно часта їхня зміна. Змінні пальці встановлюють у корпусі приладу в загартовані втулки (рис. 12, г, д, е) для зменшення зношування пальців при інтенсивній експлуатації.

Діаметр робочої поверхні пальців виконують із припустимими відхиленнями по посадках Д або Хз. Шорсткість сполученої поверхні повинна відповідати 8-му класу чистоти.

Додаткові опори виконують тільки регульованими або самоустановлювальними. При установці заготівлі опори індивідуально підводяться (самоустановлюються) до поверхні заготівлі, а потім стопоряться, перетворюючись на час виконання даної операції у тверді опори. Число додаткових опор не обмежено, однак для спрощення конструкції пристосування це число варто брати мінімальним.

3. Схеми установок заготівель

При установці деталі на два пальці (рис. 16) один із них, як правило, повинен мати зрізану поверхню (див. рис. 12, в і е). При цьому полегшується надягання деталей у результаті додаткового зазору, що компенсує погрішність відстані L між базовими отворами деталі й настановних пальців пристосування.

Якщо в якості однієї з баз служить поверхня, що підлягає обробці на даній операції, і при цьому необхідно забезпечувати знімання симетричного припуску, то використаються схеми установки, показані на рис. 17. Пружинні пальці, що центрують, 1 (рис.17, а) опускаються борштангами 2, використають у пристосуванні для розточування головок шатуна 3; скалку, що вирівнює, 4 (рис. 17, б) застосовують у пристосуванні для розточування отворів у бобишках поршня 5. Після вирівнювання й закріплення поршня силою Q качалку видаляють і отвір розточують (нижня проекція).

Крім установки заготівель із повним притисненням їхніх базових поверхонь до опор приладу застосовують установку по що охоплюють або о базовим поверхням. При цьому заготівлю надягають на установочний елемент або вставляють у нього з деяким гарантованим зазором. Приклад установки по зовнішньому контуру прямокутної заготівлі 1 показаний на рис. 18,а. Заготівля позбавлена всіх ступенів волі, не вважаючи малих зрушень у межах зазорів ∆ для входження в контурну порожнину пристосування 2. Установка вала в центрах на конічні поверхні центрових гнізд являє приклад залишення одного ступеня волі – можливості установки вала в будь-якім місці по куту його повороту. На рис. 18,б показана схема комбінованої установки. Заготівлю а насаджують базовим отвором із зазором на твердий палець б і щільно притискають торцем до його борта. Для позбавлення заготівлі всіх ступенів волі застосовують і інші комбіновані способи, наприклад установку на два отвори з паралельними осями й перпендикулярну їм плоскості.

Для схем установки поверхів, що охоплюють або охоплюючим поверхням із повною орієнтацією заготівлі в просторі також застосовується правило шести крапок. Для схеми установки, показаної на рис. 18,б ці крапки визначаються в такий спосіб.

У цьому прикладі правило шести крапок розглядається формально, шляхом виділення на суцільних настановних елементах умовних крапкових опор.

Поверхня базового отвору може бути представлена чотирма крапками, дві з яких (1 і 2) лежать на лівої верхньої утворюючої, а дві (3 і 4) – на правій. Крапка 7 (палець має вирізи, що зменшують поверхню сполучення) не є настановною, вона обмежує переміщення заготівлі межами посадкового зазору. Крапка 5 орієнтує заготівлю в осьовому напрямку, а крапка 6 (кінець важеля) визначає її кутове положення. Правило шести крапок наочно простежується при використанні опор з обмеженою поверхнею контакту.

Для усунення впливу зазору на положення заготівлі в пристосуванні застосовують розтискні або самоцентруючі настановні (установочно-затискні) пристрою. До них ставляться патрони, що само центрують, цанги, розтискні оправлення, гідропластикові втулки, центри й ін.

З огляду на розглянуті загальні принципи установки заготівель, до настановних елементів можна висунути наступні вимоги. Число й розташування елементів повинне забезпечити орієнтацію заготівлі відповідно до прийнятого в технологічному процесі схемі базування й достатню її стійкість у пристосуванні. При використанні необхідних баз із параметром шорсткості поверхні Rа > 20 мкм настановні елементи варто виконувати з обмеженою опорною поверхнею для зменшення впливу нерівностей цих баз на стійкість заготівлі. Настановні елементи не повинні псувати базові поверхні, особливо ті, які не піддаються повторній обробці. Установочні елементи повинні бути твердими.

Лекція до теми № 2. Затискні, зворотні, ділильні пристрої

1. Призначення, вимоги до затискних пристроїв

Затискним називають механізми, що усувають можливість вібрації або зсуви заготівлі щодо установочних елементів під дією власної ваги й сил, що виникають у процесі обробки (збиранні).

Необхідність застосування затискних механізмів зникає в двох випадках: коли обробляють (збирають) важку, стійку заготівлю (складальну одиницю), у порівнянні з вагою якої сили обробки (збірки) малі; коли сили, що виникають при обробці (збиранні), прикладені так, що вони не можуть порушити положення заготівлі, досягнуте базуванням.

До затискних елементів пред'являються наступні вимоги:

1. При затисканні не повинне порушуватися положення заготівлі, досягнуте базуванням. Це задовольняється раціональним вибором напрямку й крапки додатка сили затиску.

2.Затиск не повинен викликати деформації заготівель, що закріплюють, або псування (зминання) їхніх поверхонь.

3.Сила затиску повинна бути мінімально необхідної, але достатньої для забезпечення надійного положення заготівлі щодо настановних елементів пристроїв у процесі обробки.

4.Затиск і відкріплення заготівель необхідно робити з мінімальною витратою сил, і часу робочого часу. При використанні ручних затисків зусилля не повинне перевищувати 15 кГс (147 Н).

5.Сили різання не повинні, по можливості, сприймати затискні пристрої.

6.Затискний механізм повинен бути простим по конструкції, максимально зручним і безпечним у роботі.

Виконання більшості цих вимог пов'язане із правильним визначенням величини, напрямку й місця положення сил затиску.

2. Класифікація, будова, переваги й недоліки затискних устроїв

Затискні устрої діляться на прості й комбіновані. Останні складаються із двох-трьох зблокованих простих.

До простих устроїв ставляться гвинтові, клинові, ексцентрикові, важільні, важільно-шарнірні й ін. Прості затискні пристрої прийнято називати затискачами.

Комбіновані затискні пристрої звичайно виконують як гвинто-важільні, ексцентрико-важільні, й т.п. Їх називають прихватами.

За ступенем механізації пристрої, що затискають, ділять на ручні, механізовані й автоматизовані.

Ручні пристрої вимагають застосування мускульних зусиль і тому стомлюють робітника. У ручних пристроях, що затискають, зусилля руки не повинне перевищувати 15 кг. Найпростішим пристроєм, що затискає, є індивідуальний затискної гвинт (рис. 19). Гвинт 1 переміщається в змінній гайці 2, установленої в корпусі пристрої на різі й зафіксований стопорною шпилькою 3. Змінна гайка дозволяє швидко відновлювати працездатність пристрої при зношуванні різі. Нарізні гайки застосовуються за ГОСТом. У запобігання ушкодження деталі при закріпленні на торці гвинта передбачена п'ята 5, що втримується штифтами 4.

Форма п'яти може бути різної залежно від конструкції деталі, що затискається, способу її установки в пристрої й необхідному зусиллі затиску. Для затиску по обробленій поверхні застосовують гладкі п'яти, а по неопрацьованої - рифлені. Матеріал затискних гвинтів - сталь 35 або сталь 45. Гвинти, гайки, п'яти й втулки повинні бути оксидовані або фосфатовані.

До недоліків гвинтових затисків варто віднести: громіздкість, недостатньо швидка дія, мінливість сили затиску й необхідність витрачати значні мускульні зусилля. Автоматизовані пристрої приводяться в дію столами, що переміщаються, супортами, шпинделями верстатів, відцентровими силами обертових мас або частинами, що рухаються, конвеєрів і здійснюють затискач і розкріплення виробу без участі робітника.

На рис. 20, як приклад , показані деякі типи пристроїв, що затискають. Відвідний прихват з віднесеним болтом (рис. 20,а) забезпечує надійне кріплення деталі 2 і гарний доступ до місця затискача. Його положення по висоті можна регулювати. Прихват, що відкидається (рис. 20,б) при зміні деталі 2 відкидають униз або вбік. Поворотну милицю застосовують для внутрішнього кріплення (рис. 20,в) деталей 2 у недоступних місцях; для запобігання вигину милиці необхідно передбачати упор. Кулачок для двостороннього затиску (рис. 20,г) застосовують при закріпленні деталі 2 по двох взаємно перпендикулярних поверхнях. Ексцентриковий затискач із відвідним прихватом (рис.20, д) при установці й зніманні деталі 2 відводиться вбік; висоту його розташування можна регулювати, змінюючи довжину виступаючої частини шпильки 1, загорненої в нарізний отвір. Необхідно мати на увазі, що ексцентрикові затискачі діють у кілька разів швидше гвинтових, але уступають останнім в універсальності (вони не допускають значного коливання в розмірах ділянки деталі, що затискає). Їх рекомендується застосовувати, якщо встановлена деталь не ушкоджена вібраціям. Ексцентрики, звичайно, виготовляють зі сталі У7А і термічно обробляють до твердості НRС 50-55.

На рис. 21 показані деякі конструкції швидкодіючих затискачів. Найбільш простий гвинтовий затискач із розрізною шайбою 2(рис.21, а) або відкидної розрізної планки. Після ослаблення гайки 1 шайба 2 (або планки) зрушується й заготівля 3 знімається через гайку; діаметр останньої повинен бути менше діаметра отвору в заготівлі. Застосовують також плунжерні пристрої (рис. 21,в). Вони дозволяють відводити затискної елемент 1 на велику відстань від заготівлі 3 і кріпити її поворотом стрижня на малий кут.

На рис. 21,г показане швидкодіючий затискний пристрій з подвійним гвинтом стосовно до машинних лещат. При обертанні закріпленої на гайці 1 рукоятки 7 момент через підпружені кульки 4 передається на гвинт 5, що має із правої сторони дрібну й з лівої велику різь. При швидкому підведенні рухливої губки 6 до заготівлі 3 працює ліва сторона гвинта. Зі зростанням моменту кульковий пристрій спрацьовує й гвинт зупиняється. При подальшому обертанні рукоятки починає працювати права сторона гвинта, швидкість переміщення губки зменшується, а сила закріплення збільшується. Упорний шарикопідшипник 8 зменшує тертя на торцевій поверхні гайки. При відкріпленні заготівлі, пристрій працює в зворотному порядку.

3. Зворотні і ділильні пристрої

Поворотні і ділильні пристрої застосовують в багатопозиційних пристосуваннях для додання оброблюваної заготовки різних положень щодо інструмента. Ділильний пристрій складається з диска, що закріплюється на поворотній частині пристосування, і фіксатора. Конструкції фіксаторів наведені на рис.68. Кульковий фіксатор (рис.68, а) найбільш простий, але не забезпечує точне поділ і не сприймає момент сил обробки. Його поворотна частина на наступне ділення перекладається вручну до характерного клацання при западанні кульки в нове поглиблення. Фіксатор з витяжним циліндричним пальцем (рис.68, б) може сприймати момент від сил обробки, але не забезпечує високу точність ділення через наявність зазорів в рухомих з'єднаннях.

Дещо більшу точність забезпечує фіксатор з конічною частиною витяжного пальця (рис.68, в). Її кут α беруть 15°. У точних ділильних пристроях фіксатори розвантажують (що підвищує їх термін служби) і рухому (поворотну) частину пристосування притискають до нерухомої спеціальними пристроями, підвищуючи жорсткість системи. Для зменшення зносу палець і обидві втулки фіксатора виконують із загартованої сталі.

Загальна компоновка поворотного і ділильного механізму для кондуктора з горизонтальною віссю показана на рис.69.

В автоматичних пристроях обертання і фіксація їх поворотної частини відбуваються без участі робітника. Пристрої повороту виконують механічними, пневматичними, гідравлічними, пневмогідравлічними. Механічні пристрої мають мальтійські (із зовнішнім або внутрішнім зачепленням), кулачкові, черв'ячні і рейкові механізми. На рис.70 наведена схема автоматичного пристосування, застосовуваного для повороту заготовки на малий крок. Зубчасте колесо 4, яка вчиняє гойдальні рухи, повідомляє фіксаторам 5 і 8 зворотно-поступальні рухи. Скошені краї цих фіксаторів періодично обертають диск 6 в одну сторону. Гойдальний рух зубчастого колеса здійснюється від важеля 3 з роликом 2, що катається по нерухомому копіру 1 при зворотно-поступальному русі столу 7 в процесі обробки. Це пристрій виключає поворот диска за інерцією.

Лекція до теми № 3. Елементи пристроїв для напряму робочого

інструмента. Корпуса

1.Призначення, види та застосування деталей для напрямку

інструмента

Деталі для напрямку інструментів служать для забезпечення необхідної жорсткості різальних інструментів (свердел, зенкерів та ін.) у процесі обробки й напрямку його руху.

Класифікація елементів пристроїв. Ці елементи можна розділити на три групи:

1) для швидкої установки інструментів на розмір - шаблони, установи:

2) для визначення положення й напрямку осьового інструмента -

кондукторні втулки (свердлення, зенкування, розгортання і т.д.)

3) для визначення траєкторії відносного руху інструмента й

заготівлі - копіри:

Застосуванням цих елементів у пристроях досягають підвищення точності розмірів у партії оброблених деталей і продуктивності праці на операції.

При налагодженні й підналагодженні установка інструментів на робочий налагоджувальний розмір за допомогою пробних стружок і примірянь займає багато часу. Для прискорення налагодження верстатів і підвищенні її точності в конструкцію приладу вводять спеціальні інструменти, що визначають положення інструментів відповідному робочому налагоджувальному розміру.

Такими елементами є шаблони й установи. Застосування шаблонів типово для токарських робіт, а установок для фрезерних. Підвищення продуктивності праці досягається в тому випадку за рахунок скорочення часу технічного обслуговування у нормі часу на операцію.

На рис. 29,а даний приклад установки двох підрізних різців по шаблону1.

Такий шаблон може бути знімним або відкидним шарнірно закріпленим. При настроюванні шаблон ставлять у робоче положення, а після закріплення різців знімають, або відкидають у неробоче положення. Іншим прикладом шаблона для установки різця може служити настановне кільце 1 (рис. 29,б), що надівається на оправлення разом з оброблюваною деталлю 2. Різці підводять до зіткнення із шаблоном (кільцем).

Постійні втулки (рис. 24,а) виконують без буртика - тип 1 або 2. Ці втулки використають у пристроях при дрібносерійному виробництві для обробки отвору одним інструментом, коли за час використання приладу не буде потрібно заміни втулки в зв'язку зі зношуванням її робочої поверхні. Для визначення числа свердлінь через кондукторну втулку задається її граничним зношуванням, і використають дані в середній інтенсивності зношування отворів, що становить при свердленні отворів діаметрами 10 - 20мм на 10м шляху при обробці чавуну 3 - 5 мкм, стали 40 - 46 мкм. Орієнтовно приймають число свердлінь через кондукторну втулку 10000 - 15000.

У пристроях крупносерійного й масового виробництва для прискорення заміни при зношуванні застосовують змінні втулки (рис. 24,б). Їх установлюють у проміжних втулках по посадці . Від повороту й підйому при обробці під дією стружки, що сходить, вони втримуються головкою гвинта.

У пристроях серійного виробництва для обробки отвору послідовно декількома інструментами застосовують швидкозмінні втулки (рис. 24,в). Вони відрізняються від змінних втулок зрізом на буртику, що дозволяє робити їхню зміну, не вигвинчуючи кріпильний гвинт. Спеціальні втулки застосовують в особливих випадках, коли застосування стандартних втулок неможливо або не дає ефекту. На рис. 24, г-ж наведені приклади спеціальних втулок. Втулку (рис. 24, г) застосовують для свердлень отворів у похилі до його осі площинах, подовжену швидкозйомну втулку (рис. 24, д) застосовують при обробці отворів у поглибленнях заготівлі, зрізані (рис. 24,е) і здвоєні втулки (рис. 24,ж) застосовують при обробці близько розташованих отворів.

Приклад компонування приладу до кондукторних втулок показаний на рис. 9.

Накладні свердлильні кондуктори, орієнтовані по базовому отвору й контуру оброблюваної заготівлі показані на рис. 25, а, б. У всіх випадках необхідно надійне кріплення накладного кондуктора на заготівлі. Ці кондуктори застосовують для свердлення отворів у середніх і великих заготівлях на радіально-свердлильних верстатах.

При послідовному свердлінні дрібних отворів діаметром до 5мм у невеликих заготівлях (з однієї або декількох сторін) на вертикально свердлильному верстаті застосовують пересувні або кондуктори, які кантуються (рис. 25 в), які пересувають по столу верстата й утримують у процесі обробці.

Для напрямку борштанг пристроїв використають нерухомі й обертові втулки. На рис. 27,а показана конструкція обертової втулки, поверхня ковзання якої захищена від влучення стружки й сторонніх часток. На рис.27,б показана втулка, змонтована на роликопідшипниках (її недолік - великий діаметр). В обох конструкціях на внутрішній поверхні втулки є шпонковий паз для примусового обертання втулки. Для полегшення влучення шпонки в паз втулки її виконують зі скошеними краями або плаваючої. Одержують поширення кондукторні втулки, змонтовані на голчастих підшипниках. Вони мають невеликий розмір у радіальному напрямку, точні (радіальний зазор не більше 15мкм) допускають обробку високих швидкостях різання й зносостійкі. На внутрішній поверхні втулки часто передбачають пази для виступаючих різців борштанги.

На рис. 27,в показаний приклад розточувального приладу із двома кондукторними втулками.

Копіри застосовують при обробці фасонних і складнопрофільованих поверхонь. Роль копірів - направляти різальний інструмент для одержання заданої траєкторії його руху щодо заготівлі. Обробку з копірами роблять на фрезерних, токарських, стругальних, шліфованих і інших верстатах.

Найбільш загальним випадком обробки по копіру є фрезерування замкнутого контуру методом кругової подачі, схема якої показана на . рис 28,а. Закріплені заготівля 2 і копір 3 обертаються навколо загальної осі. Осі ролика 1 і фрези розташовані на постійній відстані „ α” між ними й переміщаються разом. Копір увесь час притиснутий до ролика. Відстань між віссю обертання копіра 3 і віссю фрези міняється відповідно до профілю копіра, завдяки чому виходить потрібний профіль деталі.

Профіль копіра визначають графічно. Він повинен бути строго вв'язаний із профілем оброблюваної деталі й діаметром фрези й ролика.

2.Корпуса пристроїв: призначення та технологія їх виготовлення

Корпус є базовою деталлю, що зобов'язує елементи приладу; на корпусі монтують настановні елементи, затискні пристрої; деталі для напрямку інструмента, а також допоміжні деталі й механізми. Корпус сприймає сили обробки й закріплення заготівлі. Корпус приладу повинен бути твердим і міцним при мінімальній масі, зручним для очищення від стружки й відводу охолодної рідини; забезпечувати установку й закріплення приладу на верстаті без вивірки (для цього передбачають напрямні елементи - пазові шпонки й бурти, що центрують). Корпус повинен бути простий у виготовленні, забезпечувати безпека роботи (неприпустимі гострі кути й малі просвіти між рукоятками й корпусом, що можуть викликати защемлення рук робітника). Приклади установки й закріплення оправлень корпусів пристроїв на шпинделях токарно-гвинторізних верстатів дані на рис. 30.

Ряд деталей корпусів пристроїв для металорізальних верстатів стандартизовані й нормалізовані. Корпуса пристроїв конструктивно можуть бути виконані по-різному залежно від технологічного призначення.

Корпуса верстатних пристроїв для установки дрібних і середніх деталей звичайно виготовляють із литих стандартних заготівель. З окремих простих стандартних деталей можна збирати складні корпуси.

Для виготовлення корпусів звичайно застосовують сірий чавун СЧ 12 і сталь Ст.3, в окремих випадках (для корпусів поворотних пристроїв) – легкі сплави на алюмінієвій основі, а також магнієві сплави, що мають сплави, що мають малу щільність (~1,8), що полегшує переміщення важких або поворотних пристроїв.

Корпуси пристроїв виготовляють литтям, зварюванням, куванням, різанням, використовуючи сортовий матеріал (прокат), а також зборкою елементів на гвинтах або з гарантованим натягом. Литтям виконують переважно корпуси складної конфігурації; строки їхнього виготовлення досить тривалі. Зварюванням також можна одержувати корпуси складних конфігурацій; строки й вартість їхнього виготовлення можуть бути значно знижені. Застосовуючи посилюючі ребра, куточки, косинки, можна одержувати цілком тверді корпуси. Вартість зварених корпусів може бути вдвічі нижче вартості литих, а маса їх зменшена до 40%. Елементи звареного корпуса розмічають і вирізують із сортового матеріалу газовим різаком. Крайки під зварювання обробляють на верстатах або газовому різаку. Лиття корпусів може виявитися вигідним при виготовленні декількох однакових корпусів. Для скорочення строків і зниження вартості підготовки виробництва варто розширювати застосування зварених корпусів, особливо корпусів великих розмірів.

Куванням і різанням сортового матеріалу одержують корпуси простих конфігурацій і невеликих розмірів. Зайві обсяги металу (напуски) знімають при наступної механічної обробки заготівлі. Для корпусів складних конфігурацій ці методи можуть виявитися нерентабельними, а змушене спрощення конструкції приводить до стовщення стінок і збільшенню маси деталі.

У корпусах збірного типуіз введенням додаткових сполучень обсяг механічної обробки трохи зростає, а твердість знижується.

На рис. 31,а показані варіанти(виготовленого литтям, зварювального, збірного й кованого) одержання заготівлі корпуса однієї конструкції. Конфігурація звареного корпуса майже така ж як і литого (рис. 31,а, б). Конфігурація заготівлі збірного й особливо кованого корпуса спрощується.

Значне зниження витрат і скорочення строків виготовлення приладу забезпечує стандартизація корпусів і їхніх заготівель. На рис. 32 приклади заготівель корпусів і стійок верстатних пристроїв, одержуваних литтям із чавуну СЧ18 (допускається заміна сталлю 35Л1). Розміри литих заготівель регламентовані ДЕРЖСТАНДАРТ 12947 - 87 , ДЕРЖСТАНДАРТ 12954 - 87. Маючи запас стандартних заготівель різного типорозміру, можна одержати бажану конструкцію корпуса шляхом зняття зайвого металу.

Корпуси верстатних пристроїв для робіт з невеликими силами різання можна виконувати з епоксидних смол литтям у разові форми з гіпсу, картону або пластиліну.Після 10 – 12-годинної витримки при кімнатній температурі процес утвердження епоксидного компаунда закінчується. Час утвердження може бути доведене до 4 – 6 г при нагріванні відливки до 100 – 200⁰С. Міцність корпуса підвищують за допомогою введення в смолу наповнювача (скловолокна, залізного порошку) або металевої арматури. Межа міцності епоксидних компаундові на розтягання (без арматур) 60МПа й на стиск - 150МПа. Епоксидні компаунді мають гарну адгезію металам, однак заливають елементи, що, повинні бути добре знежирені промиванням в ацетоні, лужних ваннах або пропалюванням на газовому полум'ї. Окремі деталі (втулки, планка, шпильки) можуть бути встановлені в ливарну форму й залиті в корпус при його виготовленні. Корпуси з епоксидних компаундів легкі, міцні, зносостійкі, добре гасять вібрацію. Їх виготовляють із мінімальною механічною обробкою. Корпуси тривалий час зберігають свої розміри, тому що усадка епоксидних компаундів мала (0,05 - 0,1%). В окремих випадках невеликі корпуси у вигляді прямокутних або квадратних плит або планшайб можуть бути виготовлені з текстоліту. Вони легкі й зносостійкі.

Корпуси пристроїв найпростіших конструкцій виконують у вигляді єдиної базової деталі різної конфігурації. Корпуси складних пристроїв являють собою збірну конструкцію. Її елементи можуть бути виконані литтям, зварюванням або із сортового прокату. Вибір варіанта визначається умовами експлуатації пристрої, строками, собівартістю й технологією його виготовлення.

Лекція до теми №1. Пневматичні приводи

1. Переваги й недоліки пневмоприводів. Загальна будова пневмоприводу

Як вже відзначалось раніше, ручні приводи (механізми) вимагають значних витрат мускульної енергії робітника й тому стомлюють його.

Механізовані приводи працюють від різних джерел енергії й залежно від останніх розділяються на пневматичні, гідравлічні, пневмогідравлічні, електричні, магнітні, електромагнітні й вакуумні. В авторемонтному виробництві застосовують пневматичні, гідравлічні й пневмогідравлічні приводи.

Пневмопривод одержав найбільше поширення завдяки його швидкій дії (швидкість спрацьовування - частки секунди), простоті конструкції, легкості й простоті керування, надійності й стабільності в роботі, можливості широкого використання (повсюдна забезпеченість стисненим повітрям від загальнозаводської магістралі повітряної).

Однак пневмопривод має недоліки - неплавне переміщення штока, більші габаритні розміри силових агрегатів і низький тиск повітря, шум при випуску відпрацьованого повітря.

Пневмопривод містить у собі наступні частини:

1. Джерело стисненого повітря (звичайно цехова або заводська компресорна установка).

2. Силовий агрегат - пневмодвигун, що перетворить енергію стисненого повітря в силу W на штоку.

3. Пневмоапаратура - контролюючі прилади, розподільні, запобіжні устрої й т.д.

4. Повітропроводи.

В одну конструкцію із приладом скомпонований пневмодвигун. Інші пристрої розміщають поза приладом, за допомогою повітропроводів їх з'єднують із приладом.

Приклади: рис. 1, 9, 22, 35, 36.

2. Типи пневмодвигунів. Конструктивні рішення.

Пневмодвигуни бувають трьох типів – поршневі(пневмоциліндри, рис.33 (а), 34(а), діафрагмові (пневмокамери, рис. 33(б) і 34(б)), сильфоні (рис. 34( в). Пневмокамери являють собою конструкцію із двох литих або штампованих чашок, між якими затиснута пружна діафрагма зі сталі, або прогумованої тканини. Робоча порожнина сильфоного двигуна являє собою гофровану замкнуту камеру 1 з тонколистової корозійностійкої сталі, латуні або фосфористої бронзи, що пружно розширюється в напрямку робочого ходу штока 2 під дією стисненого повітря. Зворотний хід здійснюється при подачі повітря усередину камери 3. Робочий хід штока пневмокамери й сильфона у зв'язку із цим обмежений величиною можливої пружної деформації, у той час як у пневмоциліндри він може бути кожним. Пневмоциліндр для герметизації робочих порожнин вимагає ущільнень на поршні й штоку, які досить швидко зношуються (звичайно термін служби не перевищує 10 тис. циклів). Діафрагми більше довговічні - до 1000000 циклів. Сильфон ущільнень не вимагає.

Ущільнення є відповідальними конструктивними елементами пневмодвигунів. Вони необхідні в кільцевих зазорах між поршнем і циліндром, штоком і кришкою й у нерухомих з'єднаннях, де можливий витік повітря. У сучасних пневмодвигунах застосовують два різновиди ущільнень (рис.34,а): 1-манжети V-образного перетину з малостійкої гуми за ГОСТом 6969-54 для ущільнення поршнів і штоків, 2-кільця круглого перетину з масло стійкої гуми за ГОСТ 9833-73 для ущільнення поршнів, штоків і нерухомих з'єднань.

Також застосовуються кутові коміркові манжети зі шкіри, хлорвінілу, Кільця круглого перетину ущільнюють при русі поршня або штока в обидва боки, а манжети - в одну (назустріч тиску).

Для роботи кілець необхідно рясне змазування, манжети можуть працювати без змащення.

Припустиме відхилення від співвісності циліндра й отвору під шток 0,02 0,08 мм.

Посадка поршня в циліндрі при наявності ущільнювальних кілець або при наявності манжет або . Відхилення співвісності в першому випадку 0,02 мм, у другому 0,060,08 мм. Для зменшення корозії циліндрів їхньої стінки рекомендується хромувати.

При конструюванні пристроїв пневмодвигуни можуть бути убудовані в корпусі, прикріплені до нього або виділені окремо (приставні) як самостійний агрегат.

Перевага останніх двох конструктивних рішень полягає в тому, що двигуни можуть бути легко демонтовані й багаторазово використані в різних пристроях.

Для збільшення сили на штоку застосовують циліндри (пневмокамери) з подвійними поршнями (діафрагмами). У цьому випадку на одному штоку розташовані два поршні (діафрагми), тому габарити приладу в поперечному напрямку зменшуються, а в осьовому - зростають.

По джерелу енергії зворотного ходу розрізняють приводи:

а) однобічної дії - у які робочий хід виробляється стисненим повітрям, а холостий – зусиллям пружини.

б) двосторонньої дії - у які робітник і холостий ходи походять від стисненого повітря.

Двигуни двосторонньої дії застосовують, якщо потрібен значний хід штока або коли обоє рухи повинні бути робочими.

Двигуни однобічної дії застосовують лише в тих випадках, якщо зусилля при холостому ході штока невеликі. Ці двигуни не вимагають ущільнення штока й витрачають повітря на цикл затискача вдвічі менше ніж попередні. Недолік їх полягає в тім, що частина зусилля доводиться затрачати на стиск пружини. Поршневі пневмодвигуни застосовують частіше двосторонньої дії.

3. Розрахунок величини зусилля на штоку поршневого пневматичного двигуна

У довідковій літературі зазначений діаметр Д (рис.33,а) робочої порожнини циліндра або розміри діафрагми камери в (рис.33,б) від необхідної величини зусилля на штоку (при певному тиску стисненого повітря).

Розрахунок величини сили W на штоку поршневого пневматичного двигуна підраховують по формулах:

а) для двосторонньої дії:

(Н)

де Д - діаметр внутрішньої порожнини циліндра, мм

– тиск стисненого повітря (звичайно 0,3 ÷ 0,6 МПа)

– ККД, що враховує втрати в циліндрі

( – 0,97÷ 0,98). При Д = 150 ÷ 200мм

= 0,90÷ 0,95.

При менших значеннях Д відносна величина втрат на тертя манжет об стінки циліндра росте й знижується (_мін. = 0,85).

б) для однобічної дії:

(Н)

де q - сила опору гранично стисненої пружини зворотного ходу (Н), кГс;

в) при пуску стисненого повітря з боку штока діаметром d

(Н)

4. Розрахунок величини зусилля на штоку пневматичного діафрагменного двигуна. Порівняльна оцінка пневмодвигунів

Розрахунок величини W сили на штоку пневматичного діафрагменного двигуна підраховується по формулах:

а) при двосторонній дії:

(Н)

б) при однобічній дії:

(Н)

де – тиск стисненого повітря, що надходить у камеру (0,3 ÷ 0,6 МПа);

Д - найбільший діаметр внутрішньої порожнини камери, мм;

d - діаметр тарілки штока, мм (рис.33, б);

q - сила опору гранично стисненої пружини (Н);

Хід штока в діафрагменних двигунах становить L=0,3Д.

Варто мати на увазі, що зусилля на штоку виходить у момент впуску стисненого повітря в камеру. Величина сили W залежить від положення діафрагми в камері, що безупинно змінюється за час робочого ходу штока. Зміна сили W пояснюється залежністю величини g і іншого опору матеріалу мембрани від ходу штока. Найбільша сила на штоку має місце в момент впуску стисненого повітря в камеру; наприкінці робочого ходу сила W різко зменшується; у середині - стабілізується. Тому при конструюванні пристроїв із пневмокамерами робочий хід варто вибирати таким, щоб при закріпленні заготівлі діафрагма займала приблизно середнє положення.

Кріплення пневматичних двигунів до корпусів пристроїв може бути виконане по-різному: на шпильках, за допомогою фланців, на лапах, шарнірно.

Циліндри поршневих двигунів усіх типів і діаметрів мають уніфіковані деталі (гільзи, штоки, направляючи втулки й т.д.) і відрізняються тільки кришками.

Діафрагмові двигуни в порівнянні з поршневими мають наступні переваги:

·у камерах однобічної дії виключається можливість витоку повітря, а в камерах двосторонньої дії потрібне ущільнення тільки штока;

·камери мають невеликі розміри й вага, вони дешевше у виготовленні;

·діафрагми пневматичних камер більше довговічні, чим манжети циліндрів.

Однак пневматичні камери мають наступні недоліки: невеликий хід штока й мінливість зусиль, що розвивають, (на певній ділянці переміщення штока починає чинити опір діафрагма).

Тому у всіх випадках, коли не потрібно великого зусилля й величини ходу штока, треба як пневматичні двигуни застосовувати пневматичні камери. Для безперебійної роботи пневматичного привода стиснене повітря, яке надходить від заводської магістралі, повинно бути очищене від вологи й сторонніх домішок, а також повинно мати постійний тиск. Для цієї мети застосовують вологовідділювачі з фільтрами й регулятори тиску або редукційні клапани.

При різкому падінні тиску стисненого повітря або припиненні його подачі закріплена в пристрої деталь може раптово звільнитися під час роботи, у результаті чого відбудеться аварія або нещасний випадок. Для запобігання цього в мережу пневмопривода включають реле, що відключають верстат при падінні тиску повітря в мережі нижче припустимого.

При відновленні нормального тиску в заводській повітряній мережі електродвигун пускають, натискаючи на кнопку вмикача.

Лекція до теми № 2. Гідравлічні і пневмогідравлічні приводи

1. Переваги й недоліки гідроприводів. Будова. Конструктивні рішення.

У гідроприводах вихідною енергією є потенційна енергія (енергія тиску) робочих рідин (звичайно масла).

У порівнянні із пневмоприводом гідропривід має наступні переваги.

· Різко зменшує габаритні розміри силових агрегатів, а отже, і всього пристосування у зв'язку з тим, що тиск масла в 10-30 разів вище, ніж повітря. При цьому скорочується витрата металу, збільшується твердість пристосування, що дозволяє вести обробку на максимальних режимах різання.

· Більші сили зі штока гідроциліндрів можна передавати безпосередньо на заготівлю без застосування затискних механізмів - підсилювачів. При цьому підвищується ККД затиску, спрощується конструкція пристосування.

· Здійснення багаторазового затиску без механічних підсилювачів шляхом компонування потрібного числа циліндрів, керованих одним золотником. Як правило, у цьому випадку конструкція пристосування виходить більш компактною й дешевою.

· Компактність гідроциліндрів дозволяє створювати зручні приводи для пристосувань серійного виробництва.

· Працюють більш плавно й безшумно.

· Робоча рідина одночасно виконує й функції змащення, охороняючи частини, що рухаються, від зношування й корозії.

· Компактність гідроциліндрів дозволяє розташовувати їх на рухливих частинах (плаваючі циліндри).

Недоліки гідроприводу.

Разом з тим істотними недоліками гідроприводу є його висока первісна вартість (за рахунок складності нагнітальних апаратів, що управляє й контрольно-регулюючої апаратури), а також підвищені вимоги до експлуатації з метою попередження витоку масла. У зв'язку із цим найбільш ефективне застосування гідроприводу в пристосуваннях, призначених для гідрофікованих верстатів, при підключенні його до гідросистеми верстата.

Якщо верстат не гідрофікований, то створення спеціального гідроприводу для пристосування, через його високу вартість, ефективно тільки в умовах масового й крупносерійного виробництва. Прагнення використати достоїнства гідроприводу в пристосуваннях для серійного виробництва призвело до агрегатування гідроприводів, які обслуговують кілька пристосувань, що значно скорочує експлуатаційні витрати, що доводяться на кожне пристосування.

Недоліком також є необхідність мати трубопровід для зливу, що випускає із циліндру масла, а також насос, електродвигун якого навантажений протягом роботи затискного пристрою.

Будова. Конструктивні рішення

Гідравлічні затискні пристрої виконують поршневого типу, вони приводяться в дію від окремого (рідше - групового) насоса. Робочою рідиною служить веретенне масло 2 або 3. Живлення гідросистеми здійснюється: шестерними, лопатевими, плунжерними насосами.

Гідроциліндри виконують одно - і двосторонньої дії. На рис.37,а дана схема гідравлічного затискного пристрою із циліндром 1 двосторонньої дії. Шестеренний насос 2 подає масло через золотник 3 ручного керування 5 в ліву (робочий хід) або праву (зворотний хід) порожнину циліндра. Після закінчення закріплення заготівлі масло скидається через запобіжний клапан 4, відрегульований на необхідний тиск. Злив масла роблять нижче рівня в резервуарі щоб уникнути його спінювання.

У затискних пристроях однобічної дії зворотний хід поршня здійснюється пружиною. Гідророзподільник ручного або педального керування має два положення, що відповідають затиску й відкріпленню заготівлі. Ущільнення поршнів і штоків гідроциліндрів звичайно досягається застосуванням одного-двох кілець круглого поперечного перерізу з маслостійкой гуми.

У верстатних пристосуваннях широко застосовують нормалізовані вмонтовані циліндри, що, із внутрішнім діаметром 40, 50, 60, 75 і 100 мм. На корпусі пристосування їх кріплять за допомогою нарізної шийки. Приклади використання цих циліндрів з бічним і верхнім Г-образним відкидним затискачем показані на рис.37, б и в.

При перегріві масла в гідросистемі ростуть витоки й знижуються подачі й тиск, що розвивають насосом. Система повинна мати фільтр масла, засмоктуваного з резервуара. При монтажу трубопроводу варто уникати повітряних мішків.

2. Вихідні дані для розрахунку гідравлічних затискних пристроїв

Необхідна сила на штоку Р, хід поршня L і година його робочого ходу (година затиснення заготівлі) t. Задаючись тиском масла p, можна визначити площу поршня

F = (мм²),

а звідси діаметр циліндра

( мм)

3. Пневмогідравлічний привод. Особливість конструкції

У пневмогідравлічному приводі вихідною енергією є потенційна енергія стисненого повітря, що перетворюється спочатку в енергію стислої рідини, а потім уже в силу на штоці. Створення пневмогідроприводу являє собою спробу використати одночасно переваги пневмо- і гідроприводу.

Істотним недоліком приводу, представленого на рис. 38,а є порівняно великий хід пневмоциліндра 1, необхідний для одержання щодо невеликих переміщень штока циліндру 4. Для усунення цього недоліку розроблений ряд конструкцій, що дозволяють здійснити попереднє швидке підведення штока, а тиск рідини збільшувати тільки наприкінці ходу штока гідроциліндру. При рівності діаметрів пневмо- і гідроциліндрів така конструкція дозволяє одержати на штоку гідроциліндру силу в 200-250 разів більшу, ніж на штоку пневмоциліндра.

Пневмогідравлічні приводи (підсилювачі) сполучать позитивні якості пневматичних і гідравлічних приводів. Вони складаються з перетворювача тиску (мультиплікатора) з необхідними апаратурою й робочими гідравлічними циліндрами, що підключають до нього, штоки яких пускають у хід затискні пристрої пристосувань. Пневмогідравлічні приводи живляться стисненим повітрям від заводської магістралі. У порівнянні з гідравлічними вони мають значно менший обсяг масла, що заповнює систему (1,5 – 3 л замість 50 – 80 л у баку гідравлічного приводу), у результаті чого робочий циліндр пристосування виходить малогабаритним. Робочий тиск у гідравлічній системі можна регулювати від 16 до 100 кГ/см.

Пневмогідравлічні затискні пристрої мають принципову схему, показану на рис. 38,а. Стиснене повітря надходить в циліндр 1 діаметром d₁. Шток цього циліндра діаметром d₂ служити плунжером гідроциліндра 2. Масло, що витісняє плунжером, надходить по трубопроводу 3 у другий гідроциліндр 4 діаметром d₃. Шток цього циліндра пов'язаний з виконавчим затискним механізмом. При випуску повітря, що відробило, зворотний рух поршнів здійснюється пружинами 5 і 6, якщо зворотний хід невеликий. З резервуара 7 масло надходити в систему для компенсації витоків. Пристрій виконується у вигляді одному блоку або з окремо винесеним циліндром 4. Останній вбудовується в пристосування, а блок циліндрів 1 і 2 установлюють у зручному місці у верстата. Керування пристроєм здійснюється триходовим краном.

У пневмогідравлічних системах масло менше нагрівається, чим у насосних гідравлічних системах, і менше спінюється. Втрати енергії в них нижче, а надійність роботи вище. Вони прості, менш коштують у виготовленні й досить універсальні в застосуванні. Керування ними легко автоматизується.

На рис.38,б представлена схема пневмогідравлічного устрою, у якому зворотний хід поршнів 9 і 11 здійснюється стисненим повітрям. При цьому зменшується довжина циліндрів, тому що немає споживи розміщати в них пружини, і підвищується швидкість спрацьовування системи. Керування пристроєм виробляється чотирьоххідним краном 10. Заповнення витоків масла надходить із резервуару 7 через зворотній клапан 8.

На рис.38,в представлена схема пневмогідравлічного пристрою, виконаного в одному блоці. При невеликому зовнішньому діаметрі воно розвиває значну силу закріплення й уписується в габарити пристосування. Його переваги - можливість підведення стисненого повітря через гнучкий рукав для переміщуваних (нестаціонарних) пристосувань. При наявності окремого гідроциліндра необхідні гнучкий броньований рукав або телескопічне з'єднання труб, що підводять. Приклад подібного з'єднання для повздожньо-фрезерного верстата показань на рис.38,г. На столі верстата 13 установлене пристосування 12 з гідроциліндром 1. Рухлива труба 14 телескопічного з'єднання зв'язана зі столом, а нерухома труба 15 і пневмогідравлічний підсилювач 16 - зі станиною.

4. Вихідні дані для розрахунку пневмогідравлічних пристроїв

При конструюванні пневмогідравлічних пристроїв вихідними даними є сила закріплення заготівлі Q, тиск стисненого повітря pі діаметр гідроциліндра dпри розміщенні його в пристосуванні. З умови зручності установки й знімання заготівлі часто задають хід Lштока затискного циліндру.

Зневажаючи втратами, тиск pмасла в циліндрах 2 і 4(див. рис.38,а) визначимо за формулою:

де F, F– площі поршнів відповідно циліндрів 1 і 2.

Сила на штоку циліндра 4

або

По заданій величині ходу Lштока циліндра 4 можна знайти хід поршні L циліндра 1 і плунжера Lу циліндрі 2 (). З рівності (без обліку витоків) треба:

і

При наявному пневмогідравлічному підсилювачі (відомі й потрібно по заданому Q знайти В цьому випадку

і

5. Пневмогідравлічні підсилювачі поліпшеної конструкції

До недоліків зображених на рис.38 а, б, г систем відносяться: великий хід поршня пневмоциліндра (так як d₃> d₂) і велика витрата стисненого повітря на холосте переміщення штока циліндра 4. Ці недоліки усунуті в вдосконалених системах, схеми яких показані на рис.71. У системі (рис.71, а) стиснене повітря надходить у порожнину 1, переміщаючи поршень і шток 2 вгору. Масло з порожнини 3 через канал 8 в штоку витісняється в порожнину 7, внаслідок чого поршень зі штоком 5 механізму, що затискає, швидко висувається вперед. У певний момент вікно 9 штока 2 перекривається, тоді швидкість штока 5 сповільнюється, а сила на ньому зростає. Масло в порожнини 3 почне переміщати проміжний підпружений поршень 4. Зворотний хід штоків 5 і 2 здійснюється подачею стисненого повітря в ліву порожнину циліндра по трубопроводу 6. Система управління чотирьохходовим краном має два положення - затиск і розтиск. Затискний циліндр може бути об'єднаний в один блок з гідропідсилювачем.

На рис. 71, б представлена ​​схема пристрою поліпшеної конструкції з окремо стоячим гідроциліндром. Повітря через чотирьохходовий кран 10 подають в пневмоцилиндр 14 і пневмокамеру 13 з діафрагмою з маслостійкой гуми. Переміщенням поршня зі штоком 15 і вигинанням діафрагми 12 вгору масло з порожнини 16 витісняється в циліндр 11, забезпечуючи швидке підведення штока 18 до заготівлі. Уповільнення швидкості штока і збільшення сили закріплення відбувається автоматично в момент, коли шток 15 перекриє порожнину 16. Повернення системи в початкове положення досягається пуском стисненого повітря в нижні порожнини циліндрів 14 і 17. На рис.71,в показана схема пневмогідравлічного пристрої з окремо стоячим гідроциліндром 17. Повітря з магістралі через чотирьохходовий кран 10 надходить в резервуар 21 і витісняє з нього масло по трубопроводу 20 в циліндр 19, забезпечуючи швидке підведення штока гідроциліндра 17 до закріплювальної заготівлі. У результаті підвищення тиску масла в циліндрі 17 автоматично спрацьовує клапан послідовної дії 22. Повітря поступає в циліндр 14; поршень зі штоком 15 починає переміщатися і в циліндрі 19 розвивається високий тиск, що забезпечує остаточне закріплення заготовки. При перемиканні крана 10 повітря подається по трубопроводу 23 і повертає поршні циліндрів 17 і 14 у вихідне положення. Живлення гідросистем

Читайте також:

1. Аварійно-рятувальні підрозділи Оперативно-рятувальної служби цивільного захисту, їх призначення і склад.
2. Автоматизація процесу призначення IP-адрес
3. Аналіз службового призначення деталей та конструктивних елементів обладнання харчових виробництві, визначення технічних вимог і норм точності при їх виготовленні
4. Бізнес-планування, його суть та призначення
5. Будівельні домкрати, їх призначення, класифікація та конструкція.
6. Будівельні лебідки, їх призначення, класифікація та конструкція.
7. Будівельні підйомники, їх призначення, класифікація та конструкція.
8. Бурові долота спеціального призначення
9. Бурові установки для буріння стволів, їх призначення і класифікація.
10. Бюджетна класифікація: будова, роль і призначення видатків.
11. Бюджетні призначення
12. Валютні системи : поняття, структура, призначення.

Переглядів: 4265