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回转工作台夹紧机构浅析0

2022-01-18 11:57:00  东军五金网

回转工作台夹紧机构浅析

回转工作台夹紧机构浅析 2011年12月03日 来源: 与落地铣键床相配套的回转工作台不断地更新着结构,本文就我厂生产的ZT20A,ZT30R,TKH6913A型机床的回转土作台以及ZTS20型回转工作台的几种夹紧机构,分析它们的受力情况,计算夹紧力,然后加以比较分析。ZT20A型回转上作台的夹紧机构(图1),是最简单的手动夹紧机构。它的原理是:利用锁紧螺栓和锁紧螺母的旋进和旋出,来决定回转台的夹紧和松开。当回转台处于工作位置时,将锁紧螺母旋紧,靠着顶块及锁紧螺栓与回转台间的摩擦力将回转台夹紧;当回转台要回转时,旋松锁紧的螺母,消除摩擦力(在弹簧力的作用下,锁紧螺栓沿着回转台的T型槽可以移动),回转台可以自由转动,直至工作位置。ZT20A采用了4个夹紧装置,但由于此装置完全手动,对夹紧力无定量的规定,会导致一定的人为误差,从而影响加工精度。

1.回转台 2.锁紧螺栓 3.顶块 4锁紧螺母图1 ZT20A回转台夹紧机构示意图

随着电气控制尤其是PC控制的广泛应用,手动夹紧机构早已无法满足要求,随之产生了浮动夹紧一利用油缸进行夹紧的夹紧机构。TKH6913A型机床回转台ZT30B的夹紧机构(图2)及ZTS20型回转台的夹紧机构(图3),均是通过控制油缸和夹紧块与回转台间的摩擦力实现自动夹紧的。这两种夹紧方式一种是通过油缸对工作台径向凸台进行夹紧,而另一种是通过油缸对工作台上的圆形槽进行夹紧。这两种结构均利用油缸力夹紧,油压控制好,几个夹紧体的夹紧力相同,台面受力状态好,能够更好地保证加工精度。

1.工作台凸台 2夹紧块 3.夹紧套图2 TKH6913A机床用回转台及ZT130B型回转台夹紧机构示意图

1,4夹紧块 2.工作台 3.楔块 5弹性体图3 ZTS20型机床回转台夹紧机构示意图

如图2受力分析所示,F是夹紧套受到油缸活塞杆拉力而产生的力,作用于活塞杆的轴心线上,R是工作台对夹紧块夹紧力的反作用力,设此力为合力,作用于夹紧块的中心,与实际夹紧力大小相等,方向相反。在设计中,取活塞杆轴心线距零力矩点(固定销中心)为42.5m,夹紧块中心距零力矩点为1OOmm,油缸活塞外径120mm,活塞杆直径40mm,采用双油缸形式(参见图2)。若设系统油压为P(MPa),则:F=2×[(120)2-(40)2]×pP≈20106P(N)22故得出ZT30B、TKH6913A型机床用回转工作台其中一个夹紧体的夹紧力为8545P(N),设为F1。楔块和弹性体的受力(以合力形式)如图3所示。先以弹性体为研究对象,它受3个力的作用:工作台对夹紧块的作用力Q(夹紧力的反力),垂直向上的支持力R,及楔形螺母对它的作用力R2(由正压力和摩擦力组成,所以与斜面垂直方向成角度φ-摩擦角)。当油缸的压力P达到一定值时,楔形螺母与弹性体之间处于平衡状态,此时下式成立。Q+R×cos(a+j)=0再以楔形螺母为研究对象,它同样也受3个力的作用:油压P产生的垂直拉力F弹性体的反作用力R'2(R'2+R2=0),楔块内力R3,现只考虑一侧的受力,因此有作用力R3,它的作用方向是与相对运动方向相反、且与水平方向成摩擦角φ的方向。它所处的平衡条件为R'2×cos(a+j)=R3×cosjF=RR'2×sin(a+j)+R3sinj已知楔形的角度为a=7.5°,µ=0.15,再由以上三式可以求得F=R'2×[sin(a+j)+cos(a+j)×tgj]又R'2=-R2=Q/cos(a+j)F=[(120)2-(40)2]×pP≈10053P(N)22摩擦角j=arctg0.15≈8.53°所以夹紧力Q=F=10053=22989P(N)tg(a+j)+tgjtg16.03°+tg8.53°故得出ZTS20型回转工作台的一个夹紧体的夹紧力为22069.534P(N),设为F2。由此可见:两种结构的夹紧体的夹紧力,在相同油压的情况下F2=22989P(N)>>F1=8545P(N),且F1是在双缸作用下产生的,而F2仅是在单缸作用下产生的。从这一结果看,利用弹性体和楔块的结构要远远好于文中所述其它结构。因此被广泛地应用于PC控制的回转工作台设计中。(end)

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