Файл: КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРИБОРОВ И АППАРАТОВ Учебник В трех частях Часть 2. Инженерное творчество (Оленев).pdf

функциональная схема пневматического зажима для контроля механических свойств трубок, применяемых в системах для очистки крови, показанная на рис. 8.1. Данный зажим предназначен для проведения испытаний трубки диаметром d на прочность при разрыве. Испытания проводятся на разрывной машине, на которой устанавливается указанный зажим. При этом, исходя из заданного усилия сжатия трубки, нами были рассчитаны геометрические параметры (а = 10 мм, в = 13 мм, с = 13 мм, е = 22 мм, f = 33 мм, g = = 9,5 мм) захвата (щипцов), угла α клина и хода h поршня силового цилиндра, а также рабочее давление р воздуха, подаваемого в цилиндр.

Рис. 8.1. Функциональная схема пневматического зажима

На рис. 8.1 показаны: а – исходное положение зажима, б – момент установки трубки в зажим и ее автоматическое позиционирование по оси симметрии зажима; в –т подача воздуха в цилиндр с последующим перемещением клина и поворотом губок зажима относительно точки о, в результате чего происходит сжатие трубки с заданным усилием; г – расчетные схемы губки захвата и клина пневматического зажима. Работа указанного зажима хорошо видна из представленной функциональной схемы, поэтому нет смысла ее описывать.

Получив исходные данные, приступают к разработке компоновочного чертежа изделия. он выполняется максимально упрощенно (можно от

90

руки без применения чертежных принадлежностей) с указанием основных размеров, которые станут отправной точкой при последующей разработке чертежей узлов и деталей изделия. При необходимости можно выполнить некоторые разрезы, поясняющие наиболее важные (ключевые) моменты компоновки, позволяющие представить взаимодействие деталей изделия и понять суть некоторых предварительных технических (конструкторских) решений (проработок).

Сначала следует изобразить на чертеже захват, состоящий из губок 1, 2, соединенных между собой осью 3 (рис. 8.2). Для фиксирования захва-

размеры, поскольку расстояния между отверстиями, в которые устанавливаются штифты и ось, достаточно легко

выдерживаются с прецизионной точностью при изготовлении.

Для устранения перекоса штока необходимо в стойке 4 предусмотреть направляющие в виде паза, выполненного вдоль ее оси симметрии. Исходя из геометрических размеров клина (α = 30°) и хода (h = 15) штока, вычисляют высоту стоек 4, равную 82 мм. Нанеся на этот чертеж расчет-

ные размеры (а = 10, в = с = 13, е = 22, f = 33, g = 9,5 мм), приступают к дальнейшему развитию компоновки.

Последующее построение чертежа лучше всего выполнять путем последовательного присоединения сопрягающихся между собой деталей. Со штифтами 6 у нас взаимодействует клин 7 с опорой 8, соединенный со штоком 9 силового цилиндра 10 (рис. 8.3). Следует учитывать, что допустимы компенсационные регулировки в устройстве. Так, за счет разброса технологических допусков деталей, входящих в состав пневматического

91

зажима, возможно неполное смыкание губок 1, 2. Поэтому необходимо в клине 7 предусмотреть длину резьбового отверстия, при помощи которого он крепится к штоку 9, несколько большую, чем это требуется для его крепления. Тогда при полностью выдвинутом из цилиндра 10 штоке путем перемещения клина по резьбе можно установить его в такое положение, в котором будут выбраны зазоры между клином 7, штифтами 6 и губками 1,

2. Для фиксирования клина в отрегулированном положении нужно поставить контргайку 11.

После этого вычисляется высота (121 мм) расположения силового цилиндра от нижней поверхности основания 5, которая позволит потом в зависимости от толщины последнего вычислить длину колонок 12, удерживающих силовой цилиндр 10 и прикрепленных к основанию 5 болтами 13. Расстояние (50 мм) между болтами определяется межцен-

Рис. 8-3. Компоновка захвата с силовым цилиндром тровым расстоянием между резьбовыми отверстиями в силовом цилиндре 10, предназначенными для крепления по-

следнего. Разведение в стороны губок захвата при подъеме клина 7 осуществляется при помощи зацепов (шплинтов) 14, соединенных, например, с пружинами.

Полученный чертеж является завершением процедуры компоновки захвата с силовым приводом, которая, по существу, определяет общую компоновку пневматического зажима, его структуру и форму.

92

Заканчивают компоновку дополнением чертежа элементами и деталями, необходимыми для управления работой силового цилиндра и для крепления устройства к разрывной машине. На рис. 8.4 представлена окончательная компоновка пневматического зажима. Пружина 15 способствует разведению губок в стороны. С помощью колонок 12 захват с силовым цилиндром соединяется с подвесом 16, к которому винтами 17 крепится пневматический кран 18, соединенный шлангом 19 через уголок 20 с воздушной полостью силового цилиндра 10. Установка зажима на разрывную машину осуществляется при помощи специального болта 21, который соединен с подвесом 16.

Данный чертеж завершает компоновку всего изделия в целом и дает представление о пространственном расположении всех основных его узлов и деталей. После этого приступают к конструкторскому проектированию на следующих, более низких уровнях.

За компоновочным уровнем следует уровень сборочных узлов. Проектирование на этом уровне желательно разделить на два этапа.

Сначала следует наметить количество сборочных чертежей, которое, по мнению проектировщика, будет достаточным для рациональной сборки изделия. При этом нужно определить содержание каждого чертежа, запомнить или зарисовать его. После этого

переходят к проектированию на уровень чертежей деталей для выполнения рабочих чертежей деталей, входящих в предварительно намеченные сборочные чертежи.

93

8.2. Чертежи деталей изделия

Проектирование лучше начинать с деталей, которые входят в так называемые малые сборки, т.е. в узлы, которые являются частью других, более крупных узлов. Начиная, таким образом, с деталей малых сборок, переходят к более крупным узлам и в конце концов заканчивают проектированием деталей сборочного чертежа изделия. В нашем случае количество и содержание сборочных чертежей, видимо, будет совпадать с приведенными выше компоновочными чертежами, т.е. в конструкторской документации должны быть сборочные чертежи захвата, захвата с силовым цилиндром и пневматического зажима. Поэтому сначала приступим к выполнению чертежей деталей, входящих в сборочный чертеж захвата. Этот чер-

теж на первом этапе проектирования на уровне сборочных чертежей может быть условно показан так же, как и на рис. 8.2.

При проектировании губок захвата следует сначала определить размер между щечками одной из них. В положении, когда губки захвата разведены в стороны, эти щечки совместно с поверхностью другой губки должны образовывать

направляющие пирамидального вида (рис. 8.5, а) с квадратным сечением. Благодаря этому трубка сначала легко вставляется в захват (рис. 8.5, б), а потом у основания щечек касается их поверхности. В результате трубка, во-первых, автоматически центрируется, а во-вторых, удерживается в них за счет силы трения еще до смыкания захвата, что повышает удобство и безопасность эксплуатации устройства. При этом в указанных щечках необходимо сделать полукруглые выемки, в которые устремляется материал трубки, принимающей овальную форму при ее деформации в процессе сжатия захватом.

94

Поскольку щечки должны свободно перемещаться вокруг оси, то необходимо предусмотреть гарантированный зазор между осью и отверстием в щечках. Однако, в свою очередь, ось должна быть запрессована в стойки основания для надежного удержания захвата. Перечисленные требования являются основными для обеспечения надежной работы захвата.

Кроме этих требований при проектировании чертежей деталей необходимо учитывать размеры, указанные на рис. 8.2, а также некоторые другие моменты, связанные не только с особенностями конструкции, но и с технологией изготовления. Так, например, концы губок входят в прямоугольный паз основания. Длина этого паза будет определять расстояние, на которое губки будут разведены в стороны, поэтому важно, чтобы была выдержана не только длина паза, но и его ширина по всей этой длине для свободного беспрепятственного перемещения губок. Однако при изготовлении этого паза фрезерованием его углы остаются округлыми (по радиусу фрезы), что может нарушить нормальную работу захвата. Во избежание этого необходимо на губках с тыльной стороны сделать фаски, исключающие соприкосновение губок с углами паза основания. Учитывая в процессе проектирования конструктивные и технологические особенности, изготавливают чертежи деталей.

На рис. 8.6, 8.7 показаны чертежи первой (охватывающей) и второй (охватываемой) губок захвата. На рис. 8.8 изображена ось захвата, посредством которой указанные губки соединяются между собой, образуя при этом нечто похожее на бельевую прищепку. На рис. 8.9 изображено основание, на котором закрепляется узел, собранный из этих губок.

Далее приступают к выполнению чертежей следующего сборочного чертежа, который условно может быть показан так же, как на рис. 8.3. В этот сборочный чертеж помимо стандартных и покупных узлов и деталей будут входить колонки, крепящие силовой цилиндр, клин и его опора.

Диаметр опоры следует выбирать исходя из того, что она должна запрессовываться в клин и в тоже время свободно скользить по направляющему пазу основания.

Длина резьбового отверстия в клине должна позволять выполнять регулировку, компенсирующую разброс технологических допусков деталей. Резьба в этом отверстии должна соответствовать резьбе штока силового цилиндра (М12 × 1,25).

На рис. 8.10 изображена опора клина, посредством которой он воздействует на губку, т.е. передает ей соответствующее усилие для зажима испытуемой трубки.

На рис. 8.11 показан чертеж клина, который устанавливается непосредственно на штоке пневмоцилиндра.

95