Главная

Лабораторная работа №34

Механизм управления с кулачковым распределительным валом

Цель работы: изучение работы механизма управления с кулачковым распределительным валом.

Кулачковый распределительный вал используют в машинах – автоматах для согласованного перемещения исполнительных устройств в зависимости от времени или угла поворота вала. Исполнительное устройство жестко связано с выходным звеном механизма. Программа их движения задается в виде циклограммы.

На рисунках 1 и 2 приведены линейные циклограммы перемещения трех исполнительных устройств автомата для сверления отверстий в детали. Циклограммы показывают последовательность движения, они изображаются на фазе перемещения в виде наклонной прямой, а на фазе выстоя – горизонтальной прямой.

Механизм сверлильной головки Ml выполняет основную технологическую операцию – сверление отверстия. Механизм М2 осуществляет крепление обрабатываемой детали, а механизм МЗ подает новую заготовку и удаляет готовую деталь. Циклограмма характеризует один цикл работы машины- автомата.

Под циклом понимается промежуток времени Т_ц, по окончании которого последовательность перемещения исполнительных устройств повторяется. На циклограмме показывают угол поворота кулачкового вала и время, а также отмечают операции, выполняемые исполнительными устройствами машины- автомата.

Для циклограммы на рисунке 1 время цикла Т_ц равно времени Т одного оборота кулачкового вала.

Чтобы обеспечить согласованное перемещение всех выходных звеньев в соответствии с циклограммой, необходимо для каждого кулачка определить угол установки относительно кулачка, принимаемого за базовый. Угол установки заключен между радиусами–векторами точек В₁ и В₂, которые соответствуют началу подъема выходного звена. Применив метод обращения движения, повернем стойку АС₂ на угол , при этом точка В₂ перейдет в положение В₂¹. Как следует из схемы на рисунке 3, угол установки данного кулачка относительно базового кулачка определяется по формуле

где

При равенстве радиусов начальной шайбы кулачков r₀₁ = r₀₂ угол установки кулачка равен углу поворота кулачка, т.е. .

Рис.1. Циклограмма машины–автомата

Рис.2. Циклограмма машины–автомата с совмещенным временем работы механизмов М1 и М2

Рис.3. Схема определения угла установки кулачка

Согласно циклограмме, показанной на рисунке 1, каждый исполнительный орган начинает движение только после остановки предыдущего. Это условие не всегда является обязательным. Если, например, по условиям технологического процесса и в соответствии с конструктивными особенностями машины–автомата механизм крепления детали М2 может начать движение до того, как сверлильная головка примет исходное положение, циклограмма имеет вид, показанный на рисунке 2.

Совместив время работы отдельных механизмов, можно уплотнить циклограмму и, как следствие, повысить производительность машины–автомата. Совмещение перемещения механизмов во времени способствует также увеличению фазовых углов движения и снижению инерционных нагрузок.

Циклограммы, изображенные на рисунках 1 и 2, можно реализовать на модели механизма управления ТММ 116 с кулачковым распределительным валом.

Лабораторная установка ТММ 116

Лабораторная установка ТММ 116 является моделью механизма управления с кулачковым распределительным валом.

Модель механизма управления ТММ 116 с распределительным валом, показанная на рисунке 4, состоит из трех кулачковых механизмов с коромыслами и с общим распределительным валом, обеспечивающим согласованное перемещение трех исполнительных органов. На распределительном валу установлены три кулачка. Кулачок 1, жестко связанный с валом, является базовым. Кулачки 2, 11 могут поворачиваться относительно вала, а, значит, и относительно базового кулачка 1. Шкала 3, расположенная на распределительном валу, предназначена для определения угловой координаты кулачков 2 и 11. После поворота на угол установки кулачки 2 и 11 фиксируются на распределительном валу гайкой 4. Все кулачки составные, собраны из трех дисковых кулачков с одинаковым профилем, имеющим участки нижнего и верхнего выстоя, подъема и опускания. Составная конструкция кулачков позволяет изменить фазовые углы нижнего и верхнего выстоя. Для определения фазовых углов используется шкала 10, расположенная на кулачках.

Коромысло 9 каждого кулачкового механизма приводит в движение пишущее устройство 8, которое вычерчивает на бумажной ленте 7 циклограмму. Для подключения лентопротяжного механизма необходимо повернуть рукоятку 6 в положение «ЗАПИСЬ».

Замыкание кулачков и роликов осуществляется рукояткой 5 в положение «ЗАМКНУТ».

Рис.4. Механизм управления ТММ 116 с кулачковым распределительным валом

Порядок выполнения работы

1. Начертить заданную циклограмму работы машины–автомата по исходным данным (фазовым углам подъема, верхнего выстоя, опускания и нижнего выстоя). На циклограмме обозначить фазовые углы.

2. По вычерченной циклограмме определить углы установки для кулачков 2 и 11 относительно базового кулачка 1, используя формулу для вычисления угла установки данного кулачка (2 или 11) относительно базового (1), т.е.

где

Принять размеры L=; l=; r₀₁=; r₀₂=.

3. Установить кулачки 2 и 11 в соответствующее положение и зафиксировать на распределительном валу гайкой 4 используя шкалу 3. Причем, необходимо использовать составную конструкцию кулачков для изменения (установки) фазовых углов нижнего и верхнего выстоя. Для определения фазовых углов использовать шкалу 10, как это показано на рисунке 4.

4. Для подключения лентопротяжного механизма повернуть рукоятку 6 в положение «ЗАПИСЬ».

5. Осуществить замыкание кулачков и роликов рукояткой 5.

6. Вращением рукоятки распределительного вала, находящейся сбоку модели механизма управления ТММ 116, привести механизм в движение (2 или 3 оборота) и получить на бумажной ленте циклограмму.

7. Проверить соответствие полученной циклограммы заданной.

Основные правила техники безопасности

1. Изучить устройство лабораторной установки ТММ116 перед выполнением работы.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Наименование и тип лабораторной установки.

3. Исходные данные и заданная циклограмма с указанием фазовых углов.

4. Вычисление угла установки кулачка 2.

5. Вычисление угла установки кулачка 11.

6. Полученная циклограмма с указанием фазовых углов.

Контрольные вопросы

1. С какой целью в машинах–автоматах используют кулачковый распределительный вал?

2. Что называется циклограммой механизма?

3. Что такое фазовые углы?

4. Как определить угол установки рабочего кулачка относительно базового?

5. В чем заключается принцип работы модели механизма управления с кулачковым распределительным валом ТММ 116?

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Детали машин Строительная механика

00:00:00