Рычажные зажимные устройства

Рычажные зажимные устройства чаще всего применяются в сложных зажимных системах. Рычажные механизмы могут использоваться для изменения величины и направления исходного усилия, а также для передачи исходного усилия на несколько точек. Такие многозвенные рычажные механизмы позволяют выполнить одновременный прижим нескольких заготовок или одной заготовки в двух и более точках.

При расчете рычажных механизмов могут применяться две методики: упрощенная, при которой потери на трение учитываются с помощью обобщенного коэффициента и уточненная, при которой потери на трение рассчитываются во всех контактирующих поверхностях.

Расчет рычажных устройств сводится к определению исходного усилия W, обеспечивающего получение заданного усилия прижима Q.

Рассмотрим примеры упрощенного расчета по схемам, представленным на рис.5.23.

Для первого варианта (Рис.5.23 а) уравнение равновесия будет

где η – обобщенный коэффициент учитывающий, потери на трение.

Тогда

Для второго варианта (Рис.5.23 б) уравнение равновесия будет

Откуда

Рисунок 5.23– Расчетные схемы рычагов

Для третьего варианта (Рис.5.23 в) уравнение равновесия будет

Откуда

При уточненном расчете рассчитываются потери на трения в местах контакта рычага с нажимными элементами, передающими исходное усилие W, в точке контакта с заготовкой, где передается усилие Q, а также на оси рычага, т.е. в точках, связанных с неподвижными элементами приспособления и детали (Рис.5.24). Составляются уравнения равновесия, из которых и определяется исходное усилие W.

Рассмотрим прямой двуплечий рычаг, ось вращения котрого расположена на одном уровне с точками контакта на заготовке и плунжере. При такой схеме потерь от трения в точках контакта с плунжером и заготовкой нет. Уравнение равновесия составляем относительно точки О с учетом момента трения на оси.

Реакцию на оси рычага будет

Момент трения на оси (М_о) будет определяться коэффициентом трения на оси (f_o) и радиусом оси (r)

Рисунок 5.24– Схема расчета прямого рычага

Для определения исходного усилия W при известной силе зажима Q составим уравнение равновесия относительно оси вращения О.

откуда

или

В рычажных системах при смещенной оси вращения относительно точек контакта (Рис. 5.25) необходимо также учитывать моменты, возникающие от сил трения в точках контакта.

Рисунок 5.25 – Схема расчета углового рычага

Уравнение равновесия относительно оси вращения рычага будет иметь вид

Силы трения в точках контакта будут

и

тогда

откуда

Для двуплечих рычагов сила трения на оси R ₃ может также определяться из силового многоугольника с использованием коэффициентов влияния сил Q и W, в зависимости от геометрии рычага и расстояний до точек контакта [8].