Винтовые зажимы

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА

К элементарным зажимным устройствам относятся простейшие механизмы, непосредственно используемые для закрепления заготовок или как промежуточные звенья в сложных зажимных системах. К ним относятся винтовые, клиновые, эксцентриковые, рычажные, цанговые и другие зажимы. При конструировании приспособлений по требуемой силе закрепления заготовки устанавливают основные размеры зажимного устройства и определяют исходную силу (момент) на рукоятке или силовом узле привода приспособления.

Винтовые зажимы

Винтовые зажимы применяются в приспособлениях с ручным и механизированным закреплением заготовок, а также на автоматических линиях при использовании приспособлений–спутников. Эти зажимные устройства просты, компактны и надежны в работе. При проектировании винтовых зажимов выполняются расчеты номинального диаметра винта и момента на рукоятке.

Номинальный диаметр винта определяется по формуле

,

где С – коэффициент вида резьбы (для основной метрической резьбы С =1.4); Q - усилие, передаваемое винтом, σ - напряжение растяжения или сжатия (для винтов из стали 45 МПа).

В дальнейшем диаметр округляют до ближайшего большего стандартного значения.

Момент, развиваемый на рукоятке или маховике (М) должен обеспечивать получение заданного усилия закрепления Q. При этом учитывается момент сопротивления в резьбе (М_р) и момент сопротивления на опорном торце гайки или винта (М_Т).

Момент сопротивления в резьбе определяется по формуле

,

где – средний радиус резьбы, – угол подъема резьбы; – угол трения в резьбе. При этом

,

где – шаг резьбы.

Если на торце винта опорная поверхность имеет вид кольца (Рис.6.12 б) с наружным диаметром D_н и внутренним d_В, то момент трения на опорном торце определяется по силе трения на торце винта и радиусу приложения этой силы.

В общем случае радиус трения определяется по формуле

Сила трения равна

Тогда

где - коэффициент трения;

Момент сопротивления на торце винта или гайки М_Т определяется в зависимости от формы сопрягаемых поверхностей (Рис. 5.12).

Рисунок.5.12 – Опорные поверхности винтовых зажимов

Для случая (Рис.5.12. а), когда площадь контакта винта с зажимаемой поверхностью мала (сферическая опора)

При зажиме плоской пятой с диаметром D (Рис.5.12. б) момент на торце будет

При передаче зажимного усилия через коническую поверхность (Рис.5.12. в)

В приспособлениях обычно применяют резьбы от М8 до М42. Для винтов в этом диапазоне параметров момент сопротивления в резьбе можно определить по упрощенным формулам [14].

Для зажимных механизмов с гайкой принимают момент зажима

Основным недостатком винтовых зажимных устройств, при обычном конструктивном исполнении, является большое время, затрачиваемое на завинчивание и отвинчивание винта.

Рисунок 5.13 – Механизмы, сокращающие время закрепления

Поэтому применяются различные быстродействующие зажимы. На рисунке 5.13 а показан механизм с разрезной шайбой. После размещения детали (3) на плоскости и центрирующем пальце (без снятия гайки) разрезная шайба (2) вводится в зазор между гайкой (1) и деталью (3). После этого выполняется поворот гайки на 1 – 2 витка для создания зажимного усилия. Аналогично работает механизм с поворотным прихватом (Рис.5.13б). В обоих случаях диаметр гайки должен быть меньше диаметра отверстия.

Зажимные винты и гайки изготавливают из сталей 45, 40Х, 35 с твердостью торцевой поверхности HRC 33…38 [14].