Mecanisme cu Came

9.1. Prezentarea generală a mecanismelor cu came

Mecanismele cu came sunt alcătuite dintr-un element profilat numit camă (element conducător) care transmite mişcarea, prin intermediul unei cuple superioare, unui element condus, numit tachet.

Printr-o construcţie corespunzătoare a profilului camei, aceste mecanisme pot realize orice lege de mişcare pentru elemental condus şi de aceea sunt utilizate în toate domeniile de activitate (construcţia de maşini, industria textilă, industria alimentară, mecanică fină, maşini unelte, maşini de calcul etc.) unde se impun anumite legi de mişcare cerute de procesul tehnologic sau de necesităţile de mecanizare şi automatizare.

Mecanismele cu came prezintă o serie de avantaje comparativ cu alte tipuri de mecanisme:

- gabarit mic;

- proiectare uşoară;

- durabilitate foarte bună;

- flexibilitate - pentru a modifica legea de mişcare a tachetului se schimbă doar cama;

- construcţie simplă.

Există însă şi dezavantaje ale utilizării acestor tipuri de mecanisme comparativ cu mecanismele cu bare. Astfel, pentru legi de mişcare simple este mai eficientă utilizarea mecanismelor cu bare, iar uzarea cuplei superioare poate avea efecte secundare: zgomote, vibraţii precum şi alterarea considerabilă a legii de mişcare.

9.1.1. Structura mecanismelor cu came. Terminologie

Un mecanism cu came este alcătuit din următoarele elemente (fig. 1):

a b

Figura 1

1. Cama – care poate avea o mişcare de rotaţie (fig. 1a) sau o mişcare de translaţie (fig. 1b);

2. Tachetul – poate avea diverse forme constructive şi poate executa mişcări de translaţie (fig. 1a) sau de rotaţie (fig. 1b);

3. Rola sau galetul – un element suplimentar, a cărui prezenţă este opţională. Rolul acestui element este de a micşora pierderile prin frecare şi de a reduce uzura elementelor în contact şi, nu în ultimul rand, de a realiza curbura minimă a profilului camei în scopul asigurării unghiurilor de transmitere a mişcării;

4. Arc sau un element elastic care asigură prin forţă contactul dintre camă şi galet sau dintre camă şi tachet.

Cercul de rază rb se numeşte cerc de bază, iar valoarea minimă a razei acestui cerc se determină din condiţia ca unghiul de presiune să fie inferior unei valori admisibile, aşa cum se va vedea mai departe.

Profilul teoretic (Pt) al camei este un profil echidistant faţă de profilul real şi reprezintă înfăşurătoarea familiei de cercuri ce au raza egală cu raza rolei (galetului) şi centrul pe profilul real al camei.

Analizând funcţionarea unui mecanism cu came, se pot evidenţia mai multe faze sau etape.

Reprezentarea grafică a succesiunii fazelor (etapelor) se numeşte ciclograma mişcării şi poate fi polară (fig.2a), carteziană (fig. 2b) sau sub formă tabelară (fig. 2c).

a b

c

Figura 2

Unghiurile cu care se roteşte cama se numesc unghiuri de fază şi au următoarele semnificaţii:

- unghiul corespunzător fazei de ridicare (urcare) a tachetului;

- unghiul corespunzător fazei de repaus (pauză) a tachetului;

- unghiul corespunzător fazei de coborâre a tachetului.

Studiul mecanismelor cu came cuprinde:

- Analiza mecanismelor cu came, când se cunosc profilul camei şi legea de mişcare a acestuia şi se urmăreşte determinarea legii de mişcare a tachetului;

- Sinteza mecanismelor cu came, când se cunosc legile de mişcare pentru tachet şi pentru camă şi se urmăreşte determinarea profilului camei care asigură o anumită lege de mişcare a tachetului.

Pentru studiul mecanismelor cu came se foloseşte metoda inversării mişcării, potrivit căreia dacă se imprimă întregului mecanism o viteză egală şi de sens contrar cu cea a camei, aceasta devine element fix, batiul va avea viteza opusă camei, iar tachetul va avea o mişcare compusă din două mişcări simple, în funcţie de tipul mecanismului.