Расчет патрона на усилие зажима

В машиностроении наибольшее применение имеют трехкулачковые самоцентрирующиеся клиновые и рычажные патроны с винтовым и механизированным приводом для перемещения кулачков.

Исходные данные: Патрон трехкулачковый с рычажным перемещением кулачков, осуществляющий зажим от вращающегося пневматического цилиндра двустороннего действия. Материал заготовки сталь 40Х.

Подберем пневматический цилиндр для совместной работы с трехкулачковым самоцентрирующимся рычажным патроном.

Определяем коэффициент запаса для самоцентрирующегося трехкулачкового патрона с пневматическим приводом зажима по табл. 88 и 89.

Определим силу зажима детали одним кулачком патрона по табл. 91

где n - число кулачков в патроне, n=3шт.; f - коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков, f=0,8 (с зубьями параллельно оси патрона); диаметр зажимаемой поверхности D=76 мм; диаметр обрабатываемой поверхности D₁=50 мм.

Определим силу Q на штоке механизированного привода трехкулачкового патрона по формуле табл. 91:

где – коэффициент, учитывающий дополнительный силы трения в патроне, =1,05; l -вылет кулачка от середины его опоры в пазу патроне до центра приложения силы зажима на одном кулачке, l =40 мм; l₁ – длина направляющей части кулачка, l₁ = 65 мм; f₁ -коэффициент трения кулачка, f₁ =0,1; a и b – размеры короткого и длинного плеч двухплечевого рычага (конструктивно a=20мм, b=100 мм):

Определим диаметр поршня цилиндра и выберем ближайший больший стандартный

размер пневматического вращающегося цилиндра по формуле [4, с. 115]:

мм,

где р – давление сжатого воздуха, Мн/м, р=0,39 Мн/м. Принимаем диаметр пневмоцилиндра .

Определим действительную силу зажима детали по принятому диаметру пневмоцилиндра по табл. 90

где - коэффициент полезного действия,

Определим время срабатывания пневмоцилиндра табл. 90

где L – длина хода поршня, см (для диаметра D_Ц=100 mm, L=25 мм); рекомендуется d_в=8...10 мм, d_в=10 mm; v - скорость перемещения сжатого воздуха, v=1600-2600 см/с; принимаем v=2000 см/с.