Vačkové mechanismy – Strojírenství

Vačkový mechanismus se používá, když je potřeba provést složitý pohyb, například sepnout nebo otevřít kontakty, přesunout obrobek nebo frézu na stroji atd.

Vačkový mechanismus se skládá ze tří článků: stacionárního sloupku, vačky a tlačníku.

Vačka spočívá na ploché části tlačníku, nazývané bota, nebo na speciálním válečku, který je vyroben pro snížení tření.

Hnacím článkem je vačka, která se při otáčení dotýká hnaného článku (tlačného prvku) v bodě nebo podél přímky a tvoří s ním nadřazený pár.

Rotační (neboli kývavý) pohyb vačky je převeden na lineární (neboli kývavý) pohyb tlačné tyče.

Během provozu musí být tlačník s botkou nebo válečkem neustále přitlačován k vačce pomocí pružiny nebo jiných zařízení. Tento typ spojení mezi vačkou a tlačníkem se nazývá silové uzavření.

V mechanismu hřebenu a pastorku, když se ozubené koleno otáčí, hřeben se pohybuje lineárně a progresivně. Tento mechanismus se používá ve vrtačce k podávání vrtáku, v soustruhu – k podélnému pohybu nosného portu.

Aby se dosáhlo přerušovaného pohybu v jednom směru, používá se rohatkový mechanismus, který se otáčí (houpe se) působením hnací tyče. K páce je pomocí závěsu připevněna část zvaná západka. Výstupek západky má tvar, který odpovídá dutině mezi zuby ráčny.

Rýže. 1. Hřebenový a pastorkový mechanismus.

Při chodu ráčnového mechanismu se páka pohybuje, západka se opírá o zub ráčny a tlačí ji dopředu, v důsledku čehož se ráčna a s ní hnaná hřídel otáčí. Při otočení páky doprava se západka volně posouvá po zaoblené části zubů rohatky a vlivem své hmotnosti nebo speciální pružiny skočí do dutiny dalšího zubu a tlačí jej dopředu.

Aby se ráčna s hnaným hřídelem při volnoběhu páky se západkou nevrátila zpět, je instalována přídavná zajišťovací západka, zavěšená na pevné ose a přitlačovaná pružinou k ráčně.

Rýže. 2. Hřebenový a pastorkový mechanismus vrtačky.

Takový rohatkový mechanismus převádí kývavý pohyb na přerušovaný rotační pohyb. Používá se v příčném hoblíku pro příčné podávání.

Rýže. 3. Západkový mechanismus.

Ráčnový mechanismus se používá nejen k transformaci pohybu, ale také jako aretační zařízení navijáků a jiných zvedacích strojů. V tomto případě se skládá pouze z ráčny, přídržné (uzamykací) západky a stojánku.

Aby mechanismus fungoval spolehlivěji, je někdy vyrobeno několik západek, které jsou přitlačovány k ráčně silnými pružinami.

Ráčnový mechanismus se také používá ve volnoběžném náboji jízdního kola. Na hnacím článku – řetězovém kole, poháněném řetězem, je několik sklopných západek. Při pracovním zdvihu, kdy se řetězové kolo otáčí rychleji než kolo, se západky opírají o rohatku pevně připevněnou k náboji zadního kola a podobně. uvést to do pohybu. Při volném chodu je ozubené kolo nehybné a kolo s ráčnou se otáčí. V tomto případě západky sklouznou přes zuby ráčny.

Pro přenos přerušovaného rotačního pohybu lze použít dílčí ozubená kola s malým počtem zubů na jednom z kol. Například v mechanismech počítadel kilometrů na motocyklech a autech mají hnaná kola 10 zubů a hnací kola jeden, proto se kolo, které počítá jednotky kilometrů, musí otočit 10x, aby kolo na desítky kilometrů jednou otočit.

Rýže. 4. Mechanismus přerušovaného pohybu.

Vačkové mechanismy jsou velmi široce používány v univerzálních a speciálních automatech, například jednovřetenových a vícevřetenových univerzálních automatických soustruzích pro pohyb pracovních dílů v souladu s daným cyklem. Jak již bylo uvedeno výše, velkou výhodou vačkových mechanismů oproti vratným pohonům lineárního nebo kyvného pohybu je možnost pohybovat pracovním prvkem v dopředném a zpětném směru s danou rychlostí a délkou zdvihu a s požadovaným sledem střídavých zdvihů při konstantní směr a rychlost otáčení vačky, čehož je dosaženo tím, že vačka dostane příslušný tvar. Přirozeně je v tomto případě celý mechanismus pohonu pohybu i řídicí systém výrazně zjednodušen, což umožňuje zjednodušit kinematiku a konstrukci stroje.

Konstrukce vačkových mechanismů a způsoby profilování vaček automatických strojů se v některých rysech liší. Vačky automatických strojů jsou na rozdíl od vaček většiny ostatních strojů vyměnitelné, protože tvar a rozměry vaček jsou určeny tvarem a rozměry obrobku a na univerzálních automatech se zpracovává široká škála dílů. Protože náklady na návrh a výrobu čelistí jsou zahrnuty do nákladů na výrobu dílů, tvar čelistí musí být takový, aby poskytoval minimální náklady na návrh a výrobu čelistí. Tvar sekcí profilu vačky, které provádějí pracovní posuv, musí zajišťovat rovnoměrnost rychlosti pracovního posuvu a tvar sekcí chodů naprázdno musí zajistit minimální čas strávený chody naprázdno. Vačkové mechanismy musí zároveň zajistit vysokou přesnost pohybu pracovních orgánů.