斜面機構(gòu)在機床回轉(zhuǎn)工作臺夾緊中的應(yīng)用
1 斜面滑塊機構(gòu)的特性
如圖1a所示水醋,滑塊A置于具有一定升角l的斜面上管削,設(shè)已知斜面與滑塊之間的摩擦系數(shù)f以及加于滑塊A上的垂直載荷Q(包括滑塊本身的重量)。
- 當滑塊A以等速沿斜面B上升時罗心,P為驅(qū)動力里伯,而Q為阻力,因斜面B加于滑塊A的總反力R的方向應(yīng)與A相對于B的運動方向成90°+?夾角渤闷,其中?(tg-1f)為摩擦角疾瓮,所以R與Q間的夾角為l+?,按力的平衡方程式Q+R+P=0作其力多邊形如圖1b所示肤晓,可得
P=Qtg(l+?) |
(1) |
- 若A、B之間沒有摩擦认然,則?=0补憾,可得理想的水平驅(qū)動力
P0=Qtgl |
(2) |
-
如圖1c所示,設(shè)將力P減小至P′時反俱,滑塊A以等速沿斜面下滑忱厨,這時Q為驅(qū)動力而P′為阻力辱囤,由于滑塊運動方向的改變,所以總反力R′與Q之間的夾角變?yōu)閘-?鲤瞪,然后按Q+R′+P′=0作力多邊形如圖1d所示牢介,可得
P′=Qtg(l-?) |
(3) |
- 當?=0時,又有
P′0=Qtgl |
(4) |
-
當A滑塊上升時揉拯,如果l≥(p/2)-?時泳厌,機構(gòu)自鎖,若要使滑塊上升時不發(fā)生自鎖液斩,須有
l<(p/2)-? |
(5) |
-
當滑塊A下降時起驱,如果l≤?時,機構(gòu)也自鎖谤赛,若要使滑塊下降時不發(fā)生自鎖鹊获,又須有
l>? |
(6) |
|
所以,要使此滑塊A在上升追城、下降過程中均不自鎖刹碾,需同時滿足以下兩個條件:
- l<(p/2)-?
- l>?
2 斜面浮動夾緊機構(gòu)
斜面浮動夾緊機構(gòu)如圖2所示,當回轉(zhuǎn)工作臺需要夾緊座柱、固定時迷帜,壓力油經(jīng)濾油器、油泵辆布、電磁換向閥后瞬矩,再經(jīng)C口進入油腔,推動活塞運動锋玲,從而帶動活塞軸2上的斜面滑塊5向上運動景用,由于斜面的作用,使彈性夾緊體4受到比活塞上所受力大許多的垂直方向的力而向外張開惭蹂,使夾緊導軌板6與夾緊槽面(回轉(zhuǎn)體上開的環(huán)形槽)接觸伞插、受壓產(chǎn)生止壓力。并最終靠夾緊導軌板6與夾緊槽面間所產(chǎn)生的摩擦力F使回轉(zhuǎn)工作臺可靠地夾緊盾碗。為使夾緊體體積小些媚污,受力狀況好些,一般此夾緊體均對稱地分布于轉(zhuǎn)臺上廷雅,并盡可能使其力臂大些皿掂。我們所采用的為四個對稱布置的夾緊體,使中心軸只受扭轉(zhuǎn)力矩唆逻,而徑向力為零(圖2)般供,以利轉(zhuǎn)臺保持高精度。需松開時,只需往D口通入一定的壓力油栅告,使活塞向下移動睛至,帶動斜面滑塊克服夾緊阻力運動,同時由于夾緊彈性體4自身彈性而收縮域抚,使夾緊導軌板與夾緊環(huán)形槽面脫開治部。本例中,夾緊導軌板與回轉(zhuǎn)體環(huán)形槽面間始終保持0.1mm左右間隙(兩側(cè)面)涵蔓,以利夾緊動作的可靠性和快速性沧蛉。
如前述所知,在斜面滑塊機構(gòu)中鬓预,同時滿足l<(p/2)-?篮烈,l>?兩條件,滑塊就可以升降自如购岗。
一般地汰聋,我們?nèi)』瑝K與斜面間摩擦系數(shù)較小,f=0.10喊积,這時摩擦角?=tg-1f=5.246°烹困。為了使活塞用較小的驅(qū)動力P,產(chǎn)生較大的夾緊力Q乾吻,只需l>?即可髓梅,但考慮到其他一些因素的影響,這里取l=7°30′绎签,很顯然l+?<(p/2)成立枯饿,從而滿足滑塊不自鎖條件。
設(shè)夾緊體所需的夾緊力Q為85kN诡必,由于P=Qtg(l+Q)知只需使活塞產(chǎn)生的驅(qū)動力P約為20kN即可實現(xiàn)夾緊奢方。顯然,P力與Q力相比要小許多爸舒,與傳統(tǒng)的不帶斜面滑塊的油缸(夾緊)相比蟋字,在相同的油壓,需產(chǎn)生相同的夾緊力時材又,油缸體積要小許多枫须,同時,成本低药屠,無需碟簧復位新俗,節(jié)省空間,使整個機構(gòu)更小巧崇旺。
通過以上分析可知該斜面浮動夾緊機構(gòu)與傳統(tǒng)油缸比有許多優(yōu)點都鸳,具有一定的推廣性和實用性坷疙,對于從事機械設(shè)計的工程技術(shù)人員在做此類設(shè)計工作時,提供了一個較為新穎的可借鑒的夾緊機構(gòu)悉通。
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