Эксцентриковый механизм служит для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.
Эксцентриковый механизм обычно используют, когда нужно создать большие давления при малом ходе ползуна. Он широко применяется в штамповочных прессах, в золотниковом и клапанном распределении машин-двигателей. Эксцентриковый механизм представляет собой разновидность кривошипно-шатунного механизма с небольшим радиусом кривошипа, называемого эксцентриситетом. Требования, предъявляемые к этому механизму: правильное неподвижное соединение эксцентрика 3 с валом 1 (рис. 16.4, а), необходимые масляные зазоры в сопряжении эксцентрика с бугелем (хомутом) 2, центрирование и надежное крепление эксцентриковой тяги 4.Рис. 16.4. Узлы эксцентрикового механизма:
а — эксцентриковый механизм; б — подшипник эксцентриковой тягиСборка эксцентрикового механизма включает в себя сборку эксцентрика на валу, сборку бугеля, установку эксцентриковой тяги и сборку подшипника.
Эксцентрики бывают цельными, устанавливаемыми на конце вала, и разъемными (рис. 16.4, а). Монтаж эксцентрика на валу начинают с пригонки шпонки. Шпонка обычно призматическая. У собранного на валу эксцентрика контролируют торцовое биение, которое допускается не более 0,05–0,07 мм на 100 мм диаметра эксцентрика.
Бугель 2 начинают собирать на эксцентрике после шабрения баббитового слоя. Эта операция не отличается от пригонки подшипников качения.
Следующая операция — сборка эксцентриковой тяги 4 (рис. 16.4, а).
Далее собирают подшипник 5 (рис. 16.4, а, б) эксцентриковой тяги. Затем бугель вместе с тягой окончательно собирают на эксцентрике и, проворачивая вал, контролируют механизм на плавность хода.
16.3. Сборка кулисного механизма
Кулисный механизм является разновидностью кривошипно-шатунного механизма. Он применяется в тех случаях, когда нужно преобразовать вращательное движение в возвратно-поступательное, например, в поперечно-строгальных, долбежных станках и других машинах. Кулисы могут быть качающиеся (в строгальных станках) и вращающиеся (в долбежных станках).
Основной деталью кулисного механизма является кулиса 1 (рис. 16.5), сидящая на оси 12 и качающаяся относительно нее. Сзади кулисы насажен кривошипный диск 4, имеющий радиальный паз, в котором может перемещаться палец кривошипа 2 при помощи винта 3, приводимого в движение валиком 5 через конические зубчатые колеса 13 и 14. Диск 4 своим хвостовиком сидит в стенке станины 9 и приводится во вращение зубчатым колесом 10 от привода станка.Рис. 16.5. Механизм качающейся кулисы поперечно-строгального станка
На пальце 2 насажен камень (сухарь) 15, который входит в продольный паз кулисы. При вращении кривошипного диска камень заставляет кулису качаться около своей оси, а сам перемещается вдоль паза кулисы. Верхний палец кулисы свободно соединяется с ползуном станка и заставляет его двигаться возвратно-поступательно по горизонтальным направляющим. Преимуществом кулисного механизма является большая скорость обратного хода ползуна. Это особенно важно в станках, где обратный ход является холостым. Но, с другой стороны, кулисный механизм может передавать значительно меньшие усилия, чем кривошипно-шатунный.
Детали кулисного механизма, т. е. кулису, кривошипный диск и камень, делают из чугунного литья. Пальцы, валики, оси, зубчатые колеса изготовляют из стали. Кривошипный диск одновременно выполняет роль маховика.
Сборку кулисного механизма обычно начинают с соединения кривошипного диска 4 с вкладышем 6, через который пропускают валик 5 (рис. 16.5). На конец валика на шпонке устанавливают коническое зубчатое колесо 14. Винт 3 ввинчивают в отверстие пальца кривошипа 2, а на другом конце винта, где нет резьбы, в шпоночное гнездо устанавливают шпонку. Затем коническое зубчатое колесо 13 сцепляют с зубчатым колесом 14 и монтируют в отверстие уступа. Когда палец 2 войдет в паз кривошипного диска, винт 3 закрепляют гайкой. После этого весь собранный узел хвостовиком диска 4 вставляют в отверстие станины 9. Затем на ось кулисы 12 надевают втулку 11, а на нее устанавливают кулису 1. Далее на ось 12 на шпонке устанавливают зубчатое колесо 10. В продольный паз кулисы вводят камень 15 и весь собранный узел соединяют с кривошипным диском. При этом ось 12 должна войти в соответствующее отверстие станины, а головка кулисы — в паз ползуна. После этого палец 2 вводят в отверстие камня 15 и закрепляют винтом. На конец хвостовика кривошипного диска надевают эксцентрик механизма подачи 7, на резьбу валика 5 навинчивают стопорную гайку 8 (рис. 16.5).
Далее регулируют механизм изменения длины хода ползуна. Эта регулировка осуществляется за счет изменения радиуса R кривошипного пальца (эксцентриситета). При вращении валика 5 рукояткой, надеваемой на его квадратный конец, через конические зубчатые колеса 13 и 14 винт 3 перемещает палец 2 вдоль кривошипного диска и изменяет эксцентриситет. Наибольшая длина хода будет при наибольшем эксцентриситете.
В правильно собранном и установленном станке направляющие кулисы должны находиться в плоскости, перпендикулярной оси 12. Эта ось должна занимать горизонтальное положение, а направляющие кулисы — лежать в вертикальной плоскости. Их перпендикулярность проверяют рамным уровнем. Кроме того, индикатором проверяют перпендикулярность торца кривошипного диска 4 к оси 12.
16.4. Сборка храпового механизма
Для автоматической подачи заготовки в процессе обработки или режущего инструмента в продольно- и поперечно-строгальных станках применяют храповой механизм.
На рис. 16.6, а показан храповой механизм автоматической подачи стола поперечно-строгального станка. Кривошипный диск подачи 3 надет на ведущий вал 1, который должен делать одинаковое число оборотов с кривошипным диском, приводящим в движение кулису станка. Это необходимо потому, что подача стола должна осуществляться один раз за двойной ход ползуна, т. е. во время его обратного хода. Кривошипный диск подачи имеет радиальный Т-образный паз, в котором при помощи гайки закрепляют палец кривошипа 2. Его можно вручную перемещать вдоль паза, изменяя таким образом радиус кривошипа. Шатун 4 одним концом шарнирно соединен с пальцем 2, а другим — с рычагом 7. Этот рычаг свободно сидит на валу 5, на котором на штоке установлено храповое колесо 6. На рычаге 7 находится собачка 8, которая при помощи пружины прижимается к храповику так, что ее конец входит в одну из впадин храповика.Рис. 16.6. Храповые механизмы:
а — с переменным радиусом кривошипа; б — со щитком; в — с перекидной собачкой; г — со скошенными зубьями.Радиус рычага 7 больше самого большого радиуса кривошипа, поэтому при вращении кривошипа подачи собачка за один его оборот совершает два качания: в ту и другую стороны. Конец собачки с одной стороны идет по радиусу храповика, а с другой стороны скошен. При прямом ходе собачка повернет храповик на некоторый угол, а при обратном — будет скользить по зубьям храповика. Вместе с храповиком повернется вал 5, который непосредственно или через передачу связан с ходовым винтом стола станка. Таким образом, за каждый оборот кривошипа стол получит периодическую подачу в одном направлении. При этом прямой ход собачки должен происходить во время обратного хода ползуна станка и наоборот.
Если собачку оттянуть за головку и повернуть на 180°, то подача будет происходить в обратном направлении, а если на 90°, то она останется в оттянутом положении (ее удержит стопорный штифт), подачи стола не будет.
В данной конструкции величину подачи регулируют изменением радиуса кривошипа. При изменении радиуса кривошипа меняется и угол качания собачки, т. е. число захватываемых зубьев храповика, а следовательно, и угол поворота ходового винта. Кроме собачек с пружиной часто применяют перекидные собачки (рис. 16.6, в).
В большинстве поперечно-строгальных станков для изменения величины подачи применяется другой механизм. Кривошип такого механизма имеет постоянный радиус, что обеспечивает постоянный угол качания собачки (рис. 16.6, б). Храповик имеет щиток 7, который поворачивается и закрывает часть зубьев храповика, поэтому собачка частично проскальзывает по щитку и захватывает различное число зубьев храповика. Вместо кривошипа в ряде случаев применяют эксцентрик. Его устанавливают непосредственно на хвостовик кривошипного диска.
Если нужна только односторонняя подача, то зубья храповика делают скошенными, а собачку — односторонней. Такую конструкцию часто применяют как механизм остановки в лебедках, кранах и других грузоподъемных машинах.
При вращении в сторону подъема собачка скользит по зубьям храповика, а при остановке она упирается в зуб храповика, и груз не опускается.
Сборка храпового механизма производится в такой последовательности. Сначала устанавливают валы 1 и 5 в подшипники (рис. 16.6, а). Далее соединяют рычаг 7 с собачкой 8, предварительно поставив в гнездо пружину. Затем в отверстие стержня собачки ставят стопорный штифт и на конец стержня навинчивают головку. После этого собранный рычаг свободно надевают на вал 5. Далее на этот же вал насаживают на шпонку храповик 6. Другой конец рычага 7 при помощи болта шарнирно соединяют с левой половиной шатуна 4, на конец которой навинчивают соединительную муфту. Затем на вал 1 неподвижно насаживают кривошипный диск 3. Конец шатуна шарнирно соединяют с пальцем 2, головку которого вводят в Т-образный паз диска и закрепляют гайкой. Пружину регулируют так, чтобы собачка не проскакивала по зубьям храповика при подаче стола. Собранный и отрегулированный храповой механизм станка должен обеспечить возможность подачи в обоих направлениях и регулирование подачи в пределах от одного зуба храповика до числа зубьев, соответствующего максимальному углу качания собачки.16.5. Технология сборки механизмов привода прямолинейного движения
В металлорежущих станках, кузнечно-прессовом оборудовании, текстильных и других механизмах и машинах одни детали могут перемещаться вдоль других. Такие детали называются поступательно-движущимися. Поступательно-движущиеся детали, перемещаясь, скользят по поверхности других деталей, опираясь на них. Опорные поверхности, по которым скользят подвижные части, называются направляющими.