I morsetti eccentrici sono facili da produrre per questo motivo, sono ampiamente utilizzati nelle macchine utensili. L'uso di morsetti eccentrici può ridurre significativamente i tempi di bloccaggio del pezzo, ma la forza di bloccaggio è inferiore ai morsetti filettati.

I morsetti eccentrici sono disponibili in combinazione con i morsetti e senza di essi.

Considera un morsetto eccentrico con un morsetto.

I morsetti eccentrici non possono funzionare con grandi deviazioni di tolleranza (±δ) del pezzo. Con grandi deviazioni di tolleranza, il morsetto richiede una regolazione costante con la vite 1.

I materiali utilizzati per la fabbricazione dell'eccentrico sono U7A, U8A insieme a trattamento termico fino a HR da 50....55 unità, acciaio 20X con cementazione ad una profondità di 0,8... 1,2 Con tempra HR c 55...60 unità.

Considera lo schema dell'eccentrico. La linea KN divide in due l'eccentrico? metà simmetriche costituite, per così dire, da 2x cunei avvitati sul "cerchio iniziale".

L'asse di rotazione dell'eccentrico è spostato rispetto al suo asse geometrico della quantità di eccentricità "e".

Per il bloccaggio viene solitamente utilizzata la sezione Nm del cuneo inferiore.

Considerando il meccanismo combinato costituito da una leva L e un cuneo con attrito su due superfici dell'asse e del punto "m" (punto di bloccaggio), otteniamo una dipendenza dalla forza per il calcolo della forza di bloccaggio.

dove Q è la forza di serraggio

P - forza sull'impugnatura

L - braccio della maniglia

r - distanza dall'asse di rotazione dell'eccentrico al punto di contatto insieme a

vuoto

α - angolo di inclinazione della curva

α 1 - angolo di attrito tra l'eccentrico e il pezzo

α 2 - angolo di attrito sull'asse dell'eccentrico

Per evitare che l'eccentrico si allontani durante il funzionamento, è necessario osservare la condizione di autofrenamento dell'eccentrico

dove α - angolo di attrito radente al punto di contatto del pezzo ø - coefficiente d'attrito

Per calcoli approssimativi Q - 12P Consideriamo lo schema di un morsetto a doppia faccia con eccentrico

Morsetti a cuneo

I dispositivi di bloccaggio a cuneo sono ampiamente utilizzati nelle macchine utensili. Il loro elemento principale è uno, due e tre cunei smussati. L'uso di tali elementi è dovuto alla semplicità e compattezza dei progetti, alla velocità di azione e all'affidabilità di funzionamento, alla possibilità di utilizzarli come elemento di bloccaggio che agisce direttamente sul pezzo da fissare e come collegamento intermedio, ad esempio un collegamento dell'amplificatore in altri dispositivi di bloccaggio. Di solito vengono utilizzati cunei autofrenanti. La condizione autofrenante di un cuneo monobraccio è espressa dalla dipendenza

α > 2ρ

dove α - angolo del cuneo

ρ - l'angolo di attrito sulle superfici Г e Н del contatto del cuneo con le parti di accoppiamento.

L'autofrenante è prevista con un angolo α = 12°, tuttavia, per evitare che vibrazioni e fluttuazioni di carico durante l'uso del morsetto indeboliscano il fissaggio del pezzo, vengono spesso utilizzati cunei con un angolo di α.<12°.

A causa del fatto che una diminuzione dell'angolo porta ad un aumento di

proprietà autofrenanti del cuneo, quando si progetta l'azionamento al meccanismo del cuneo, è necessario fornire dispositivi che facilitino la rimozione del cuneo dallo stato di lavoro, poiché è più difficile rilasciare il cuneo caricato che metterlo in condizioni di lavoro.

Ciò può essere ottenuto collegando lo stelo dell'attuatore al cuneo. Quando l'asta 1 si sposta a sinistra, passa il percorso "1" al minimo, quindi colpendo il perno 2, premuto nel cuneo 3, spinge quest'ultimo. Durante la corsa inversa dell'asta, spinge anche il cuneo in posizione di lavoro con un colpo al perno. Questo dovrebbe essere preso in considerazione nei casi in cui il meccanismo a cuneo è azionato da un attuatore pneumatico o idraulico. Quindi, per garantire l'affidabilità del meccanismo, è necessario creare diverse pressioni di liquido o aria compressa da diversi lati del pistone di azionamento. Questa differenza quando si utilizzano attuatori pneumatici può essere ottenuta utilizzando un riduttore di pressione in uno dei tubi che forniscono aria o fluido al cilindro. Nei casi in cui non sia richiesta l'autofrenatura, si consiglia di utilizzare dei rulli sulle superfici di contatto del cuneo con le parti di accoppiamento del dispositivo, facilitando così l'inserimento del cuneo nella sua posizione originaria. In questi casi è obbligatorio il bloccaggio del cuneo.

Facile da fabbricare, con un grande guadagno, un morsetto eccentrico abbastanza compatto, che è una specie di meccanismo a camme, ha un altro, senza dubbio, il suo principale vantaggio...

...– velocità istantanea. Se per “accendere/spegnere” un morsetto a vite è spesso necessario fare almeno un paio di giri in una direzione e poi nell'altro, allora quando si utilizza un morsetto eccentrico è sufficiente ruotare la maniglia solo di un quarto di giro. Naturalmente, gli eccentrici sono superiori per forza di serraggio e corsa di lavoro, ma con uno spessore costante delle parti fissate nella produzione in serie, l'uso degli eccentrici è estremamente conveniente ed efficiente. L'uso diffuso di morsetti eccentrici, ad esempio, nelle scorte per l'assemblaggio e la saldatura di strutture metalliche di piccole dimensioni ed elementi di attrezzature non standard aumenta notevolmente la produttività del lavoro.

La superficie di lavoro della camma è spesso realizzata sotto forma di un cilindro con un cerchio o una spirale di Archimede alla base. Più avanti nell'articolo parleremo del più comune e tecnologicamente avanzato morsetto eccentrico tondo.

Le dimensioni delle camme eccentriche rotonde per macchine utensili sono standardizzate in GOST 9061-68*. L'eccentricità delle camme tonde in questo documento è fissata pari a 1/20 del diametro esterno per garantire condizioni di autofrenatura su tutto il campo operativo degli angoli di rotazione con un coefficiente di attrito uguale o superiore a 0,1.

La figura seguente mostra lo schema geometrico del meccanismo di bloccaggio. La parte fissa viene premuta contro il piano di appoggio per effetto della rotazione della maniglia eccentrica in senso antiorario attorno all'asse rigidamente fissato rispetto al supporto.

La posizione mostrata del meccanismo è caratterizzata dall'angolo massimo possibile α , mentre la retta passante per l'asse di rotazione ed il centro della circonferenza eccentrica è perpendicolare alla retta tracciata per il punto di contatto della parte con la camma ed il centro della circonferenza esterna.

Se si ruota la camma di 90˚ in senso orario rispetto alla posizione mostrata nel diagramma, si forma uno spazio uguale all'eccentricità tra la parte e la superficie di lavoro dell'eccentrico e. Questo spazio è necessario per l'installazione e la rimozione gratuite della parte.

Programma in MS Excel:

Nell'esempio mostrato nello screenshot, in base alle dimensioni indicate dell'eccentrico e alla forza applicata all'impugnatura, la dimensione di montaggio è determinata dall'asse di rotazione della camma al piano di appoggio, tenendo conto dello spessore della parte , viene verificata la condizione autofrenante, vengono calcolati la forza di bloccaggio e il coefficiente di trasferimento della forza.

Il valore del coefficiente di attrito "parte - eccentrico" corrisponde al caso "acciaio su acciaio senza lubrificazione". Il valore del coefficiente di attrito "asse - eccentrico" è scelto per l'opzione "acciaio su acciaio con lubrificazione". La riduzione dell'attrito in entrambi i punti aumenta l'efficienza energetica del meccanismo, ma la riduzione dell'attrito nell'area di contatto tra la parte e la camma porta alla scomparsa dell'autofrenante.

Algoritmo:

9. φ 1 =arctg (f 1 )

10. φ 2 =arctg (f 2 )

11. α =arctg (2*e /D )

12. R =D/ (2*cos (α ))

13. A =s +R *cos (α )

14. e ≤ R*f 1+ (d/2)* f2

Se la condizione è soddisfatta, è prevista l'autofrenante.

15. F = P * l * cos(α )/(R * tg(α +φ 1 )+(d /2)* tg(φ 2 ))

1 6 . K = F/P

Conclusione.

La posizione della pinza eccentrica scelta per i calcoli e mostrata nel diagramma è la più “sfavorevole” in termini di autofrenamento e guadagno di forza. Ma questa scelta non è casuale. Se in tale posizione di lavoro la potenza calcolata e i parametri geometrici soddisfano lo sviluppatore, in qualsiasi altra posizione la pinza eccentrica avrà un coefficiente di trasferimento della forza ancora maggiore e migliori condizioni di autofrenatura.

Partenza durante la progettazione dalla posizione considerata nella direzione di riduzione delle dimensioni UN pur mantenendo invariate le altre dimensioni, si riduce lo spazio libero per l'installazione del pezzo.

Aumento delle dimensioni UN può creare una situazione di usura durante il funzionamento dell'eccentrico e notevoli fluttuazioni di spessore S quando è semplicemente impossibile bloccare la parte.

L'articolo non ha deliberatamente menzionato nulla fino ad ora sui materiali con cui possono essere realizzate le camme. GOST 9061-68 consiglia di utilizzare acciaio temprato in superficie resistente all'usura 20X per aumentare la durata. Ma in pratica, il morsetto eccentrico è realizzato con un'ampia varietà di materiali, a seconda dello scopo, delle condizioni operative e delle capacità tecnologiche disponibili. Il calcolo presentato sopra in Excel ti consente di determinare i parametri dei morsetti per camme realizzati con qualsiasi materiale, devi solo ricordarti di modificare i valori dei coefficienti di attrito nei dati iniziali.

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Con ampi programmi di produzione, i morsetti ad azione rapida sono ampiamente utilizzati. Uno dei tipi di tali morsetti manuali è eccentrico, in cui le forze di bloccaggio vengono create ruotando gli eccentrici.

Sforzi significativi con una piccola area di contatto con la superficie di lavoro dell'eccentrico possono causare danni alla superficie della parte. Pertanto, solitamente l'eccentrico agisce sul pezzo attraverso il rivestimento, pulsanti, leve o tiranti.

Gli eccentrici di bloccaggio possono essere con un diverso profilo del piano di lavoro: a forma di cerchio (eccentrici tondi) e con un profilo a spirale (a forma di spirale logaritmica o di Archimede).

Un eccentrico rotondo è un cilindro (rullo o camma), il cui asse si trova eccentricamente rispetto all'asse di rotazione (Fig. 176, a, biv). Tali eccentrici sono i più facili da produrre. Una maniglia viene utilizzata per ruotare l'eccentrico. I morsetti eccentrici sono spesso realizzati sotto forma di rulli a manovella con uno o due cuscinetti.

I morsetti eccentrici sono sempre manuali, quindi la condizione principale per il loro corretto funzionamento è il mantenimento della posizione angolare dell'eccentrico dopo che è stato ruotato per il bloccaggio - “autofrenante eccentrico”. Questa proprietà dell'eccentrico è determinata dal rapporto tra il diametro O della superficie di lavoro cilindrica e l'eccentricità E. Questo rapporto è chiamato caratteristica dell'eccentrico. Ad un certo rapporto, la condizione di autofrenamento dell'eccentrico è soddisfatta.

Solitamente, il diametro B di un eccentrico tondo è determinato da considerazioni di progetto e l'eccentricità e è calcolata in base alle condizioni dell'autofrenante.

La linea di simmetria dell'eccentrico lo divide in due parti. Si possono immaginare due cunei, uno dei quali, ruotando l'eccentrico, fissa il pezzo. La posizione dell'eccentrico quando entra in contatto con la superficie della parte più piccola.

Di solito, la posizione della sezione del profilo dell'eccentrico, che è coinvolta nel lavoro, viene scelta come segue. in modo che con la posizione orizzontale delle linee 0 \ 02, l'eccentrico tocchi il punto c2 della mosca fissata di media dimensione. Quando si fissano parti con dimensioni massime e minime, le parti toccheranno, rispettivamente, i punti cI e c3 dell'eccentrico, posizionati simmetricamente rispetto al punto c2. Quindi il profilo attivo dell'eccentrico sarà l'arco С1С3. In questo caso, la parte dell'eccentrico, limitata sulla figura da una linea tratteggiata, può essere rimossa (in questo caso, la maniglia deve essere riposizionata in un altro punto).

L'angolo a tra la superficie fissata e la normale al raggio di rotazione è chiamato angolo di elevazione. È diverso per le diverse posizioni angolari dell'eccentrico. Si può vedere dalla scansione che quando la parte e l'eccentrico toccano i punti a e B, l'angolo a è uguale a zero. Il suo valore è massimo quando l'eccentrico è toccato dal punto c2. A piccoli angoli dei cunei, è possibile l'inceppamento, a grandi angoli - indebolimento spontaneo. Pertanto, il bloccaggio quando si tocca il dettaglio dei punti eccentrici aeb è indesiderabile. Per un fissaggio calmo e affidabile della parte, è necessario che l'eccentrico entri in contatto nella sezione C \ C3 con la parte, quando l'angolo a non è uguale a zero e non può oscillare su un ampio intervallo.

I morsetti eccentrici, a differenza dei morsetti a vite, sono ad azione rapida. È sufficiente ruotare la maniglia di un tale morsetto di meno di 180 ° per fissare il pezzo.

Lo schema di azione del morsetto eccentrico è mostrato nella Figura 7. Quando si ruota la maniglia, il raggio di rotazione dell'eccentrico aumenta, lo spazio tra esso e la parte (o leva) diminuisce a zero; il bloccaggio del pezzo avviene per effetto dell'ulteriore "compattazione" del sistema: eccentrico - pezzo - fissaggio.

Figura 7 - Schema dell'azione del morsetto eccentrico

Per determinare le dimensioni principali dell'eccentrico, è necessario conoscere l'entità della forza di bloccaggio del pezzo Q, l'angolo di rotazione ottimale della maniglia per il bloccaggio del pezzo ρ, la tolleranza per lo spessore del pezzo da fissare δ.

Se l'angolo di rotazione della leva è illimitato (360°), il valore dell'eccentricità della Cam può essere determinato dall'equazione

dove S 1 è lo spazio di installazione sotto l'eccentrico, mm;

S 2 - margine di corsa dell'eccentrico, tenendo conto della sua usura, mm;

tolleranza dello spessore del pezzo, mm;

Q – forza di bloccaggio del pezzo, N ;

l - rigidità del dispositivo di bloccaggio, N /mm(caratterizza la quantità di pressatura del sistema sotto l'influenza delle forze di bloccaggio).

Se l'angolo di rotazione della leva è limitato (inferiore a 180°), il valore dell'eccentricità può essere determinato dall'equazione

Il raggio della superficie esterna dell'eccentrico è determinato dalla condizione di autofrenante: l'angolo di elevazione dell'eccentrico, composto dalla superficie serrata e dalla normale al raggio di rotazione, deve essere sempre minore dell'angolo di attrito, cioè

(f=0,15 per acciaio),

dove D e R- rispettivamente il diametro e il raggio dell'eccentrico.

La forza di bloccaggio del pezzo può essere determinata dalla formula

dove R - forza sull'impugnatura eccentrica, N (di solito presa ~ 150 N );

l - lunghezza della maniglia, mm;

– angoli di attrito tra eccentrico e pezzo, tra perno e supporto eccentrico;

R 0 - raggio di rotazione dell'eccentrico, mm.

Per un calcolo approssimativo della forza di bloccaggio è possibile utilizzare la formula empirica Q12 R(a t=(4- 5) R e P=150 N) .

a, b - per pezzi piani precaricati; b- per il fissaggio di pezzi piani con l'ausilio di una trave oscillante; G- per il serraggio dei gusci con una fascetta flessibile

Figura 8 - Esempi di diversi modelli di morsetti eccentrici

CompitoN. 3 “Calcolo dei parametri di bloccaggio eccentrico”

Sulla base dei dati di input del tutor, selezionare e calcolare i parametri della pinza eccentrica (Figura 7), se il prodotto deve essere premuto con forza Q, rigidità del dispositivo di bloccaggio l, l'angolo di rotazione della leva è illimitato, lo spazio di installazione sotto l'eccentrico S 1, la riserva di corsa dell'eccentrico, tenendo conto della sua usura S 2, la tolleranza per lo spessore del pezzo, il saldatore è destrorso .

Calcola il diametro dell'eccentrico.

Determina la lunghezza della maniglia eccentrica l.

Disegna uno schizzo del morsetto. Seleziona il materiale da cui deve essere realizzato il morsetto.

Tabella 4 - Opzioni attività

Il morsetto eccentrico è un elemento di bloccaggio dal design migliorato. I morsetti eccentrici (ECM) sono utilizzati per il bloccaggio diretto di pezzi e in sistemi di bloccaggio complessi.

I morsetti a vite manuali hanno un design semplice, ma presentano uno svantaggio significativo: per fissare la parte, il lavoratore deve eseguire un gran numero di movimenti di rotazione con una chiave, il che richiede tempo e fatica aggiuntivi e, di conseguenza, riduce la produttività del lavoro.

Queste considerazioni obbligano, ove possibile, a sostituire i morsetti manuali a vite con quelli ad azione rapida.

Il più diffuso e.

Sebbene differisca in velocità, non fornisce una grande forza di bloccaggio sul pezzo, quindi viene utilizzato solo con forze di taglio relativamente piccole.

vantaggi:

• semplicità e design compatto;
• uso diffuso nella progettazione di parti standardizzate;
• facilità di configurazione;
• la capacità di autofrenare;
• velocità (il tempo di funzionamento dell'azionamento è di circa 0,04 min).

Svantaggi:

• la natura concentrata delle forze, che non consente l'uso di meccanismi eccentrici per il fissaggio di pezzi non rigidi;
• le forze di bloccaggio con camme eccentriche tonde sono instabili e dipendono in modo significativo dalle dimensioni dei pezzi;
• affidabilità ridotta a causa dell'intensa usura delle camme eccentriche.

Riso. 113. Morsetto eccentrico: a - il pezzo non è bloccato; b - posizione con parte bloccata

Design eccentrico del morsetto

L'eccentrico rotondo 1, che è un disco con un foro sfalsato rispetto al suo centro, è mostrato in fig. 113, a. L'eccentrico è montato liberamente sull'asse 2 e può ruotare attorno ad esso. La distanza e tra il centro C del disco 1 e il centro O dell'asse è chiamata eccentricità.

Una maniglia 3 è fissata all'eccentrico, ruotando la quale la parte viene bloccata nel punto A (Fig. 113, b). Da questa figura, puoi vedere che l'eccentrico funziona come un cuneo curvo (vedi area ombreggiata). Per evitare che gli eccentrici si allontanino dopo il bloccaggio, devono essere autofrenanti e. La proprietà autofrenante degli eccentrici è assicurata dalla corretta scelta del rapporto tra il diametro D dell'eccentrico e la sua eccentricità e. Il rapporto D / e è chiamato la caratteristica dell'eccentrico.

Con un coefficiente di attrito f = 0,1 (angolo di attrito 5°43"), la caratteristica eccentrica dovrebbe essere D/e ≥ 20 e con un coefficiente di attrito f = 0,15 (angolo di attrito 8°30") D/e ≥ 14.

Pertanto, tutti i morsetti eccentrici, in cui il diametro D è 14 volte maggiore dell'eccentricità e, hanno la proprietà di autofrenamento, ovvero forniscono un morsetto affidabile.

Figura 5.5 - Schemi per il calcolo delle camme eccentriche: a - tonde, non standard; b- realizzato nella spirale di Archimede.

La composizione dei meccanismi di bloccaggio eccentrici comprende camme eccentriche, supporti per esse, perni, maniglie e altri elementi. Esistono tre tipi di camme eccentriche: tonde con piano di lavoro cilindrico; curvilineo, le cui superfici di lavoro sono delineate lungo la spirale di Archimede (meno spesso - lungo l'evolvente o la spirale logaritmica); fine.

Eccentrici tondi

I più diffusi, per facilità di fabbricazione, sono gli eccentrici rotondi.

Un eccentrico rotondo (secondo la Figura 5.5a) è un disco o un rullo ruotato attorno a un asse spostato rispetto all'asse geometrico dell'eccentrico di una quantità A, chiamata eccentricità.

Le camme eccentriche curvilinee (secondo la Figura 5.5b) forniscono una forza di bloccaggio stabile e un angolo di rotazione maggiore (fino a 150°) rispetto a quelle rotonde.

Materiali per camme

Le ganasce eccentriche sono realizzate in acciaio 20X con cementazione a una profondità di 0,8 ... 1,2 mm e tempra a una durezza di HRCe 55-61.

Le camme eccentriche si distinguono per i seguenti design: eccentrico rotondo (GOST 9061-68), eccentrico (GOST 12189-66), doppio eccentrico (GOST 12190-66), eccentrico a forcella (GOST 12191-66), eccentrico doppio supporto (GOST 12468-67) .

L'uso pratico dei meccanismi eccentrici in vari dispositivi di bloccaggio è mostrato nella Figura 5.7

Figura 5.7 - Tipi di meccanismi di bloccaggio eccentrici

Calcolo dei morsetti eccentrici

I dati iniziali per la determinazione dei parametri geometrici degli eccentrici sono: la tolleranza δ della dimensione del pezzo dalla sua base di montaggio al luogo di applicazione della forza di serraggio; angolo a di rotazione dell'eccentrico dalla posizione zero (iniziale); la forza necessaria FZ per bloccare il pezzo. I principali parametri di progettazione degli eccentrici sono: eccentricità A; diametro dö e larghezza b del perno (asse) dell'eccentrico; diametro esterno dell'eccentrico D; larghezza della parte di lavoro dell'eccentrico B.

I calcoli dei meccanismi di bloccaggio eccentrici vengono eseguiti nella seguente sequenza:

Calcolo dei morsetti con camma circolare eccentrica standard (GOST 9061-68)

1. Determina la mossa ha camma eccentrica, mm.:

Se l'angolo di rotazione della camma eccentrica è illimitato (a ≤ 130°), allora

dove δ - tolleranza dimensionale del pezzo nella direzione del morsetto, mm;

D gar = 0,2 ... 0,4 mm - gioco garantito per una facile installazione e rimozione del pezzo;

J = 9800…19600 kN/m – rigidità dell'eccentrico EPM;

D = 0,4...0,6 HK mm - riserva di carica, tenendo conto dell'usura e degli errori di fabbricazione della camma eccentrica.

Se l'angolo di rotazione della camma eccentrica è limitato (a ≤ 60°), allora

2. Utilizzando le tabelle 5.5 e 5.6 selezionare una camma eccentrica standard. In questo caso devono essere soddisfatte le seguenti condizioni: Fz ≤ Fh massimo e ha≤ h(dimensioni, materiale, trattamento termico e altre specifiche in conformità con GOST 9061-68. Non è necessario controllare la resistenza della camma eccentrica standard.

Tabella 5.5 - Camma eccentrica rotonda standard (GOST 9061-68)

3. Determinare la lunghezza della maniglia del meccanismo eccentrico, mm

Valori M massimo e P h max sono selezionati secondo la tabella 5.5.

Tabella 5.6 - Camme eccentriche tonde (GOST 9061-68). Dimensioni, mm

Disegno - disegno, eccentrico, camma

Morsetto eccentrico fai-da-te

Il video ti spiegherà come realizzare un morsetto eccentrico fatto in casa progettato per fissare il pezzo. Morsetto eccentrico fai-da-te.