Опора на кулачки

На кулачках

Опора на кулачки

Без процесса газообмена работа двигателя внутреннего сгорания невозможна. В зависимости от порядка работы цилиндров двигателя в строго определенные моменты времени должны открываться впускные клапаны, пропуская внутрь цилиндров горючую смесь либо воздух, если наш мотор — дизель или с непосредственным впрыском бензина.

Далее впускной клапан обязан закрыться, чтобы в условиях полной герметичности в цилиндре произошло сгорание.

Затем из цилиндра необходимо удалить отработавшие газы, а для этого опять-таки в определенный момент времени требуется открыть выпускной клапан.

Наконец, когда отработавшие газы «вылетели в трубу», надо вернуть выпускной клапан в закрытое положение. И так по кругу, пока двигатель не будет заглушен.

Фазы, зоны, сектора

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения. Однако управляет осуществлением фаз газораспределения вовсе не коленчатый, а распределительный вал.

При этом взаимное угловое расположение кулачков на распредвале зависит от порядка работы цилиндров и общей диаграммы фаз газораспределения двигателя.

А вот выполнение фаз газораспределения каждым отдельно взятым клапаном обеспечивается геометрическим профилем кулачка.

Существует также прямая взаимосвязь между профилем, высотой и скоростью подъема клапана над седлом, от которых зависит величина проходного сечения соответствующего отверстия в головке цилиндров и объем потока свежего заряда и отработавших газов.

В сечении кулачок напоминает грушу. Или, если хотите, яйцо — имеется округлый затылок и заостренная оконечность. Но наука выделяет на профиле кулачка четыре основные зоны. Первая — тот самый округлый затылок, который называется сектором отдыха.

Что делает клапан, когда против его толкателя проходит сектор отдыха кулачка? Разумеется, «отдыхает», а именно: закрыт и охлаждается, отдавая головке цилиндров тепло через прижатую к седлу тарелку.

Особенно важна продолжительность отдыха для выпускных клапанов, тарелки которых омываются раскаленными отработавшими газами.

Следующая зона на кулачке — сектор ускорения. От его профиля зависит, как быстро клапан поднимается. Чем скорее это происходит, например с впускным клапаном, тем лучше для наполнения цилиндра свежим зарядом.

Означает же это, что, изменяя профиль сектора ускорения впускного клапана, можно влиять на мощностные показатели двигателя, чем, к слову, и пользуются при проектировании так называемых спортивных распредвалов. Однако заимообразно со скоростью подъема клапана на кулачок нарастают нагрузки от сжимающейся клапанной пружины.

А нагрузки эти, надо сказать, немалые — 2000 Н/кв. мм и выше. Поэтому профиль сектора ускорения — это всегда компромисс между желанием получить больше мощности и необходимостью не навредить долговечности.

Третья зона называется вершиной. Когда кулачок работает вершиной, клапан открыт полностью. Вот только долго держать его в таком положении нежелательно. Клапан должен еще успеть закрыться в срок, и необходимо, чтобы посадка тарелки клапана в седло была мягкой.

Многократно же повторяющиеся удары ведут к появлению микротрещин на фаске клапана и седле. Да и силы, действующие на кулачок со стороны толкателя, в зоне вершины становятся максимальными.

Поэтому форма вершины кулачка, впрочем, как и зоны посадки — последней из четырех частей профиля, также является результатом некоего компромисса с долговечностью.

Сочетание компромиссов — кулачок с профилем, обеспечивающим наибольшую пропускную способность клапана при наименьших из возможных ускорений его подъема и посадки.

Распредвалы с такими кулачками, называемыми безударными, используются в большинстве автомобильных двигателей.

Правда, в действительности кулачок работает без ударов, только когда его поверхность постоянно скользит, не отрываясь от поверхности толкателя.

Что их губит

Поскольку по условиям работы четырехтактного двигателя требуется, чтобы за каждые два оборота коленчатого вала клапаны только один раз открывались и закрывались, распредвал кинематически связан с коленвалом так, что вращается с частотой в два раза меньше, чем частота вращения коленвала. С точки зрения уменьшения износа это хорошо.

Тем не менее износ кулачков остается основной причиной выхода распредвалов из строя. Способствуют же износу увеличенные контактные напряжения, которые приходится испытывать кулачку. Но с какой стати величина контактных напряжений может оказаться выше расчетной?

Вспомним, что в клапанном механизме существует так называемый тепловой зазор. Он призван компенсировать удлинение стержня клапана из-за нагрева.

Если тепловой зазор давно не регулировался и поэтому велик, то между сектором отдыха кулачка и толкателем отсутствует контакт, из-за чего при дальнейшем вращении кулачок не плавно нажимает на толкатель, а с силой бьет по нему боковой поверхностью. Внешнее проявление таких повторяющихся ударов — характерный шум, слышимый из-под клапанной крышки.

Участок перехода сектора отдыха в сектор ускорения — второй после вершины из наиболее уязвимых на кулачке. При увеличенном тепловом зазоре первые микроразрушения на кулачке могут появиться в этом месте, а затем процесс прогрессирует.

Гидрокомпенсаторы тепловых зазоров, представляющие собой, по сути, два поршенька, раздвигаемых давлением масла, решают эту проблему, но только до тех пор, пока сами остаются исправными. А подклинивать гидротолкатели могут при засорении системы смазки и наличии в масле посторонних включений. При заклинивании гидротолкателя больше всего достается вершине кулачка.

Случается, что распредвалы просто ломаются на части, иногда без видимых на то причин. Однако чаще всего поломка распредвала бывает связана с разрывом зубчатого ремня или цепи привода ГРМ.

Более всего подвержены поломкам длинные, а потому не отличающиеся жесткостью распредвалы шестицилиндровых рядных двигателей. Но если постараться, то можно сломать распредвал и на «четверке». Для этого надо попробовать запустить с буксира двигатель, в котором зубчатый ремень нуждается в замене.

Одно дело, когда ремень рвется на работающем двигателе, и тогда мотор, как правило, останавливается после удара поршня о не успевший спрятаться в седло клапан.

Совсем по другому сценарию ситуация разворачивается, когда буксировка заставляет коленвал в двигателе принудительно вращаться, а клапаны из-за оборвавшегося ремня остановились в каком-то положении. Вот тут распредвалу приходится туго.

Если разломанному распредвалу путь один — в утиль, то при износе кулачков предпринимаются попытки восстановления. Для этого кулачки наваривают, а затем обтачивают или шлифуют по копиру. Как показывает опыт, толку от такой «реанимации» нет — долго восстановленные кулачки не служат.

Однако если серьезные фирмы от практики наварки давно отказались, то кустари этим еще продолжают заниматься. Как правило, чтобы помочь клиенту избавиться от проблемной машины. При покупке обязательно взгляните на распредвал хотя бы через отверстие маслозаливной горловины клапанной крышки.

А вдруг?

В перспективе

Когда-нибудь, открыв клапанную крышку, кулачковый вал мы под ней не обнаружим. Вместо него будут видны индивидуальные для каждого клапана электромагнитные или гидравлические приводы — так обещают конструкторы.

Электромагниты либо управляемые электроникой гидроцилиндры могут за доли секунды поднимать клапаны на рассчитанную процессором высоту и так же быстро, но мягко возвращать их в седло. И все это в точном соответствии с условиями движения.

Станут ненужными встречающиеся сегодня сложные механизмы регулирования фаз газораспределения вроде VANOS и VTEC. Появится возможность в зависимости от нагрузки на двигатель выборочно отключать отдельные цилиндры и тем самым экономить топливо.

Но вопрос, когда распредвал получит отставку, остается открытым. О создании опытных образцов безраспредвальных двигателей сообщалось еще 10 лет тому назад, однако воз и ныне там — на стадии испытания прототипов.

Вердикт «АБw»

Качественная смазка — главное условие долговечности кулачков и опор распредвала. Важно своевременно регулировать тепловые зазоры в клапанах, если это предусмотрено конструкцией клапанного механизма, и менять зубчатый ремень привода ГРМ.

Цепной привод, как правило, гораздо надежнее и долговечнее, но его наличие в двигателе также не повод, чтобы расслабиться. Изношенная цепь не менее опасна, чем исчерпавший ресурс ремень.

В большинстве случаев распредвал из передряги, связанной с разрывом ремня или цепи, выходит невредимым, но и вероятность его поломки реально существует.

Сергей БОЯРСКИХ

Фото автора

Газета «АВТОБИЗНЕС»

Источник: http://autooboz.info/2007/07/na-kulachkax/

Шаровые опоры: как они устроены и как их менять – Колеса.ру

Опора на кулачки

Как работают в подвеске шаровые опоры? Зачем их интегрируют в рычаги подвески, отчего они изнашиваются и насколько трудно их менять на современном автомобиле? Разбираемся в этом вопросе во всех деталях.

Шаровая опора – это, конструктивно, не что иное, как шарнир, которым ступица колеса крепится к рычагу подвески.

ее задача – давать колесам свободу перемещения в горизонтальной плоскости и исключать – в вертикальной.

Вообще, шаровые шарниры используются далеко не только в опорах ступиц – их можно встретить и в развальных рычагах, и в рулевой трапеции, и даже в креплении газовых упоров капота.

Но до определенного времени вместо подвижных шаровых шарниров на поворотных колесах использовали шкворневый шарнир – тяжелый, требующий периодической смазки, а главное – обеспечивающий колесу только свободу поворота по одной оси, что негативно сказывалось на управляемости.

Конструкторы понимали, что шаровая опора будет принимать каждый удар от дороги, потому работа на износ станет колоссальной. Делать деталь с особо прочным алмазным напылением смысла не было, потому ее сознательно превратили почти в расходник. С тем, чтобы в случае чего, можно было без проблем, отвернув пару болтов и гайку, заменить новой.

Конструкция шаровых

Изначально опора представляла из себя корпус, в который установили шаровый палец и поджали через металлическую пластину пружиной, а сверху накрыли пыльником. Дабы палец не износился через два дня, заложили смазочный материал и дали указание всем, кто занимается обслуживанием, регулярно проверять и заменять смазочный материал в корпусе, запрессовывая его через масленку.

Затем наступила эра пластика, и из конструкции ушла пружина. Шаровая часть пальца была помещена в полусферу, образованную вкладышами из вышеупомянутого материала. С тех пор, по сути, конструкция не изменилась, единственно, пластик был заменен на более износостойкий нейлон.

Шаровые опоры разделились на обслуживаемые и необслуживаемые, то есть с масленками и возможностью разборки и без, соответственно. Но чем ближе к настоящему десятилетию, тем меньше использовались разборные опоры. Отголоском эпохи остаются шаровые опоры с масленками, для закладки смазочного материала, но почти на всех машинах давно ставят необслуживаемые опоры.

Сколько в подвеске шаровых опор?

Все сводится к типу подвески. В самых простых МакФерсонах шаровых две – они находятся снизу. Чем больше рычагов, тем больше шаровых. На двухрычажках шаровые есть верхние и нижние, а на самых сложных подвесках, в основном это касается Volkswagen и Audi, шаровых может быть и по пять штук на одну сторону.

Крепеж к рычагу

Сейчас вся классификация сводится не к типу конструкции самой шаровой, а к способу ее установки – от этого очень сильно зависят затраты на замену.

Самая простая и миролюбиво настроенная к хозяину автомобиля конструкция – с креплением корпуса опоры к рычагу подвески с помощью болтов, гаек или заклепок. В таком случае отсоединить изношенную шаровую от рычага не составит труда.

Казалось бы, конструкция доведена до совершенства, но с конца 1990-х годов инженеры постепенно стали отказываться от нее в пользу опоры, интегрированной в рычаг подвески.

Есть мнение, что такую конструкцию пролоббировали маркетологи, которым хотелось увеличить прибыльность продажи запчастей, ведь теперь при износе шаровой нужно менять рычаг в сборе, даже если сам рычаг в порядке. Но на самом деле у всего этого есть сугубо инженерный смысл: подвеска с интегрированными в рычаги шаровыми опорами попросту легче разборной.

Есть компромиссная конструкция, в которой нет элементов крепления к рычагу, но есть элемент фиксации – стопорное кольцо. В таком случае опора просто запрессована в рычаг (например – Zafira C и Jeep Patriot). Чтобы ее заменить, придется использовать пресс или иной силовой способ (подробнее об этом – ниже).

Крепеж к поворотному кулаку

Основные типы крепления к рычагу рассмотрели, теперь обратим взоры к фиксации шаровой опоры к поворотному кулаку, при условии, что опора на рычаге.

Здесь только два варианта: палец опоры может подсоединяться и крепиться гайкой, которая или шплинтуется, или применяется самоконтрящаяся гайка с внутренним стопорным кольцом.

Альтернативный вариант крепежа – стяжным болтом, как, например, у Hyundai Santa Fe с 2006 года. Последний вариант более хлопотный, так как болт, на практике, склонен к закисанию.

Также часто бывает, что для того, чтобы разжать концы кронштейна кулака, в котором фиксируется палец опоры, необходимо применить специальный клин, которого часто просто нет в наличии. Проблема может возникнуть там, где ее не ждешь.

Взять хотя бы Audi A6 С7: тут замечательная конструкция передней многорычажной подвески, в которой шаровые опоры верхних рычагов подсоединены к поворотному кулаку и зафиксированы одним длинным стяжным болтом, который очень часто прикипает настолько, что извлечь его невозможно.

Ни нагрев кулака (он из алюминиевого сплава), ни охлаждение болта, ни даже прикладывание пяти, а то и десяти тонн на гидравлическом прессе не сдвигают с места этот злополучный болт и на миллиметр.

И, как часто бывает в таком случае, хозяин узнает, что его кошелек опустел еще на 400–500 долларов – такова средняя цена на новый поворотный кулак для A6 C7.

В стремлении оптимизировать конструкцию подвески (не всегда в угоду ремонтопригодности) шаровую опору перенесли с рычага на поворотный кулак. В него опора может запрессовываться (SsangYong Rexton, Mercedes-Benz CLS W219), крепиться болтами (ВАЗ 2110) или фиксироваться стяжным болтом в кронштейне кулака (Subaru Forester SG). У каждого способа свои преимущества и недостатки.

В первом варианте для замены шаровой придется снять весь поворотный кулак, а это само собой разумеющийся демонтаж суппорта и диска с отсоединением от верхнего (или верхних, если их два) и нижнего рычагов. Второй и третий вариант намного проще, потому как для замены достаточно будет отсоединить нижний рычаг от шаровой опоры.

Пыльники

Они у шаровой опоры есть всегда, вне зависимости от того, снимаемая или интегрированная в рычаг опора. И они заменяемы! Небольшая поблажка от конструкторов и маркетологов.

Но после радостной вести вынужден огорчить: как часто вы заглядываете под автомобиль и смотрите на пыльники? Самые ответственные – раз в 10-15 тысяч километров при периодическом ТО, а в большинстве своем автовладельцы видели свою машину снизу пару раз (когда мастер показывал износ подвески) или не видели вовсе.

Статьи / Практика

Остальные расходы принимаются как ожидаемые, и куда большее удивление вызывают “вечные” компоненты, не требующие замены десятилетиями, чем постоянные поломки. Тем удивительнее российскому человеку…

Как бы то ни было, но вовремя выявить потрескавшийся, но не поврежденный пыльник вероятность мала, значит вы обратите на него внимание, только если ему придет конец, а это автоматически замена шаровой опоры. Круг замкнулся.

Ниже приведено описание того, как может разрушиться пыльник и как заменить шаровую опору почти в полевых условиях на примере Jeep Patriot.

Отчего решили заменить? На себя обратил внимание жуткий скрип со стороны подвески при повороте рулевого колеса.

Причины и следствия выхода из строя шаровых опор

Как говорилось выше, опору придумали, как замену шкворню, но избавившись от него, не избавились от сил, действующих на шарнир. Если задать почти философский вопрос: «Так почему же изнашиваются шаровые?», то ответ будет состоять из трех основных пунктов (есть и четвертый – время – но он не интересен, так как понятен).

Первый: повышенные ударные нагрузки на подвеску при проезде, например, по трамвайным путям на неприличной скорости или обычная эксплуатация автомобиля в необычных дорожных условиях, которыми нас не удивишь. Второй: отсутствие смазочного материала там, где он должен быть (помните о масленках?).

И, наконец, третий: разрушение пыльника опоры.

Что касается конструктивных особенностей подвесок и влияния этого на износ, то можно сказать следующее: любая шаровая опора, как бы она ни была установлена – на рычаге или на поворотном кулаке – будет изнашиваться благодаря ударам и трению. И если вам хочется сберечь средства и нервы, то нужно чаще заглядывать за колесо, а также не кричать про себя «Банзай» при виде приближающихся недоразумений в виде выбоин.

Пример замены шаровой опоры

Специнструмента не было, но было огромное желание побыстрее решить проблему, чтобы выдвинуться в путь и приехать в срок. Потому машину на подъемник, ключи в руки, рукава до локтей. Первым делом шаровые опоры.

В данном случае «умерли» обе, но даже если бы почила только одна, заменять пришлось бы все равно с обеих сторон. Это писанное правило для всех без исключения автомобилей, которое относится к ремонту элементов ходовой части и тормозной системы.

Поломалось справа, значит, и левая часть под раздачу (конечно же, с определением причины асимметрии в поломке).

Приступаем. Выкручиваем болты крепления нижнего рычага передней подвески к подрамнику. Дается нелегко – болты немного прикипели. Однако выкручиваем их не полностью, так как рычаг подсоединен еще и к поворотному кулаку.

Поэтому следующим шагом мы выкрутили болт крепления шаровой опоры рычага. К слову, это не самый удачный вариант подсоединения из тех способов, что существуют. Я уже писал выше, что для выпрессовки опоры в этом случае нужно специальным клином разжимать концы кронштейна кулака. В нашем случае никакого спецприспособления не было, его роль с достоинством выполнили зубило и молоток.

Когда рычаг отсоединен, выкручиваем окончательно болты крепления к подрамнику, и вуаля – рычаг в изрядно замасленных руках профессионала.

Для взора открылась ужасная картина – палец в опоре просто болтался и был поржавевший настолько, насколько вообще позволял материал, из которого он был сделан. Пыльника не было.

У хозяина машины появилось несколько седых волос, так как он осознал, что в любой момент рычаг могло просто вырвать, и тогда…

Статьи / История

Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда…

Отправив хозяина пить настойку валерианы, продолжили борьбу. Механик после осмотра рычага отметил, что сайлентблокам тоже осталось недолго. Хотя по заверению вернувшегося уже спокойным хозяина, эти детали заменялись относительно недавно и вообще «быть такого не может!»

Причину разъяснил профи: чтобы скоротать время на ремонт, отдельные представители рабочего класса затягивают болты крепления рычага к подрамнику на ненагруженной подвеске.

Автомобиль висит на подъемнике, а механик с динамометрическим ключом тянет болты крепления с моментом затяжки, указанном, например, в руководстве по ремонту. Все вроде бы правильно, но не совсем.

Редко кто читает инструкцию, в которой черным по белому: «Окончательная затяжка элементов крепления рычага к подрамнику выполняется на нагруженной массой автомобиля подвеске».

Значит, момент, который указан заводом-изготовителем, необходимо приложить после установки автомобиля на поверхность – таким образом сайлентблоки «усядутся», уберутся необходимые для нормальной работы зазоры. В противном случае получится так, как получилось на нашей машине. И хоть немедленной замены сайлентблоки не требовали, но в семейном бюджете владельца в ближайшем будущем должна была образоваться прореха.

Вернемся к нашим «баранам». Шаровая опора фиксируется в рычаге посредством трения и одного стопорного кольца. Следовательно, снимаем стопорное кольцо, если бы был пыльник, то и его, и безжалостно выбиваем опору из рычага. По идее, для этой операции нужен пресс, но дело сделано, и вопросов не возникло.

В комплект новой шаровой опоры входит: собственно, сама опора, пыльник и стопорное кольцо, а также специальный смазочный материал.

Устанавливаем опору в рычаг, подбираем по размеру оправку и вбиваем ее в рычаг до появления выборки под стопорное кольцо над верхней поверхностью рычага.

И для этой операции очень был нужен пресс (по крайней мере, так писали в руководстве по ремонту), однако пресса нет, а необходимость в срочном ремонте – есть.

Изрядно намучившись, устанавливаем стопорное кольцо. Наносим смазочный материал из комплекта на палец шаровой опоры и закладываем смазку в пыльник.

Как оказалось, никакого стопорного кольца для пыльника нет (в данном варианте), он просто надевается на корпус опоры, и все.

Впоследствии выяснилось, что пыльник выполнен как уплотнительная манжета – с упругим пояском, может, даже с пружиной внутри. Сел на опору довольно плотно.

Монтируем рычаг на место. Подсоединяем рычаг к подрамнику, вкручиваем, но не затягиваем окончательно болты его крепления. По совету бывалого, на резьбовую часть болтов желательно нанести немного нигрола, чтобы впоследствии облегчить их выкручивание.

В новой шаровой опоре палец не болтается, потому для того, чтобы направить его в кронштейн крепления на поворотном кулаке, придется немного попотеть. Наш механик, чтобы увеличить плечо воздействия, установил на палец опоры накидной ключ и подвинул его в нужное положение. Шаровую опору подсоединили, установили и затянули стяжной болт.

Опустили автомобиль на поверхность и затянули болты крепления рычага к подрамнику окончательно. Вернулись на десяток – другой строк выше и повторили все действия для второго рычага.

Опрос

Вам доводилось менять шаровые опоры на своем автомобиле?

  • Да, даже самостоятельно! 53%, 14921492 53%53% от всех
  • Да, но на сервисе 25%, 714714 25%25% от всех
  • Как-то вот так сложилось, что ни разу они меня не подводили 14%, 391391 14%14% от всех
  • Предпочитаю не знать, что это вообще за штука 🙂 8%, 213213 8%8% от всех

0 0 0 0 Подпишитесь на нас в Яндекс Дзен

Источник: https://www.kolesa.ru/article/sharovye-opory-kak-oni-ustroeny-i-kak-ih-menyat

Эксцентриковый зажим

Опора на кулачки

Эксцентриковый зажим является зажимным элементом усовершенствованных конструкции. Эксцентриковые зажимы (ЭЗМ) используются для непосредственного зажима заготовок и в сложных зажимных системах.

Ручные винтовые зажимы просты по конструкции, но имеют существенный недостаток – для закрепления детали рабочий должен выполнить большое количество вращательных движений ключом, что требует дополнительных затрат времени и усилий и в результате снижает производительность труда.

Приведенные соображения заставляют, там где это возможно, заменять ручные винтовые зажимы быстродействующими.

Наибольшее распространение получили эксцентриковый и шарнирно-рычажный зажимы.

Эксцентриковый зажим хотя и отличается быстродействием, но не обеспечивает большой силы зажима детали, поэтому его применяют лишь при сравнительно небольших силах резания.

Преимущества:

  • простота и компактность конструкции;
  • широкое использование в конструкции стандартизованных деталей;
  • удобство в наладке;
  • способность к самоторможению;
  • быстродействие (время срабатывания привода около 0.04 мин).

Недостатки:

  • сосредоточенный характер сил, что не позволяет применять эксцентриковые механизмы для закрепления нежестких заготовок;
  • силы закрепления круглыми эксцентриковыми кулачками нестабильны и существенно зависят от размеров заготовок;
  • пониженная надежность в связи с интенсивным изнашиванием эксцентриковых кулачков.

Рис. 113. Эксцентриковый зажим: а – деталь не зажата; б – положение при зажатой детали

Конструкция эксцентрикового зажима

Круглый эксцентрик 1, представляющий собой диск со смещенным относительно его центра отверстием, показан на рис. 113, а. Эксцентрик свободно устанавливается на оси 2 и может вращаться вокруг нее. Расстояние е между центром С диска 1 и центром О оси называется эксцентриситетом.

К эксцентрику прикреплена рукоятка 3, поворотом которой осуществляется зажим детали в точке А (рис. 113, б). Из этого рисунка видно, что эксцентрик работает как криволинейный клин (см. заштрихованный участок).

Во избежание отхода эксцентриков после зажима они должны быть самотормозящим и. Свойство самоторможения эксцентриков обеспечивается правильным выбором отношения диаметра D эксцентрика к его эксцентриситету е.

Отношение D/e называется характеристикой эксцентрика.

При коэффициенте трения f = 0,1 (угол трения 5°43') характеристика эксцентрика должна быть D/e ≥ 20 ,а при коэффициенте трения f = 0,15 (угол трения 8°30')D/e ≥ 14.

Таким образом, все эксцентриковые зажимы, у которых диаметр D больше эксцентриситета е в 14 раз, обладают свойством самоторможения, т. е. обеспечивают надежный зажим.

Рисунок 5.5 – Схемы для расчета эксцентриковых кулачков: а – круглых, нестандартных; б- выполненных по спирали Архимеда.

В состав эксцентриковых зажимных механизмов входят эксцентриковые кулачки, опоры под них, цапфы, рукоятки и другие элементы. Различают три типа эксцентриковых кулачков: круглые с цилиндрической рабочей поверхностью; криволинейные, рабочие поверхности которых очерчены по спирали Архимеда (реже – по эвольвенте или логарифмической спирали); торцевые.

Круглые эксцентрики

Наибольшее распространение, из-за простоты изготовления, получили круглые эксцентрики.

Круглый эксцентрик (в соответствии с рисунком 5.5а) представляет собой диск или валик, поворачиваемый вокруг оси, смещенной относительно геометрической оси эксцентрика на величину А, называемой эксцентриситетом.

Криволинейные эксцентриковые кулачки (в соответствии с рисунком 5.5б) по сравнению с круглыми обеспечивают стабильную силу закрепления и больший (до 150°) угол поворота.

Материалы кулачков

Эксцентриковые кулачки изготавливают из стали 20Х с цементацией на глубину 0.8…1.2 мм и закалкой до твердости HRCэ 55-61.

Виды эксцентриковых зажимов

Эксцентриковые кулачки различают следующих конструктивных исполнений: круглые эксцентриковые (ГОСТ 9061-68), эксцентриковые (ГОСТ 12189-66), эксцентриковые сдвоенные (ГОСТ 12190-66), эксцентриковые вильчатые (ГОСТ 12191-66), эксцентриковые двухопорные (ГОСТ 12468-67).

Практическое использование эксцентриковых механизмов в различных зажимных устройствах показано на рисунке 5.7

Рисунок 5.7 – Виды эксцентриковых зажимных механизмов

Расчет эксцентриковых зажимов

Исходными данными для определения геометрических параметров эксцентриков являются: допуск δ размера заготовки от ее установочной базы до места приложения зажимной силы; угол a поворота эксцентрика от нулевого (начального) положения; потребная сила FЗ зажима детали. Основными конструктивными параметрами эксцентриков являются: эксцентриситет А; диаметр dц и ширина b цапфы (оси) эксцентрика; наружный диаметр эксцентрика D; ширина рабочей части эксцентрика В.

Расчеты эксцентриковых зажимных механизмов выполняют в следующей последовательности:

Расчет зажимов со стандартным эксцентриковым круглым кулачком (ГОСТ 9061-68)

1. Определяют ход hк эксцентрикового кулачка, мм.:

Если угол поворота эксцентрикового кулачка не имеет ограничений (a ≤ 130°), то

где δ – допуск размера заготовки в направлении зажима, мм;

D гар = 0,2…0,4 мм – гарантированный зазор для удобной установки и снятия заготовки;

J = 9800…19600 кН/м – жёсткость эксцентрикового ЭЗМ;

D = 0,4…0,6 hк мм – запас хода, учитывающий износ и погрешности изготовления эксцентрикового кулачка.

Если угол поворота эксцентрикового кулачка ограничен (a ≤ 60°), то

2. Пользуясь таблицами 5.5 и 5.6 подбирают стандартный эксцентриковый кулачок. При этом должны соблюдаться условия: Fз ≤ Fз max и h к ≤ h (размеры, материал, термическая обработка и другие технические условия по ГОСТ 9061-68. Проверять стандартный эксцентриковый кулачок на прочность нет необходимости.

Таблица 5.5 -Стандартный круглый эксцентриковый кулачок (ГОСТ 9061-68)

Обозначение

Наружный

диаметр

эксцентрикового

кулачка, мм

Эксцентриситет,

А, мм

Ход кулачка h, мм, не менее

Fз мах,

Н

Ммах,

Угол Нмм

Угол поворота

ограничен a≤60°

Угол поворота

ограничен a≤130°

7013-0171

7013-0172

32

1,7

0,85

3,17

2700

9300

7013-0173

7013-0174

40

2,0

1,0

3,73

3700

15000

7013-0175

7013-0176

50

2,5

1,25

4,66

4200

21100

7013-0177

7013-0178

60

3,0

1,4

5,59

6860

41100

7013-0179

7013-0180

70

3,5

1,75

6,53

9000

62700

7013-0181

7013-0182

80

4,0

2,0

7,46

7800

62700

Примечание: Для эксцентриковых кулачков 7013-0171…1013-0178 значения Fз мах и Ммах вычислены по параметру прочности, а для остальных – с учетом требований эргономики при предельной длине рукоятки L=320 мм.

3. Определяют длину рукоятки эксцентрикового механизма, мм

Значения M max и Pз max выбираются по таблице 5.5.

Для приводов с ручным приводом рекомендуется Fпр ≤ 150H и 80 ≤ L ≤ 320мм. Для механизированного привода L ≤100мм.

Таблица 5.6 – Кулачки эксцентриковые круглые (ГОСТ 9061-68). Размеры, мм

Рисунок – чертеж эксцентрикового кулачка

Эксцентриковый зажим своими руками

подскажет как сделать самодельный эксцентриковый зажим, предназначенный для фиксации заготовки. Эксцентриковый прижим, изготовленный своими руками.

Похожие материалы

Источник: https://www.metalcutting.ru/content/ekscentrikovyy-zazhim

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть