МЕХАНИЗАЦИЯ ПРИВОДОВ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ. ВАКУУМНЫЕ ПРИВОДЫ
Вакуумными называют приводы, с помощью которых под обрабатываемой деталью или над ней создается разреженная полость, в результате чего деталь надежно прижимается к буртику этой полости всей своей опорной поверхностью силой атмосферного давления.
Деформация детали, возможная при использовании зажимов, создающих сосредоточенные силы, в этом случае исключается, хотя при больших размерах опорной поверхности сила зажима выражается сотнями и тысячами ньютонов.
Вакуумные приводы иногда представляют цилиндрические емкости с двумя полостями, перегороженные жесткой перегородкой. Поршни этих полостей помещены на одном штоке, поэтому когда одна полость между перегородкой и поршнем заполняется сжатым воздухом, во второй полости создается разрежение. При подключении к этой полости приспособления, установленного на том или другом станке, в нее попадает воздух, находящийся под обрабатываемой деталью, установленной’в зажимном приспособлении, и деталь оказывается закрепленной.
Для создания необходимого вакуума используются и другие специальные установки. От электродвигателя 4 приводится в действие форвакуумный насос 5, откачивающий воздух из бака-ресивера 7 емкостью 100 л. Воздух, поступающий в бак из камер приспособлений (установка обслуживает несколько приспособлений), очищается с помощью масло-влагоотделителя 6. Необходимая степень разрежения в баке поддерживается автоматически и контролируется электроконтактным стрелочным вакуумметром 3. С камерами приспособлений установка соединяется резиновыми вакуумными шлангами, штуцеры которых с высокой степенью герметизации ввинчиваются в корпусы приспособлений. Двухходовой запорный кран 1 отключает автоматически бак от станочных приспособлений, когда необходимый для закрепления обрабатываемых деталей вакуум достигнет нужного уровня. Также автоматически происходит отключение того или другого станка, в котором по каким-либо причинам произошло падение вакуума в полости приспособления, удерживающего обрабатываемую деталь. Вентиль 2 предохраняет бак от попадания в него масла из насоса 5 в моменты, когда насос выключен.
Конструкция вакуумных приспособлений проста, так как в них не требуется создавать специальных механических устройств для закрепления обрабатываемых деталей. Применение вакуумных приспособлений особенно удобно для обработки плоских тонкостенных деталей из диамагнитных материалов, так как такие детали невозможно укреплять в магнитных и электромагнитных приспособлениях, очень удобных для крепления тонкостенных деталей из маг- нитопроводных материалов.
Обычно на опорной поверхности корпуса приспособления по контуру,, соответствующему контуру, установочной поверхности обрабатываемой детали 2, создается специальная канавка, в которую помещается резиновая прокладка 3. Эта прокладка немного выступает из канавки в момент загрузки приспособления. После включения приспособления в сеть вакуумного привода в полости А создается разрежение.
Обрабатываемая деталь под действием атмосферного давления плотно прижимается к опорной поверхности приспособления, деформируя прокладку ().
Важное значение для обеспечения необходимой плотности прилегания обрабатываемой детали к приспособлению и сохранности требующегося вакуума в рабочей камере приспособления имеет относительная деформация прокладки и характер шероховатости поверхностей контакта детали с приспособлением. Кроме того, большое значение имеют габаритные размеры прокладки, форма и размеры поперечного сечения прокладки и канавки для нее, материал резины. При недостаточной согласованности всех указанных факторов деталь в приспособлении может занять неправильное положение, а также она может быть ненадежно закреплена вследствие изменения (увеличения) остаточного давления р0 в камере и попадания воздуха в разреженную камеру из атмосферы.
Следует, однако, отметить, что при недостаточной согласованности параметров резиновой прокладки с параметрами канавки для нее первоначально сдвигу детали препятствует только сила трения между деталью и приспособлением, а сила трения между прокладкой и деталью вызывает боковую деформацию прокладки, в результате этого деталь сдвигается вместе с прокладкой.
Для обеспечения надежного крепления обрабатываемой детали в вакуумном приспособлении при проектировании таких приспособлений прежде всего следует выбрать форму прокладки, наиболее соответствующую конфигурации детали, и материал прокладки и определить размеры поперечного сечения прокладки.
При небольших размерах обрабатываемых деталей из нежестких материалов удобно пользоваться легкодеформирующимися прокладками круглого или трубчатого профиля поперечного сечения диаметром не менее 5 мм. Для крупногабаритных деталей из жестких материалов лучше применять прокладки с прямоугольным или квадратным профилем поперечного сечения размерами не менее 4X4 мм.
При недостаточных размерах канавки прокладка не поместится в ней, положение обрабатываемой детали будет неправильно и закрепление ее недостаточно надежно. Аналогичное положение создается, если материал прокладки излишне жесток и силы, создаваемой вакуумом, оказывается недостаточно для правильного положения прокладки. При недостаточной высоте прокладки сила Ру может не обеспечить необходимую герметичность камеры приспособления. Наконец, при излишней ширине и достаточной степени деформации прокладки последняя обеспечивает герметичность, но не способствует удержанию детали под действием сдвигающих сил.
Во всех случаях, когда приспособление должно удерживать обрабатываемую деталь от сдвигающих сил, целесообразно предусматривать для нее на корпусе приспособления боковые упоры.
Помимо приспособлений с прокладками в канавках прямоугольного профиля, применяются приспособления с ленточными прокладками ( 73). В этом приспособлении производится фрезерование торца детали 4. Деталь узким контурным фланцем опирается на установочную плоскость корпуса 3 и плотно прилегает к резиновой ленте б, укрепленной на корпусе с помощью планок / винтами 13. Ширина ленты 20 мм, толщина 0,8—1,5 мм.
Резина хорошо прилегает к нижней плоскости фланца и служит как бы автоматическим уплотнителем, препятствующим проникновению атмосферного воздуха под обрабатываемую деталь. Для большей надежности деталь предварительно подводят к боковым упорам 2. Сбоку приспособления расположен распределительный кран 7.
Золотник 9 при нерабочем состоянии приспособления прижат к торцу трубки 8, ведущей к вакуумному резервуару емкостью 28 л. Резервуар изготовляют из стали толщиной не менее 3 мм. Для закрепления обрабатываемой детали золотник при помощи рукоятки 10 отводится рабочим на себя и удерживается защелкой //, упирающейся в скос планки 12. Манометр 5 служит для контроля силы зажима. Вакуум в резервуаре может быть создан малым герметическим гидронасосом или вакуум-насосом.
В стеклоочистителях с пневматическим и вакуумным приводами неисправности обусловлены в основном нарушением герметичности корпуса, загрязнением и отказом в работе
Движение мембраны открывает или закрывает заслонку. Такое же действие может быть выполнено посредством рычагов и тросов без вакуумного привода.
Привод и оборудование гидропрессовых установок. В состав гидропрессовой установки входят собственно пресс; рабочая жидкость; источник жидкости высокого давления.
В большинстве автоматизированных приводов тормозов легковых автомобилей устанавливаются вакуумные усилители.
Однако все установки обязательно имеют электрический привод (электродвигатель), вакуумный насос, вакуумный баллон, вакуумметр, вакуумный трубопровод.
Источник
Вакумный привод что это
Всё о станочных приспособлениях — «Студентам»
ТЕМА 7. ПРИВОДЫ СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
7.1.Классификация приводов станочных приспособлений
Привод станочного приспособления — это составная часть станочного приспособления для энергетического обеспечения его работы. Приводы характеризуются по источнику энергии, степени специализации и методам компоновки с приспособлением.
I.По источнику энергии
- Пневматические.
- Гидравлические
- Пневмогидравлические
- Пружинно-пневматические и пружинно-гидравлические
- Электромеханические
- Магнитные
- Вакуумные
- Центробежно-инерционные.
II.По степени специализации и методам компоновки
- Специальные встраиваемые (цилиндры растачиваются непосредственно в корпусе приспособления).
- Специальные прикрепляемые (стандартизованные цилиндры прикрепляются к корпусу приспособления и не отделяются от него до снятия приспособления с производства).
- Универсальные (полностью отделены от приспособлений и представляют собой самостоятельный агрегат, используемый в компоновках с различными приспособлениями и наладками).
7.2.Характеристики приводов станочных приспособлений
7.2.1.Пневматический привод
Различают стационарный и вращающийся пневмопривод.
Стационарный пневмопривод используется для энергетического обеспечения стационарных приспособлений (фрезерных, сверлильных и т.п.) и состоит из пневмодвигателя, пневматической аппаратуры и воздухопроводов, в которые сжатый воздух подается от пневмолиний под давлением 0,4 – 0,63 МПа.
Вращающийся пневмопривод используется для энергетического обеспечения вращающихся приспособлений (токарных) и включает в себя вращающийся пневмоцилиндр с воздухопроводящей муфтой, пневмоаппаратуру и воздухопроводов.
Пневмоцилиндры бывают: одностороннего и двухстороннего действия; одинарные или сдвоенные; со сплошным или полым штоками.
Преимущества:
- Быстрота действия (0,5…1,2 с.);
- Постоянство усилия зажима;
- Возможность регулировки усилий зажима;
- Простота конструкции и эксплуатации;
- Независимость работоспособности от колебаний окружающей среды.
- Отсутствие специальных источников давления, т.к. линии сжатого воздуха имеются на большинстве заводов;
- Нет возвратных трубопроводов;
Недостатки:
1.Незначительная плавность перемещения рабочих органов, особенно при переменной нагрузке;
2.Низкое рабочее давление сжатого воздуха (0,4…0,6 МПа), что вызывает необходимость использовать цилиндры большого диаметра для приложения значительных усилий.
7.2.2.Гидравлический привод-
состоит из гидравлической установки, включающей электродвигатель с пусковой аппаратурой, насос (2), резервуар для масла (1), аппаратуру управления (3-кран) и регулирования (7-предохранительный клапан), гидроцилиндры (4) и трубопроводы.
Преимущества:
1.Возможность получения больших усилий при малых размерах привода и как следствие небольшие радиальные габариты и масса цилиндров, исключается применение механизмов-усилителей, что упрощает конструкцию приспособления.
2.Возможность бесступенчатого регулирования усилий зажима и скоростей перемещения.
Недостатки:
- Утечки жидкости, ухудшающие характеристики работы гидропривода;
- Изменение свойств рабочей жидкости в зависимости от температуры, приводящие к изменению характеристики работы гидропривода;
- Высокая стоимость;
- Необходимость более квалифицированного обслуживания.
7.2.3.Пневмогидравлический привод –
обладает преимуществами пневматического и гидравлического приводов:
- Возможность создания высоких рабочих усилий;
- Быстрота действия;
- Относительно низкая стоимость;
- Небольшие габариты.
7.2.4.Пружинно-гидравлический и пружинно-пневматический привод –
состоит из пружинно- гидравлического (пневматического) цилиндра и гидро (пневмо) аппаратуры. Особенность пружинно-гидравлического цилиндра состоит в том, что закрепление заготовки осуществляется с помощью тарельчатых пружин, а гидропривод используется лишь для ее освобождения.
Преимущества:
1.Возможность создания силы зажима при отсутствии давления в гидравлической камере, что позволяет надежно закреплять заготовку при отсоединенном питающем шланге и не требует использования гидрозамков и гидроаккумуляторов для предотвращения освобождения заготовки в случае аварийного падения давления в системе из-за выхода из строя насоса, разрыва трубопровода или прекращения подачи электроэнергии. [1, c.6].
2. Небольшая масса привода, его компактность.
Недостаток:
Зависимость силы зажима заготовки от величины допуска на закрепляемый размер заготовки.
7.2.5.Электромеханический привод-
состоит из электромотора, редуктора, предохранительной муфты и винтовой пары
Рис. 7.2.5-1. Схема электромеханического привода
1 — Электродвигатель; 2 – Редуктор; 3 — Предохранительная муфта; 4 — Регулируемая втулка;
5 — Регулируемая гайка с правой и левой резьбой; 6 — Конечный выключатель; 7 — Тяга механизма зажима
Принцип работы: Через электродвигатель передается крутящий момент на 3 муфту Þ она на тягу через гайку Þ тяга перемещает прихват Þ создается определенное усилие по ней рассчитывается муфта. Когда действует момент 1 Þ муфта расцепляется Þ обеспечивается постоянное усилие зажима на ПО.
7.2.6.Магнитный привод
Принцип действия магнитного привода основан на том, что магнитный поток, создаваемый магнитом, создает силу, препятствующую отрыву заготовки от приспособления.
Преимущества:
- Возможность крепления заготовок на окончательно обработанных поверхностях без повреждения;
- Быстрота действия;
- Возможность одновременного крепления нескольких мелких деталей.
- Меньшие усилия зажима по сравнению с механическим приводом;
- Невозможность крепления заготовок из немагнитных материалов;
- Наличие остаточного магнетизма.
7.2.7.Вакуумный привод
Принцип действия основан на непосредственной подаче атмосферного давления на закрепляемую заготовку. При этом между ее опорной поверхностью и полостью приспособления создается вакуум и заготовка прижимается избыточным давлением. Привод в основном применяется для крепления тонких пластин.
7.2.8. Центробежно-инерционный привод
работает благодаря центробежной силе инерции вращающихся грузов
- Быстрота действия;
- Возможность автоматизации процесса закрепления и открепления заготовки;
- Отсутствие дополнительного источника энергии для привода его в действие.
7.3.Пневмо и гидропривод станочных приспособлений, и их расчет
Расчеты силы Р на штоке пневмо и гидроцилиндра и диаметра его поршня производятся по формулам табл.7.1
Таблица 7.1 Характеристика цилиндров
Сила, развиваемая цилиндром
Цилиндр одностороннего действия
Ртолк. = 
q
D = 2 
Цилиндр двухстороннего действия одинарный
Ртолк. = 
D = 2 
Ртянущ.. = 
D = 
Цилиндр двухстороннего действия сдвоенный
Ртолк. = 
D = 
Ртянущ.. = 
D = 
где: Ртолк. – толкающая сила на штоке; Ртянущ. – тянущая сила на штоке; D — диаметр поршня цилиндра; d — диаметр штока цилиндра; ρ — давление среды в цилиндре; η = 0,85 – к.п.д. пневмоцилиндра; η = 0,90 – к.п.д. гидроцилиндра при уплотнении манжетами; η = 0,97 – к.п.д. гидроцилиндра при уплотнении кольцами; q — сопротивление возвратной пружины в крайнем рабочем положении поршня.
Значения сил, развиваемых пневмоцилиндрами, представлены в табл.7.2.
Таблица.7.2.Силы на штоке пневмоцилиндра
где: ρ = 4 кг./см2- давление сжатого воздуха в пневмоцилиндре;
7.4. Пневмоаппаратура, арматура и уплотнения для пневмоприводов
Пневмоаппаратура обеспечивает надежную работу пневмоцилиндра и включает в себя:
влагоотделитель – прибор, предназначенный для очистки воздуха от влаги, твердых включений и масла;
маслораспылитель – прибор, предназначенный для внесения смазочного материала в поток сжатого воздуха;
редукционный пневмоклапан – прибор, предназначенный для понижения давления сжатого воздуха, подаваемого к пневмоцилиндру;
реле давления – прибор, предназначенный для контроля давления сжатого воздуха (0,1…0,63 МПа) и подачи сигнала при достижении заданного давления, а также для отключения электродвигателя станка при аварийном падении давления;
обратный пневмоклапан – прибор, предназначенный для пропускания потока воздуха только в одном направлении;
крановый пневмораспределитель – прибор, предназначенный для изменения направления потока сжатого воздуха.
глушитель– прибор, предназначенный для снижения шума, возникающего при выходе воздуха в окружающую среду.
Арматура и соединения трубопроводов регламентированы ГОСТ 13954… ГОСТ13977. Для подвода сжатого воздуха к неподвижным пневмоцилиндрам применяют медные или латунные трубы, а к перемещающимся – резиновые шланги.
В качестве уплотнений пневмоцилиндров и штоков применяют резиновые манжеты (ГОСТ 6678). Резиновые кольца (ГОСТ 9873) используют в качестве уплотнений неподвижных соединений. В качестве уплотнений подвижных соединений (с ходом не более 20 мм) допускается применять резиновые кольца диаметром не более 50 мм.
Приводы механизированные токарных патронов
Для механизированных токарных патронов применяют пневматические, гидравлические и электромеханические приводы. Их, как правило, закрепляют на задней части шпинделя и соединяют с патроном с помощью специальной тяги, проходящей через отверстие шпинделя. Приводы должны:
-обеспечить минимальное время зажима-разжима заготовки;
-достаточную силу зажима;
-регулирование силы зажима;
-поддержание давления в цилиндре, в случае аварийного падения давления в сети.
Пневматический привод токарных патронов включает в себя вращающийся пневмоцилиндр и пневмоаппаратуру, в которые сжатый воздух подается от пневмолиний под давлением 0,4 – 0,63 МПа.
Вращающиеся пневмоцилиндры бывают: одностороннего и двухстороннего действия; одинарные или сдвоенные; со сплошным или полым штоками и состоят из цилиндра и воздухопроводящей муфты, которая обеспечивает подвод сжатого воздуха от пневмоаппаратуры в полости цилиндра. По данным [18] отечественная промышленность выпускает вращающиеся цилиндры марок П-ЦВ-200, П-ЦВС-200, П-ЦВ-250, П-ЦВС-250, с диаметром цилиндра 200 мм и 250 мм., максимальная частота вращения которых составляет 300 рад/с (2870 об/мин.) при теоретической тянущей силе на штоке от 18,5 кн. до 58 кн.
Гидравлический привод токарных патронов включает в себя вращающийся гидроцилиндр и гидростанцию, предназначенную для создания рабочего давления жидкости
Гидростанция включает в себя резервуар для масла, электродвигатель, насос, аппаратуру управления и регулирования.
Вращающийся гидроцилиндр состоят из цилиндра и гидроподводящей муфты, которая обеспечивает подвод масла от гидростанции в полости цилиндра. По данным [19] отечественная промышленность выпускает вращающиеся цилиндры нескольких марок, наилучший из них Г29 –33 с наибольшим усилием зажима 60 кн. и наибольшей частотой вращения 6000 об/мин.
Преимущества гидроприводов (по сравнению с пневмоприводами)
Большое рабочее давление жидкости (до 15 МПа) и как следствие небольшие радиальные габариты и масса цилиндров, исключается применение механизмов-усилителей, что упрощает конструкцию патронов.
Недостатки
Дороговизна гидростанции.
Электромеханический привод токарных патронов включает в себя электромеханическую зажимную головку, установленную на заднем конце шпинделя станка посредством переходного фланца.
Зажимная головка состоит из трех основных частей: встроенного электродвигателя, редукторной части и токопровода с узлом регулирования усилия.
Отечественная промышленность выпускает электромеханические зажимные головки ЭМГ 50 с регулируемым тяговым усилием 15. 50 кн. и наибольшей частотой вращения 3200 об/мин.
Источник
