Цанга для зажатия деталей,преимущественно,в машинах сварки трением

 

ЦАНГА ДЛЯ ЗАЖАТИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО R МАШИНАХ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, на рабочей поверхности которой выполнены рифления в виде зубьев, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы путем обеспечения равномерного распределения нагрузки от крутящего момента по всей длине ее рабочей поверхности, зубья выполнены с равномерно увеличивающейся по длине рабочей поверхности высотой, наибольшей у торца цанги со стороны действия крутящего момента, а на рабочей поверхности зубьев вьшолнены равномерно распололоженные кольцевые канавки. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ЗСМК)) В 23 К 20/12 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕ) ЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3456613/25-27 (22) 23.06.82 . (46) 30.06.84. Бюл. Ф 24 (72) Н.M. Ведерников, В.П. Воинов, С .И. Рябченков и Л.Б. Шрон (71) Конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении (53) 621.,791.14(088.8) (56) 1. Вавилов А.Ф., Воинов В.П.

t1

Сварка трением. М., Машиностроение

1964, с. 114-115.

11 1 653, 2. Чертеж цанги 00 00 20 ны типа ПСТ-10 для сварки трением конструкции КТИАМ 1978 (прототип). (54) (57) ЦАНГА ДЛЯ ЗАЖАТИЯ ДЕТАЛЕЙ

ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В, МАШИНАХ СВАРКИ

ТРЕНИЕМ, на рабочей поверхности которой выполнены рифления в виде зубьев, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы путем обеспечения равномерного распределения нагрузки от крутящего момента по всей длине ее рабочей поверхности, зубья выполнены с равномерно увеличивающейся по длине рабочей поверхности высотой, наибольшей у торца цанги со стороны действия крутящего момента, а на.рабочей поверхности зубьев выполнены равномерно распололоженные кольцевые канавки. 3

1100062

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оснастке технологического оборудования, когда требуется надежная фиксация цилиндрической детали от проскальзывания, 5 например в машинах для сварки трением. . Известны различные конструкции зажимных цанг, рабочая поверхность которых, контактирующая с закрепленной деталью, выполнена из износостойкого материала и снабжена рифлениями. Такие цанги имеют достаточно высокий срок службы и при создании

15 необходимого усилия зажатия обеспечивают надежную фиксацию детали от проскальзывания (1) .

Недостатком указанных цанг является их повьппенная стоимость и трудоемкость изготовления, что связано с использованием износостойкого материала. При выполнении всей цанги из износостойкого материала резко увеличивается его расход, а при изготовлении из него только рабочей части цанги (например, в виде сменных вкладьппей) усложняется конструкция и технологичность последней.

Кроме того, применение сменных вкла30 дьппей из износостойкого материала снижает радиальную точность фиксации закрепляемой детали, поскольку добавляется промежуточное соединение с опредленным полем допуска.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является цанга для зажатия деталей, преимущественно в машинах сварки трением на рабочей поверхности которой выполнены рифления 40 в виде зубьев. Эта цанга имеет простую конструкцию, нетрудоемка в изготовлении, обеспечивает радиальную точность и надежность фиксации дета. лей j2).

Недостатком известной цанги является небольшой срок службы вследствие быстрого и неодинакового износа рабочей поверхности, что приводит к потере служебных свойств. Причиной 51ъ быстрого износа является неравномерность распределения нагрузки от крутящего момента по длине рабочей поверхности. Основная нагрузка от крутящего момента воспринимается только частью рабочей поверхности цанги, расположенной со стороны действия крутящего момента. Это.связано с тем, что цанга, установленная в конусное отверстие корпуса (например, зажимного устройства), характерйзуется высокой жесткостью, точки ее рабочей поверхности, воспринимающие воздействие сдвигающих напряжений, практически не имеют возможности смещения в тангенциальном направлении, в то время как закрепляемая часть детали податлива и может скручиваться в пределах упругости. Поскольку касательные напряжения в контакте поверхностей цанги и закрепляемой детали не могут превьппать величины сил трения, то на переднем участке взаимодействующих поверхностей (со стороны приложения крутящего момента) возникает относительное микропроскальзывание °

На этом участке касательные напряжения равны силам трения, в то время как на остальном участке рабочей поверхности цанги касательные напряжения резко уменьшаются до нуля. Наличие микропроскальзывания приводит к локальному интенсивному износу переднего участка рабочей поверхности цанги.

Цель изобретения — повышение срока службы цанги путем обеспечения равномерного распределения нагрузки от,крутящего момента по всей длине ее рабочей поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что у цанги для зажатия деталей преимущественно в машинах сварки трением, на рабочей поверхности которой выполнены зубья, последние выйолнены с равномерно увеличивающейся по длине рабочей поверхности высотой, причем наибольшую высоту зубьев имеют у торца цанги со стороны действия крутящего момента, а на рабочей поверхности зубьев выполнены равномерно расположенные кольцевые канавки.

На фиг. 1 гоказана конструктивная схема цанги, разрез, здесь же приведены эпюры распределения нормального давления (P} и касательных напряжений (< ) в описываемой цанге и в.известной (С ); на фиг. 2-вид А на фиг. 1.

Лепестки цанги 1 имеют продольные зубья 2, разделенные на отдельные участки кольцевыми канавками 3. Высота 11 зубьев 2 выполнена переменной из условия обеспечения оптимального соответствия их деформации изгиба . деформации кручения закрепляемой детали 4 при равенстве касательных

3 1100062 напряжений на всей длине участка Ь и и в общем виде выражается формулой п

Ь3 d Ек х высокими. где И вЂ” высота зубьев, Ь вЂ” ширина зубьев, d — диаметр закрепляемой детали, 4 — длина рабочей поврехности цанги;

Х вЂ” осевая координата; — число зубьев;

--полярный момент инерции се- чения закрепляемой детали, Š— моцуль упругости материала цанги, Ci — модуль сдвига материала закрепляемой детали.

Работает цанга следующим образом.

После размещения цанги в конусном отверстии корпуса 5 зажимного устройства (на фиг. 1 не показано) и воздействия усилия зажатия Р в контакте рабочей поверхности зубьев 2 с закрепляемой деталью 4 вознйкает равномерно распределенное давление

P на всей длине участка закрепле, ния

При действии крутящего момента M 30 на участке L деталь 4 получает угол закрутки (Р(х), а точки ее,поверхности перемещение о (х)= (х). — . Причем

4 ри x = .(р(х) = 0 и 6(х) = О, ри х = 0 cp(x) = аах и S (х) = rrlax.

Поскольку высота 11 зубьев 2 неодинакова и рассчитана так, что соблюдается соответствие деформации кручения детали 4 и изгиба зубьев 2 цанги, то в контакте их поверхностей касательные напряжения распределены равномерно по всей длине участка закрепления, При равномерном распределении касательных напряжений на длине участка, их величина, достаточная для уравновешивания крутящего момента М, значительно меньше; сил сцепления =1 Р, поэтому воэможность проскальзывания в контакте взаимодействующих поверхностей цанги 1 и детали 4 практически исключается.

Отсутствие проскальзывания и низкий уровень касательных напряжений С не вызывает интенсивного износа рабочей поверхности цанги, как это имеет место в известной конструкции.

Таким образом, в предложенной цанге благодаря выполнению зубьев с переменной по длине рабочей поверхности жесткостью на изгиб исключаются причины интенсивного износа ее рабочей поверхности. При этом конструкция цанги по сравнению с известной практически не усложняется, ее стоимость и трудоемкость остаются неВНИИПИ Заказ 446 /11 Тираж 1037 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4