12.2 Цангові затискачі

Цангами називають розрізні пружинні втулки, які можуть центрувати заготовки за зовнішніми і внутрішніми циліндричними поверхням. Повздовжні розрізи перетворюють кожну пелюстку цанги у консольно закріплену балку, яка переміщається у радіальному напрямі при повздовжньому русі за рахунок взаємодії конусів цанги і корпуса. Для збереження працездатності цанги деформація її пелюстків не повинна виходити за границю пружності.

Рисунок 12.2 – Цанговий затискач

Сила тяги (приводу) цанги при роботі без упору можна визначати за формулою

, (12.6)

де – необхідна сила затискання заготовки;

– сила стиску пелюстків цанги для вибору зазору між губками і заготовкою;

– половина кута конуса цанги;

– кут тертя у стику конічних поверхонь цанги і корпусу.

Силу можна знайти з розгляду залежності прогину консольно закріпленої балки (пелюстка) з видовженням для всіх пелюстків

, (12.7)

де – модуль пружності матеріалу, МПа;

– момент інерції сектора січення цанги у місці закріплення пелюстки;

– стріла прогину пелюстки, ( – радіальний зазор);

– число пелюсток;

– довжина вильоту пелюстки цанги.

Момент інерції січення

, (12.8)

де – зовнішній діаметр поверхні пелюстки у місці січення;

– товщина стінки пелюстки;

– половина кута сектора цанги (рад);

Якщо прийняти МПа і , то розрахунок можна проводити за формулами

для трипелюсткової цанги

;

для чотирипелюсткової цанги

.

Приклад. Визначити силу тяги цанги , якщо необхідна сила затиску заготовки Н, модуль пружності матеріалу МПа, зовнішній діаметр поверхні пелюстка в місці січення , товщина стінки пелюстка мм, довжина пелюстка цанги мм.

1. Визначаємо момент інерції сектора січення пелюстка цанги

м⁴,

де – половина кута сектора пелюстки цанги, .

2. Визначаємо силу тиску пелюстків цанги для вибору зазору між її губками і заготовкою

Н,

де – число пелюсток цанги;

– стріла прогину пелюстка, мм, мм,

– радіальний зазор між цангою і заготовкою, мм

3. Визначаємо силу тяги цанги при наявності осьового упору

Н,

де – кут тертя в стику конічних поверхонь цанги і корпуса, ;

– кут тертя в контакті між цангою і заготовкою,

– половина кута конуса цанги, .

13 Пружини

13.1 Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу

Рисунок 13.1 – Циліндрична гвинтова пружина

Пружини можуть накопичувати енергію за рахунок пружних деформацій, які викликані прикладенням навантаження, а після розвантаження віддавати накопичену енергію і відновлювати попередню форму.

За характером сприймаючого напруження розрізняють пружини стиску, розтягу, кручення і згину.

Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу (рис. 13.1) зі сталевого дроту стандартизовані і діляться на три класи залежно від навантаження. Кожний клас поділений на розряди, які відрізняються діаметром дроту і силою, яка викликає максимальну деформацію.

Гвинтові пружини розраховують на кручення

, (13.1)

де – поправочний коефіцієнт, який враховує кривизну витків і поперечну сили (визначається з таблиці);

– осьове навантаження на пружину;

– середній діаметр витків пружини;

– індекс пружини, ;

– діаметр дроту;

– допустиме навантаження.

При проектуванні пружини розраховується діаметр дроту, з якого буде виготовлена пружина

. (13.2)

Розрахунок на втому включає у себе визначення коефіцієнта запасу міцності , який порівнюється з необхідним . Запас міцності визначається так:

, (13.3)

де – максимальне напруження при крученні;

– межа міцності матеріалу пружини при зсуву, ;

– коефіцієнт асиметрії циклу, ;

– границя втоми при відновлюваному циклі, .

Зміну висоти пружини розтягу-стиску визначають за формулою

, (13.4)

де – число робочих витків пружини;

– модуль зсуву, МПа (для сталей).