Большая энциклопедия техники. Раздел 5. Механические устройства ( Коллектив авторов, 2009)

Автостроп

Автостроп – грузозахватный механизм какой-либо грузоподъемной машины с автоматическим захватом и освобождением груза. Автостроп обычно подвешивается на грузовом тросе или канате машины (в некоторых случаях используются цепи). При погрузо-разгрузочных работах используются разные типы автостропа, в зависимости от вида груза. В обычном автостропе крюки захватывают груз только при определенном положении кулачка. При определенном положении траверса может быть поднята вверх со всеми соединенными с ней звеньями. При этом упор будет контактировать с кулачком и удерживать раму от перемещения траверсы. Если в этом же положении ослаб канат (или трос, цепь), то упор при опускании траверсы повернет кулачок. При последующем подъеме траверсы кулачок повернется налево, а рама может свободно перемещаться относительно траверсы. Крюки при этом под действием тяг повернутся и захватят груз. Груз поднимают и перемещают в заданное место. При опускании груза, когда он будет установлен на заданную поверхность и ослабнет канат, траверса опустится. Крюки под действием тяг разойдутся и освободят груз, упор повернет кулачок в противоположную сторону. После этого можно поднимать автостроп, при этом звенья примут положение, при котором крюки разомкнуты, а кулачок контактирует с упором. При выполнении погрузо-разгрузочных работ цикл повторяется.

В другом варианте автостропа, подвешенного на тросе (или канате, или цепи), имеются:

1) вилка, соединенная с тросом с возможностью свободного вращения;

2) траверса, перемещающаяся относительно вилки;

3) тяги, соединенные с траверсой;

4) крюки, связанные шарнирно с тягами;

5) рама, соединенная шарнирно с крюками;

6) кулачок с фигурным пазом, установленный на раме.

При осуществлении погрузо-разгрузочных работ в данном варианте автостропа траверса перемещается относительно вилки и через тяги управляет крюками, захватывающими груз. При подъеме груза вилка захватывает кулачок и перемещается вместе с рамой в направлении силы F (т. е. вверх), при этом крюки захватывают груз, и все звенья автостропа остаются относительно неподвижными, пока не ослабнет канат (или трос, или цепь). При отсутствии силы F подъема груза вилка опускается и перемещается по пазу кулачка в положение, из которого подъем вилки приводит к ее разъединению с рамой, при этом рама некоторое время остается на поверхности груза, а крюки поворачиваются и освобождают груз. Автостроп после этого поднимается в разомкнутом состоянии, готовом для повторения цикла.

Автостроп имеет также третий вариант исполнения, в котором крюки связаны с рамой шарнирно, а с траверсой посредством тяг, а также двух звеньев, образующих поступательную пару. Рама автостропа в третьем варианте имеет два фиксированных положения относительно траверсы, задаваемых специальным электромагнитным стопором, который сблокирован с датчиком натяжения каната (или троса, или цепи) и приводом подъема. Перед захватом груза канат опускают, при этом выключается стопор, траверса опускается относительно рамы и поворачивает крюки. Далее срабатывает электромагнитный стопор и удерживает траверсу в новом положении. При последующем подъеме траверсы крюки поворачиваются и захватывают груз, при этом срабатывает стопор, положение груза фиксируется и осуществляется его подъем. Далее цикл повторяется: груз устанавливают на положенное место складирования на складе готовой продукции или на платформе железнодорожной (или в полувагоне ж/д), натяжение каната ослабевает, стопор выключается, траверса опускается относительно рамы и поворачивает крюки. Далее цикл при необходимости повторяется. В четвертом варианте автостропа траверсу подвешивают на поворотном валу промежуточного звена, на котором помещен электродвигатель с редуктором. В последнем варианте автостроп вращается при включении электродвигателя и редуктора. Автостропы всех перечисленных вариантов широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, в частности на складах готовой продукции, где осуществляются погрузо-разгрузочные работы, в том числе погрузка крупногабаритных грузов на грузовые автомобили, железнодорожные платформы (или полувагоны).

Амортизатор

Амортизатор (от фр. amortir – «ослаблять», «смягчать») – устройство для смягчения ударов и гашения колебаний. Амортизаторы широко применяются практически во всех видах транспорта: автомобильном, железнодорожном, авиационном. В автомобильном транспорте применяются самые разнообразные амортизаторы – от пружинных до гидравлических, причем их размеры и конструкции значительно различаются между собой: на легковые автомобили ставятся амортизаторы пружинные небольших размеров, а на грузовые – в зависимости от их грузоподъемности. На городских автобусах, где загрузки постоянно меняются, причем даже в течение рейса в часы пик, амортизаторы ставятся в одном узле с пневморессорами, что обеспечивает два эффекта:

1) комфортность поездки пассажиров;

2) смягчение от ударов на неровностях дороги, воспринимаемых корпусом автобуса.

В троллейбусах и трамваях также применяются соответствующие амортизаторы – пружинные и гидравлические. В железнодорожном транспорте используются амортизаторы разных видов – на грузовых вагонах, платформах, полувагонах, спецвагонах (думпкарах, бункерного типа и других), цистернах ставятся в основном пружинные амортизаторы, рассчитанные на эксплуатацию при разных температурных режимах в пределах от -75 до +60 °С. В пассажирских железнодорожных вагонах применяются пружинные амортизаторы двойные (внутри большого амортизатора-пружины ставится вторая пружина меньшего размера) подвагонные, а между вагонами устанавливаются гидравлические амортизаторы в сочетании с пружинными – так называемые тормозные стаканы. Такие комбинированные амортизаторы крепятся с двух сторон пассажирских вагонов для смягчения ударов при торможении поезда и при наборе скорости в пути. В вагонах метрополитенов также используются амортизаторы – подвагонные пружинные и межвагонные пружинно-гидравлические. Амортизаторы также широко применяются в авиации – гражданской и военной всех видов и типов. Например, в вертолетах применяются амортизаторы однокамерные и двухкамерные гидравлические.

Однокамерный амортизатор вертолета состоит из:

1) цилиндра;

2) штока;

3) камеры с азотом.

Амортизатор имеет:

1) полость с жидкостью;

2) центральное отверстие;

3) уплотнение во второй полости, установленное между цилиндром и штоком.

При ударах и колебаниях цилиндра (во время приземления вертолета) относительно штока жидкость перетекает из первой полости в камеру через центральное отверстие. При этом благодаря сжатию азота в камере гасятся удары. Сравнительно медленное перетекание жидкости приводит к поглощению энергии удара или колебаний.

Амортизатор вертолета в двухкамерном исполнении имеет расположенные последовательно один в другом:

1) шток;

2) второй шток;

3) цилиндр.

Амортизатор состоит из:

1) камеры низкого давления;

2) полости с жидкостью;

3) камеры высокого давления;

4) второй полости с жидкостью;

5) двух уплотнений, установленных между цилиндрами;

6) специального клапана;

7) центрального отверстия во втором штоке;

8) иглы специальной конструкции;

9) боковых отверстий в клапане и боковых отверстий во втором штоке.

Взаимодействие между камерой высокого давления и второй полостью с жидкостью происходит через специальный клапан. При посадке вертолета сначала сжимается азот в камере низкого давления, затем происходит перетекание жидкости из второй полости в камеру высокого давления, проходя между иглой и центральным отверстием во втором штоке, при этом отжимается специальный клапан (подпружиненный). Далее боковые отверстия в клапане при его отжатии оказываются расположенными напротив боковых отверстий второго штока. При снятии нагрузки жидкость под давлением сжатого азота в камере высокого давления перетекает обратно во вторую полость. В исходное положение цилиндр возвращается в замедленном режиме из-за перетекания жидкости через небольшие отверстия, при этом клапан закрыт и не пропускает жидкость во вторую полость. Азот в амортизатор в данном варианте подается через специальный канал. Между подвижными звеньями вертолетного амортизатора второго варианта для предотвращения их относительного проворота устанавливают шлиц-шарнир – два звена, соединенных шарнирно между собой и с перемещаемыми звеньями – двумя штоками.

Архимедов винт

Архимедов винт определяется чаще всего как архимедов червяк, применяемый в червячных передачах различных механизмов.

Архимедов винт.

Архимедов винт, или червяк, выполняется по принципу архимедовой спирали – траектории точки, равномерно движущейся по прямой, совершающей равномерное вращательное движение вокруг одной из своих точек.

Архимедова спираль, по которой изготавливается червяк, может быть представлена как частный случай удлиненной эвольвенты окружности.

По архимедовой спирали получается профиль витка в торцовом сечении одного из многих видов червяка червячной передачи, которая применяется в приводах различных механизмов с редким и кратковременным включением.

Червячная передача представляет собой механизм для передачи вращения между валами со скрещивающимися осями посредством червяка (т. е. архимедова винта) и сопряженного с ним червячного колеса. Цилиндрический архимедов винт (или цилиндрический червяк) отличается от других видов, в частности от эвольвентного, прямолинейным профилем в осевом сечении.

Архимедов винт или червяк используется в червячных передачах в тех случаях, когда требуется значительное понижение угловой скорости при механической обработке заготовок или деталей на токарно-винторезных станках специального назначения.

Баба

Баба – так определяется тяжелая металлическая болванка цилиндрической формы, являющаяся важной составной частью сваезабивочного механизма, используемого в строительстве для забивки свай под фундамент какого-либо сооружения (жилого дома или производственного здания и др.).

В указанном механизме крепление бабы производится по-разному:

1) на тросах с цепями, к которым прикреплена баба (т. е. тяжелая металлическая болванка);

2) на направляющих сваезабивочного механизма.

В первом варианте баба поднимается механической лебедкой на определенную высоту, а затем трос с цепью (на которой подвешена баба) стравливается, т. е. осуществляется свободное падение бабы с высоты на верхнюю часть сваи, забиваемой обычно в рыхлый грунт (например, в песчаный с опокой). После удара бабы по свае ее поднимают и снова бросают вниз, стравливая трос с цепью. Во втором случае баба совершает поступательно-возвратное движение по направляющим сваезабивочного механизма, при этом производит удары по свае. Движение бабы обеспечивается работой электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. В первой половине ХХ в. на стройках Советского Союза применялись сваезабивочные механизмы, работающие на двигателях внутреннего сгорания (дизельных) и с цепным креплением бабы-болванки к лебедке. Во второй половине ХХ в. в строительстве стали применяться сваезабивочные механизмы с бензиновым двигателем и креплением бабы к направляющим, по которым болванка совершала поступательно-возвратное движение в процессе забивания сваи в грунт.

Байонет

Байонет (от фр. baionnette – «штык») – соединение охватываемой детали с выступом, входящим в паз охватывающей детали. Такое соединение осуществляется путем осевого перемещения и относительного поворота соединяемых деталей. Байонет использован в качестве замка, соединяющего детали. Первая деталь имеет паз, взаимодействующий с выступом детали. После сборки детали разжимаются пружиной, и в результате этого действия выступ стопорится в пазу. Еще байонет может быть использован в качестве зажима. Заготовка прижимается к стойке специальной деталью, перемещаемой в неподвижной охватываемой конструкции. Паз имеет осевой и винтовой участки. Последний обеспечивает зажим деталей с большим осевым усилием:

Fx = Ft / [tg(γρ)],

где Ft – окружное усилие, приведенное к выступу; γ (гамма) – угол винтовой линии; ρ (ро) – угол трения.

Для исключения самопроизвольного отжатия байонета выполняют условие самоторможения – γ < ρ.

Балансир

Балансир (фр. balancier – «качать», «уравновешивать») – двуплечий (редко одноплечий) рычаг для передачи усилий в машинах, совершающий качательные движения около оси его опоры. Классическим примером балансира является балансирная подвеска в автомобильной и тракторной технике, представляющая собой устройство, связывающее два моста автомобиля или колесного трактора с рамой и обеспечивающее их зависимое качание относительно рамы. Балансир в данном случае представляет собой два симметрично расположенных моста по разные стороны машины (или колесного трактора). На мостах устанавливаются колеса, кроме того, каждый мост с помощью коромысел шарнирно соединен с рамой машины или трактора (колесного). Коромысла в первом приближении и являются плечами балансира – при качании машины или трактора они обеспечивают мостам возможность перемещаться вертикально относительно рамы (т. е. балансировать).

Другой пример балансира – очень простое устройство – балансировочная головка с самоустанавливающимися грузами, которая устанавливается в специальном балансировочном станке.

Бегуны или бегунки применяются в различных механизмах и станках, имеют весьма простое устройство, крепятся жестко к осям и валам (в большинстве случаев) или перемещаются по осям и валам, имеющим специальные направляющие. В последнем случае бегуны или бегунки крепятся к тросикам и фиксируются на них – при наматывании тросика на барабан лебедки бегуны или бегунки совершают поступательновозвратное перемещение, выполняя при этом определенную работу, например по съему готовой детали с конвейера станка-автомата. Бегуны также применяются для обмятия цемента при его разгрузке. Такие бегуны представляют собой стальные диски толщиной 30—40 мм и диаметром 150—160 мм, установленные на эксцентриковых осях, шарнирно соединенных с валом, который выполнен в виде трубы. Вал приводится во вращательное движение от другого, цельнометаллического ведущего вала через коническую передачу. Бегуны, приводимые в движение эксцентриковыми осями, перемещаются по слою цемента, при этом они самоустанавливаются в зависимости от высоты слоя цемента. Для выгрузки цемента рядом с бегуном установлен скребок, поднимающийся или опускающийся с помощью ползуна. Движение от ползуна передается через первый рычаг, тягу, второй рычаг и шатун, расположенный рядом с бегуном. Второй рычаг в этом механизме шарнирно соединен с кронштейном. Таким образом, бегуны совершают так называемое планетарное движение в указанном механизме для разгрузки цемента.

Бесступенчатая передача – это такой вид передачи в каком-либо станке или механизме, когда движение от двигателя (электрического или внутреннего сгорания – бензинового) передается не через коробку передач, а непосредственно от оси двигателя к исполнительному механизму, например валу токарного станка. В этом случае применяются двигатели так называемого реверсивного типа (т. е. имеют устройство, варьирующее скорость вращения оси двигателя – от медленного до быстрого, по необходимости, предусмотренной технологическими нормативами выполнения какой-либо производственной операции).

Блок

Блок (от англ. block, нем. Block, фр. bloc) – колесо с желобом по окружности для цепи, троса, канаты или капронового прочного шнура – широко применяется в подъемных механизмах всех видов: лебедках, полиспастах, талях, подъемниках, кранах малогабаритных типа «Пионер», кран-балках, кранах: башенных (в том числе типа 30 АХЛ), козловых, мостовых.

Соответственно виду и типу подъемного механизма блоки в виде колеса с желобом по окружности имеют разные размеры: толщины от 20 до 60—80 мм и более и диаметры от 100 до 300 мм и более, при этом радиусы желоба также различаются – от 10 до 30—60 мм.

Блоки выполняются чаще всего из специальных сплавов – устойчивых к перепадам температур от -50 до +70 °С, а также обладающих хорошей износостойкостью и прочностью.

Болт

Болт (от нем. Bolt (e) – «крепежная деталь») – крепежная деталь в виде металлического стального стержня с головкой (четырех-, шестигранной или полукруглой) и резьбой, на которую навинчивают крепежную чайку. Болты имеют резьбу полную или частичную с учетом толщины соединяемых деталей.

Болты подразделяются на:

1) мебельные (с полукруглой головкой) для соединения крупных мебельных конструкций;

2) железнодорожные специальные для крепления рельс, шпал, стрелочных переводов;

3) высокопрочные специальные из нержавеющей стали (в том числе марки 40 Х, 45 Х, 35 Х и других) для крепления карданных валов к редукторам (автомобилей, троллейбусов, трамваев, вагонов метрополитена, пассажирских вагонов, вагонов-ресторанов, тракторов, танков и различной спецтехники).

Болты, изготовленные из таких марок стали как 10, 20, 25, 35, 30 ХМА, применяются во фланцевых соединениях при прокладке различных трубопроводных систем – магистральных (трубы большого диаметра и болты под фланцы также используются больших диаметров – от 20 до 40 мм и более – по заказам потребителей) и внутри городских, внутриквартальных (болты в этих системах используются диаметром от 10 до 24 мм и более). Кроме того, в строительных работах часто применяются специальные анкерные болты, изготавливаемые строго по заказам потребителей. Болты с полукруглой головкой широко применяются при изготовлении:

1) железнодорожных грузовых вагонов, у которых стенки обшиваются досками;

2) деревянных кузовов грузовых автомобилей, полуприцепов, прицепов тракторных и автомобильных и др.

В целом, болты – самая распространенная в различных болтовых соединений крепежная деталь, применяющаяся во многих механизмах, машинах и различном оборудовании – от простого до самого сложного.

Борштанга

Борштанга – приспособление, часто применяемое при различных работах на токарно-винторезных станках, в частности вращающиеся борштанги используют для растачивания заготовок крупных размеров и сложной формы, которые трудно закрепить на планшайбе универсального токарно-винторезного станка. На таких борштангах (они похожи на бытовые скалки) устанавливаются резцы, а заготовка крепится на суппорте станка. В данном варианте первая борштанга с черновым и фасочным резцом устанавливается в корпусе вращающегося центра на месте центра задней бабки станка, а вторая, регулируемая борштанга, фиксируется в шпинделе передней бабки (этого же станка). Во второй борштанге закреплен чистовой резец (приходной или расточной) посредством специальной державки (эта державка монтируется в корпусе второй борштанги на оси). После установки и закрепления заготовки на суппорте токарного станка включают пневматический цилиндр задней бабки, и первая борштанга конусным отверстием плотно заходит на конус второй борштанги, соединяя их в одно целое. В целом две борштанги представляют собой комбинированную борштангу, которая отличается высокой надежностью в работе.

Вал

Вал (деталь машины) – металлический стержень, установленный в опорах так, что может вращаться, предназначенный для передачи вращающего момента между деталями, закрепленными на нем. Передача вращающего момента – главная особенность вала, отличающая его от оси – металлического стержня цилиндрической формы (т. е. детали аналогичной конструкции). Вал, как и ось, передает на опоры, в которых он закрепляется, радиальные и осевые силы. Вал в зависимости от конструкции называется:

1) кривошипным – с одним или двумя кривошипами;

2) коленчатым – с одним или несколькими коленами;

3) кулачковым – с утолщенной частью в виде кулачка различной формы;

4) эксцентриковым – подобен кулачковому, только кулачок выполнен в виде эксцентрика;

5) телескопическим – составленным из подвижных в осевом направлении деталей.

Вал может быть сплошным или полым, со шлицами, с фланцем на конце и другими элементами. Особую разновидность представляют гибкий вал и карданный вал, которые позволяют передавать вращающий момент между несоосными и установленными с перекосом деталями. (Примечание: вращающийся момент – мера внешнего силового воздействия на вращающееся тело, изменяющего угловую скорость, обозначают буквой Т и измеряют в Нм.)

Вал отбора мощности – металлический цилиндрической формы (преимущественно) стержень, служащий для передачи вращения от какого-либо двигателя (электрического, бензинового, дизельного и др.) исполнительному механизму, при этом происходит отбор мощности, создаваемой двигателем. Вал отбора мощности может иметь прямое соединение с исполнительным механизмом, например, при наличии бесступенчатой передачи – от реверсивного электродвигателя к шпинделю токарно-винторезного станка. В другом варианте вал отбора мощности имеет выход (т. е. соединение) на редуктор с шестереночно-зубчатой передачей, от которого через другой вал вращение передается исполнительному механизму (например, во многих моделях токарных станков старого образца, выпущенных советскими предприятиями в 70—80-х гг. ХХ в.) в виде шпинделя и винтового вала подачи суппорта. В автомобилях, тракторах всех видов и типов также имеется вал отбора мощности, соединенный с двигателем внутреннего сгорания. В этом случае вал отбора мощности соединяется с редуктором, от которого через другой вал (карданный) вращение передается на мост (или мосты – передний или задний), обеспечивающий вращение колес и поступательное движение автомобиля (или трактора и т. д.). Вал отбора мощности имеется также в тепловозах (всех типов и видов), электровозах, железнодорожных мотодрезинах, электричках, в составах метрополитена. Соответственно мощности двигателей (электрических и внутреннего сгорания) вал отбора мощности имеет исполнение с учетом всех особенностей объекта применения. Но главное требование к валу отбора мощности – прочность, способность выдержать определенные силовые нагрузки (особенно силу крутящего момента), а также температурные перепады в климатических условиях России. Поэтому вал отбора мощности изготавливается из специальных высококачественных сплавов и при этом проходит предварительное испытание на вибростендах, помещенных в особые камеры, где температурный режим меняется от -70 до +60 °С (т. е. вал отбора мощности испытывают в условиях, приближенных к условиям эксплуатации).

Вальцы

Вальцы – полые металлические цилиндры с гладкой поверхностью, широко применяются в резинотехнической промышленности и в производстве пленок из полиэтилена, полистирола и других пластических масс. Формирование указанных пленок осуществляют путем непрерывного выдавливания пластической массы через щель экструдера на вальцы. После вальцов пленка через ролики идет на приемное устройство, где осуществляется намотка на специальную бобину. Применение вальцов позволяет получать полиэтиленовую пленку толщиной от 50 до 200 мм (аналогично получают пленку и из других пластических масс). В резинотехнической промышленности для придания будущему изделию из каучука (или резиновой сырой смеси) определенной формы и приготовления смеси для формования и последующей вулканизации производят пластификацию каучука путем разминания его на теплых гладких вальцах. Зазор между вальцами устанавливается в соответствии с требованиями технологического процесса по каждому виду резинотехнических изделий.

Ванкеля двигатель

Ванкеля двигатель – роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, был изобретен в 1957 г. немецким конструктором Ф. Ванкелем (ФРГ). Ротор такого двигателя размещен внутри цилиндра, профиль которого выполнен по эпитрохоиде. (Примечание: эпитрохоида – от греч. epi – «на», «над» + trochoeides – «кругообразный» – кривая, описываемая точкой, жестко связанной с окружностью, которая катится по наружной стороне другой окружности.) При этом ротор двигателя установлен так, что он может вращаться на эксцентриковом валу, и соединен жестко с зубчатым колесом. В свою очередь это колесо взаимодействует с другим колесом – неподвижным. Во время работы двигателя Ванкеля ротор с первым колесом обкатывается по второму колесу – неподвижному, при этом его грани скользят по поверхности цилиндра, отсекая переменные объемы камер. Впуск рабочей смеси (бензиновой) осуществляется по специальному каналу, воспламенение смеси осуществляется от свечи зажигания, а выпуск обработанных газов происходит через другой канал. В двигателе Ванкеля обычно применяется трехгранный ротор, а отношение чисел зубьев колес подвижного (первого) и неподвижного (второго) подбирают в соотношении 3/2.

Вариатор

Вариатор – механизм для бесступенчатого регулирования передаточного отношения. Чаще всего в качестве вариатора используют фрикционный механизм, в котором в процессе регулирования изменяют радиусы взаимодействующих поверхностей тел. Вариатор выполняют в виде двух взаимодействующих тел вращения, одно из которых перемещают относительно другого. При этом касание тел может быть внешним или внутренним. В качестве рабочих поверхностей используют конусы, цилиндр и плоскость, сферу и конус, торговые поверхности и др. При регулировании вариатора меняют относительное положение взаимодействующих тел. В некоторых вариантах вариатор выполняют также с промежуточным звеном. Обычно это ролик, кольцо или двухвенцовое колесо, при этом входное и выходное звенья в процессе регулировки сохраняют свое положение, а перемещают только промежуточное звено. Кроме того, промежуточное звено используют в сочетании с основными звеньями различной геометрической формы с внешним и внутренним касанием. От этого сочетания зависят знак и величина передаточного отношения. Вариаторы выполняются также в следующих вариантах:

1) входное и выходное звенья данного механизма вращаются в одну сторону;

2) входное и выходное звенья механизма вращаются в разные стороны;

3) оси конусов механизма расположены под прямым углом, а промежуточное звено выполнено в виде диска с рабочим буртиком;

4) промежуточное звено механизма гибкое.

По перечисленным выше вариантам диапазон регулирования вариатора обычно составляет 3—6, а коэффициент полезного действия – в пределах от 0,85 до 0,95. В различных технических системах применяются такие вариаторы, как: волновой фрикционный; торовый; клиноременный; многодисковый; планетарный фрикционный.

I. Волновой фрикционный вариатор представляет собой волновую фрикционную передачу с передаточным отношением, регулируемым путем изменения разности длин дорожек взаимодействия гибкого и жесткого звеньев.

Данный вариатор выполняется и применяется в различных механизмах нескольких видов:

1) вариатор, в котором регулирование передачи осуществляют осевым перемещением гибкого конусного колеса относительно специального устройства – генератора волн и жесткого колеса;

2) вариатор, имеющий в своей конструкции гибкое конусное колесо, ролик генератора волн, ориентирующий образующую поверхность гибкого колеса параллельно оси вариатора; жесткое колесо, соединенное со специальной стойкой поступательной парой; при этом варианте перемещают в осевом направлении только жесткое колесо;

3) вариатор имеет гибкое и жесткое колесо, выполненные в виде дисков; два ролика генератора волн, поджимающие гибкое колесо к жесткому. При радиальном перемещении роликов в таком вариаторе изменяется передаточное отношение механизма.

Данный вид вариатора в своей конструкции содержит такие элементы, как:

1) жесткое колесо в виде конуса с внутренней рабочей поверхностью;

2) конусное гибкое колесо, установленное между конусом генератора волн и жестким колесом;

3) шары, поджимающие гибкое колесо к жесткому, при этом шары перемещают вдоль образующей конуса генератора волн, в результате чего происходит взаимодействие участков жесткого и гибкого звеньев, но с разной длиной дорожек взаимодействия.

Кроме того, изменяется соотношение диаметров дорожек качения шаров, и соответственно изменяется угловая скорость генератора волн при его ведущем конусе. В некоторых случаях ведущим звеном делают генератор волн, но при этом его конус фиксируется в осевом направлении и свободно вращается.

У вариатора имеются:

1) гибкое колесо;

2) жесткое колесо;

3) гибкое звено в виде клинового ремня;

4) два жестких звена в виде раздвижных шкивов;

5) звено, расположенное на генераторе волн и перемещаемое в радиальном направлении; оно же поджимает гибкое колесо к жесткому.

В процессе работы такого вариатора конусы шкивов раздвигаются тем больше, чем дальше от оси вращения перемещают звено, расположенное на генераторе волн, и соответственно изменяются длины дорожек взаимодействия остальных звеньев вариатора.

II. Клиноременный вариатор – передаточный механизм, содержащий клиновой ремень, взаимодействующий со шкивами и обеспечивающий бесступенчатое регулирование передаточного отношения путем изменения радиусов огибания шкивов ремнем. Такой вариатор имеет шесть вариантов исполнения.

III. Торовый вариатор представляет собой соосный фрикционный механизм, служащий для регулирования передаточного отношения и содержащий соосные звенья с торовыми рабочими поверхностями. С помощью торового вариатора получают диапазон регулирования передаточного отношения 0,4—2,5 (при максимальном коэффициенте полезного действия от 0,92 до 0,96).

IV. Планетарный фрикционный вариатор – соосный фрикционный механизм, служащий для регулирования передаточного отношения и содержащий звенья с перемещаемыми в процессе работы осями вращения. Планетарный фрикционный вариатор выполняют по любой известной схеме планетарных механизмов. В подобных механизмах задают форму звеньев (обычно сателлитов), которая позволяла бы менять соотношение радиусов взаимодействующих поверхностей. В различных механических системах используется три вида планетарно-фрикционных вариаторов, в том числе вариатор советского конструктора Е. И. Пирожкова, представляющий собой симметричное параллельное соединение двух механизмов типа 3К, в которых все пары контактирующих звеньев выполнены фрикционными.

Вертлюг

Вертлюг – простейшее по своей конструкции устройство, соединяющее две детали и позволяющее каждой из них независимо от другой вращаться вокруг своей оси. Вертлюг практически повсеместно применяется в установках нефтедобывающей промышленности России.

Вибратор

Вибратор (от лат. vibratio – «колебание») – механизм небольших размеров с вибрирующим эксцентриком. Эксцентрик приводится в колебательное движение или сжатым воздухом, или небольшим электродвигателем; соответственно различаются вибраторы пневматические и электрические. Вибраторы указанных видов широко применяются в строительстве (гражданском, промышленном, дорожном, военном) для уплотнения бетонного раствора, заливаемого в металлические каркасы или в специальные шурфы при установке в них каких-либо опор (или столбов, или стоек разного вида).

Вибраторы подразделяются также на глубинные и площадочные. Вибраторы глубинные имеют: корпус с ручкой, внутри корпуса находится эксцентрик с электрическим двигателем или пневматическим устройством, в которое подается сжатый воздух от компрессора; булаву (которая помещается в бетонный раствор). Вибратор площадочный представляет собой двигатель с эксцентриком, прикрепленный к площадке небольших размеров; предназначен для уплотнения бетонной или формовочной смеси.

Вибрационная машина (вибромашина) – машина, рабочему звену которой сообщается колебательное движение, необходимое для осуществления или интенсификации какого-либо выполняемого процесса или для улучшения качества выполняемой работы. Вибрационная машина имеет в своей конструкции электродвигатель, соединенный валом с вибровозбудителем (вибровозбудитель – устройство, предназначенное для возбуждения механических колебаний; возбуждающая сила в таком устройстве вызывается колебательным или вращательным движением инерционного элемента, выполненного в виде дебаланса или эксцентрика). Наиболее распространены вибрационные машины с вибровозбудителями, в которых установлен дебаланс, такое устройство позволяет получать механические колебания с различными параметрами (частотами, амплитудами, законами измерения возмущающей силы). На базе вибрационных машин выполняют различной модификации испытательные вибростенды для испытания различного оборудования и техники, работающих в условиях вибрации.

Кроме того, вибрационные машины используются при выполнении виброплощадок, на которые устанавливают формы с бетонной смесью, подготовленные под различные железобетонные изделия или конструкции. Такие площадки с вибрационными машинами установлены практически на всех заводах ЖБИ и строительных комбинатах панельного домостроения.

Винт

Винт – металлический стержень преимущественно с резьбой, но в ряде случаев винты изготавливают из прочной пластмассы на специальных штампах. Такие винты используются для соединения небольших деталей деревянных или пластмассовых. Винты металлические подразделяются на:

1) крепежные – в винтовых соединениях (разъемных) деталей, при этом винт ввинчивается в резьбу в теле одной из деталей;

2) инструментальные – так называемые микрометрические винты, применяемые в микрометрических измерительных приборах (например, в микрометрах гладких);

3) станочные, устанавливаемые в винтовых парах (например, в токарновинторезных станках винтовые пары служат для сообщения зависимых движений инструменту, закрепленному на суппорте станка).

Крепежные винты широко применяются:

1) в различных электротехнических приборах для крепления контактов и составных элементов приборов;

2) в мебельном производстве – для соединений в корпусной мебели;

3) в автомобилях и тракторах разных видов и типов;

4) в авиационной и ракетно-космической технике;

5) в пассажирских железнодорожных вагонах для крепления легких деталей (например, оконных рам).

Крепежные винты изготавливают нескольких видов:

1) с потайной головкой;

2) с полукруглой головкой;

3) с квадратной головкой;

4) с треугольной головкой;

5) анодированные (т. е. с покрытием специальным антикоррозийным составом);

6) нержавеющие;

7) латунные и др.

Винтовой конвейер

Винтовой конвейер – механизм подачи каких-либо изделий небольших размеров в массовом промышленном производстве – от начала обработки (или сборки) до получения готового изделия. Такое производство называется часто поточным. Перемещение по винтовому конвейеру осуществляется при медленном вращении винтового вала, по которому перемещается транспортируемый материал. Скорость перемещения изделий по винтовому конвейеру устанавливается с учетом особенностей какого-либо технологического процесса или технологического цикла.

Винтовые конвейеры применяются чаще всего в автоматизированных системах различных промышленных производств (т. е. в машиностроительных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России).

Вкладыш

Вкладыш – сменная деталь подшипника скольжения, на которую опирается цапфа вала или оси какого-либо механизма. Например, в опорах шпинделей металлорежущих станков применяются вкладыши в подшипниках скольжения с конической наружной поверхностью, при этом зазор между валами и вкладышем регулируется осевым перемещением втулки в корпусе. Такой вкладыш имеет несколько надрезов и одну прорезь вдоль образующих, причем при затягивании крепежных гаек вкладыш сжимается. В данном случае подшипник скольжения имеет небольшой недостаток в виде искажения внутренней поверхности вкладыша при выполнении регулирования. В новейших конструкциях подшипников указанный недостаток ослаблен тем, что грани прорези вкладыша наклонные, а в прорезь вставляются два болта с клиновидными головками, которые при регулировании распирают вкладыш, плотно прижимая его к конической поверхности втулки. Благодаря этому внутренняя поверхность вкладыша принимает более правильную форму. В тех случаях, когда шпиндель станка имеет коническую переднюю шейку, зазор в опоре регулируется осевым перемещением шпинделя или вкладыша. Вкладыши изготавливаются из разных материалов в зависимости от области применения:

1) из специальной стали;

2) из чугуна особой марки;

3) из латуни;

4) из высокопрочной пластмассы (в частности, из капролона или фторопласта, или винипласта) и др.

Вкладыши применяются также в радиальных подшипниках жидкостного трения паровой турбины, при этом стальные или чугунные вкладыши заливают баббитом и одновременно стягивают специальными болтами.

Водоподъемная машина

Водоподъемная машина – механизм, предназначенный для подъема воды с определенной глубины. Первые водоподъемные машины появились более 2000 лет назад в Китае, Индии, Египте и других странах с развитым поливным земледелием. Такие машины имели примитивное устройство и приводились в движение тягловым скотом – верблюдами, буйволами, лошадьми (не породистыми) и др. Водоподъемные машины в те далекие времена применялись чаще всего в оазисах, в пустынных районах. Устройство указанных машин было несложным: размещались они обычно в колодцах, у которых вверху устанавливался в горизонтальном положении ворот – верхняя часть водоподъемной машины, к крестовинам ворота запрягался тягловый скот – буйволы, верблюды, лошади и др. При вращении ворота машины производился подъем воды в кожаных ведрах. В странах Западной Европы водоподъемные машины приводились в движение ветряками или тягловым скотом (в Средние века). В XIX в. водоподъемные машины приводились в действие с помощью бензиновых или дизельных двигателей, а в ХХ в. стали использоваться электродвигатели. В настоящее время в России во многих южных регионах применяется самоходная водоподъемная машина марки УОВ-1А, имеющая двигатель СМД-14 мощностью 55 кВт (75 л. с.), насос самовсасывающий С-245 производительностью 200 м³/ч. Данная машина смонтирована на базе трактора Т-74-С3. В других водоподъемных машинах применяются насосы центробежные марок: С-245; С-665; С-666; С-774; С-798 и двигатели соответственно насосам следующих марок: Т-62; УД-2; АО-52-2; Д-300 и АО42-2. В Советском Союзе перечисленные выше водоподъемные машины широко применялись в пустынных районах Средней Азии и Казахстана.

Водоподъемное колесо

Водоподъемное колесо – простейшая конструкция для подъема воды из рек, больших ручьев, арыков в виде большого деревянного колеса, по окружности которого закреплены деревянные черпаки, обитые кожей (сыромятной) или войлоком. Такие водоподъемные колеса появились на реках более двух тысяч лет назад в земледельческих районах Китая, Индии, Юго-Западной и Средней Азии, Северной Африки, Южной Европы. Об этом свидетельствуют рисунки и записи в исторических летописях и описаниях путешественников. Водоподъемные колеса в некоторых южных регионах России действуют и в настоящее время, используются для подъема воды из рек на возвышенные (относительно) берега для полива огородов и садов в частном секторе, земледельческих хозяйствах. Черпаки на водоподъемном колесе располагаются против течения реки (или большого ручья или арыка). При вращении колеса под воздействием течения реки вода набирается в черпаки и поднимается вверх, а при опускании выливается из черпаков в деревянный желоб, по которому вода поступает в поливные канавы и борозды. Водоподъемные колеса обычно устраивают в беднейших хозяйствах, не имеющих финансовых возможностей для оплаты постоянно дорожающих горюче-смазочных материалов и электроэнергии, а также из-за значительного диспаритета цен на сельскохозяйственную продукцию и энергоносители, оборудование насосных станций.

Волновая передача

Волновая передача – механизм, в составе которого имеется генератор волн, обеспечивающий передачу и преобразование движения из вращательного в поступательное. В механизмах различного назначения применяется два вида волновой передачи: первый – волновая зубчатая передача и второй – волновая фрикционная передача.

1. Волновая зубчатая передача представляет собой механизм, содержащий зацепляющиеся между собой гибкое и жесткое зубчатые колеса и обеспечивающий передачу и преобразование движения благодаря деформированию гибкого колеса. Такая передача может быть представлена как конструктивная разновидность планетарной передачи с внутренним зацеплением, характерной особенностью которой является использование сателлита, деформируемого в процессе передачи движения. Волновая зубчатая передача имеет несколько разновидностей, но в каждой из них имеется генератор волн (его называют также волнообразователем). Генератор волн, устанавливаемый в волновой зубчатой передаче, выполняется в механизмах в нескольких вариантах:

1) тонкостенной гибкой оболочки, при этом гибкость оболочки позволяет обеспечивать передачу движения с сателлита этого механизма на ведомый вал;

2) водила с двумя роликами;

3) симметричного кулачка специального профиля, на который надевают соответствующий гибкий подшипник;

4) дисков вместо роликов, при расположении их в параллельных плоскостях.

Независимо от конструкции генератора волн в волновой зубчатой передаче гибкое колесо при его нагружении изменяет свою начальную форму. Это происходит из-за наличия зазоров и упругости элементов механизма, взаимодействующих с гибким колесом. В оптимальном варианте волновая зубчатая передача характеризуется малыми габаритами и массой при одинаковой несуществующей способности, причем при передаточных отношениях 100—400 коэффициент полезного действия достигает 0,8—0,9; кроме того, при определенных параметрах данный механизм может работать в режиме мультипликатора. (Примечание: мультипликатор – повышающая передача, включающая в себя систему взаимодействующих колес, заключенных в единый корпус.)

2. Волновая фрикционная передача – механизм, содержащий фрикционную пару в виде контактирующих между собой гибкого и жесткого звеньев и обеспечивающий передачу и преобразование движения путем деформирования гибкого звена. Волновая передача данного вида содержит:

1) генератор волн (или волнообразователь);

2) гибкое колесо;

3) жесткое колесо.

Гибкое колесо контактирует с жестким колесом обычно в двух противоположных зонах указанного механизма. Прижимаются колеса друг к другу в процессе работы в этих зонах генератором волн, причем при его вращении зоны перемещаются относительно жесткого колеса. Волновая фрикционная передача выполняется еще в двух вариантах:

1) в первом гибкое звено имеет две дорожки, взаимодействующие соответственно с двумя жесткими колесами;

2) во втором гибкое колесо выполнено в виде диска, а генератор волн – в виде цилиндрического кулачка, выступы которого прижимают гибкое колесо к жесткому.

За каждый оборот генератора волн гибкое колесо поворачивается относительно жесткого колеса на угол, соответствующий разности длин дорожек и относительному скольжению звеньев. Волновые передачи обоих видов широко применяются в различных станках, механических системах машин и оборудования промышленных предприятий и прежде всего в машиностроительных производствах.

Ворот

Ворот – простейший механизм, предназначенный для подъема небольших грузов вручную с небольшой глубины или на небольшую высоту. Ворот применялся для различных целей с глубокой древности и представлял собой бревно цилиндрической формы, опиравшееся на две опоры, при этом с одной стороны или с обеих сторон устраивались ручки Г-образной формы, при вращении которых вращалось бревно с закрепленной на нем цепью или прочной веревкой с крюком на конце; к крюку крепился какой-либо груз. Такой ворот устанавливался обычно на колодцах и служил для подъема воды вручную ведрами с глубины. Ворот применялся в древности также при разработке угля или руд на небольших глубинах с устройством вертикальных стволов (по типу колодцев). Аналогично добывали нефть при ее неглубоком залегании первые нефтедобытчики, использовавшие при этом кожаные ведра и ворот. Ворот также широко применялся при строительстве различных сооружений: домов, теремов, замков феодалов, церквей, храмов для подъема строительных материалов вручную на определенную высоту. По принципу действия ворота выполняется такой инструмент как коловорот, применяемый весьма широко при столярных и плотницких работах для сверления неглубоких и небольших по диаметру отверстий в деревянных деталях и конструкциях.

Втулка

Втулка – цилиндрической (преимущественно) формы изделие, выполненное из различных марок стали, чугуна, сплавов и пластмасс высокой прочности; широко применяется в различных механизмах и приборах. Например, в приборе Роквелла устанавливается специальная направляющая втулка, в которой находится шпиндель, перемещающийся в ней при выполнении испытаний образцов (металлических или неметаллических) на твердость (по способу Роквелла). Втулки изготавливаются:

1) цельными или разрезными;

2) с небольшими отверстиями (с резьбой) под крепежные винты или болты;

3) с пазами под шпонки и др.

Втулки широко применяются:

1) в головках шатуна поршня прямоточного компрессора;

2) в головке шатуна трактора;

3) в поворотном кулаке передней оси трактора;

4) в шарнирных соединениях механизмов тепловозов и электровозов;

5) при установке подшипников на гладких валах (без заплечников) многоопорных (так называемые закрепительные втулки);

6) при установке подшипников в концевых опорах валов или осей (используются закрепительно-стяжные втулки;

7) при установке радиальных шариковых сферических двухрядных подшипников средней серии на закрепительной втулке и др.

Из приведенного перечня видно, что применяются втулки весьма широко и причем в очень ответственных узлах различных механизмов и машин. В некоторых случаях неразрезная втулка (из бронзы или антифрикционного чугуна) запрессовывается в корпус радиального подшипника или закрепляется в нем стопорным винтом или штифтом. Втулки изготавливаются также и с конической поверхностью в случае установки ее на конические концы валов или осей. Для малонагруженных механизмов по заказам потребителей втулки изготавливаются из специальных графитовых материалов с пропиткой свинцом, баббитом, кадмием и др.

Гайка

Гайка – крепежная металлическая (преимущественно) деталь, применяемая в резьбовых соединениях или винтовых передачах, имеющая отверстие с резьбой. Гайки подразделяются на:

1) обычные с шестигранной или четырехгранной внешней поверхностью;

2) корончатые, специальные (у таких гаек верх разрезной, напоминает корону властителей);

3) специальной конструкции для токарно-винторезных станков и различного оборудования, машин.

Гайки широко применяются во фланцевых соединениях запорной арматуры (вентилей, задвижек, клапанов и др.) на всех типах трубопроводов – магистральных, городских, внутриквартальных (в том числе на газонефтепроводах). Гайки изготавливаются из стали марок: 10, 20, 25, 35, 35 Х, 30 ХМА и 35 ХМА (сталь подбирается в зависимости от рабочего давления и температуры среды, перекачиваемой по трубопроводам). Высота гаек обязательно учитывается при монтаже фланцевых соединений, например при рабочем давлении в трубопроводе более 4 МПа применяют гайки высотой, равной диаметру болта, т. е. если болт крепежный имеет диаметр в 24 мм, то высота гайки должна быть равной 24 мм. Гайки также широко применяются при креплении колес к оси грузовых машин, тракторов, троллейбусов и легковых автомобилей. Размеры гаек обозначаются так: М 10 (10 – диаметр в мм), М 12, М 14 и т. д. Гайки применяются и в постоянных соединительных муфтах, в частности в шарнирных асинхронных крупногабаритных муфтах, устанавливаемых в трансмиссии автомобилей.

Гибкий вал

Гибкий вал – вал, обладающий малой жесткостью на изгиб и большой жесткостью на кручение, предназначенный для обеспечения передачи вращения между звеньями с изменяемым положением осей вращения. Чаще всего гибкий вал применяют в приводе ручных машин. Такой вал состоит из свитой в несколько слоев проволоки, заключенной в гибкую защитную оболочку – броню. Оболочка или броня выполняется невращающейся и прикреплена к корпусу привода с одной стороны и корпусу исполнительного устройства с другой стороны. Свитая проволока (т. е. гибкий вал) соединяет вал привода и вал исполнительного устройства. Гибкие валы подразделяются на валы правого вращения – у него проволоки наружного слоя навиты в левую сторону, и левого вращения – проволоки навиты в правую сторону. Данные валы изготавливаются трех типов: В1 (диаметры от 6 до 30 мм, а диаметры сердечников от 0,7 до 2,5 мм), В2 (диаметры от 3 до 8,2 мм, сердечников – от 0,33 до 0,5 мм) и В2-А (диаметры от 3,3 до 5,3 мм, сердечника – 0,5 мм). (Примечание: после навивки валов диаметром от 10 до 30 мм сердечник извлекается, согласно требованиям технологии и стандарта или технического регламента.) Валы типа В1 применяются для силовых приводов, т. е. для передачи сравнительно больших крутящих моментов, валы типа В2 – для несиловых приводов систем управления и контроля, например для приводов автомобильных приборов. Для изготовления гибких валов В1 и В2 применяется проволока пружинная классов П и В. Гибкий проволочный вал работает в гибкой броне (т. е. гибкой оболочке). Броня подбирается в соответствии с требованиями эксплуатации и должна быть:

1) податливой при изгибе вала в пределах допускаемой кривизны;

2) прочной и выдерживать перегрузки при изгибе вала сверх нормы;

3) герметичной во избежание загрязнения вала и просачивания смазки.

Нормальная броня Б1 представляет собой рукав, свернутый из стальной профилированной ленты, образующей своеобразный замок, в котором для уплотнения соединения прокладывается асбестовый или хлопчатобумажный шнур. Более прочная и более износостойкая усиленная броня Б2 имеет дополнительно внутреннюю спираль из стальной ленты овального поперечного сечения или спираль из сплющенной проволоки. В некоторых случаях броня покрывается оплеткой из тонкой оцинкованной стальной проволоки. При повышенных требованиях потребителей к герметичности брони оплетка покрывается слоем вулканизированной резины с кордными прослойками. В автомобильной промышленности принята двухпроволочная броня. Размеры брони выбираются в соответствии с диаметром вала. Во многих случаях материалом брони служит оцинкованная лента, изготовленная из стали 08 или 10. В тех условиях эксплуатации, когда форма оси гибкого вала не изменяется в значительных пределах, броня заменяется стальной (из мягкой рядовой стали – 0; 3; 5), медной или дюралюминиевой трубкой. В своем комплекте гибкие валы имеют специальную арматуру, предназначенную для присоединения концов данного вала к двигателю, прибору или инструменту. Съемная арматура присоединяется к валу специальным цанговым зажимом, а несъемная – при помощи штамповки или пайки. При пайке используется оловянно-свинцовый припой марки ПОС-18. Широко распространена арматура для гибких валов с бронзовыми вкладышами. При установке гибкого вала его концы впаиваются в расточки шпинделей, а броня – в муфты.

Гиперболоидная передача

Гиперболоидная передача – зубчатая передача со скрещивающимися осями, аксоидные поверхности зубчатых колес которой – однополосные гиперболоиды вращения. Гиперболоидные передачи подразделяются на два вида:

1) гиперболоидная передача первого ряда – передача, в которой сопряженные поверхности зубьев зубчатых колес могут быть образованы в станочном зацеплении общей для них производящей поверхностью;

2) гиперболоидная передача второго рода – передача, зубчатые колеса которой будут иметь сопряженные поверхности зубьев с линейным контактом, если производящая поверхность для одного из них совпадает с главной поверхностью зубьев парного зубчатого колеса.

Гипоидная передача – разновидность гиперболоидной передачи, у зубчатых колес которой начальные и делительные поверхности конические. Гипоидная передача подразделяется на два вида:

1) гипоидная передача первого рода имеет сопряженные поверхности зубьев, образованные в станочном зацеплении общей для них производящей поверхностью;

2) гипоидная передача второго рода имеет сопряженные поверхности зубьев с линейным контактом, если производящая поверхность для одного из колес совпадает с главной поверхностью зубьев парного зубчатого колеса.

Зубья колес для гипоидной передачи второго рода обычно выполняют тангенциальными или круговыми. Кроме того, у противоположных боковых поверхностей зубьев выполняют различные профильные углы. Для первой шестерни принимают угол наклона линии зуба β₁ = 45—50°, а для второго колеса – β₂ в пределах от 23 до 25°. Гипоидная передача второго рода характеризуется высокой несущей способностью и плавностью работы благодаря большому приведенному радиусу кривизны и большому коэффициенту перекрытия.

Главная передача

Главная передача – основная передача в системе нескольких передач от одного двигателя (электрического или двигателя внутреннего сгорания). Такая передача, например, имеется в токарновинторезном станке, где от одного электродвигателя через гитару станка осуществляется несколько передач: передача к шпинделю станка (это главная) и передача на вал (винтовой) подачи суппорта (на котором закрепляется инструмент). Главные передачи выделяются во многих автомобилях и тракторах, где применяется целая система передач от двигателя внутреннего сгорания к исполнительным органам. Главные передачи имеются также в тепловозах, троллейбусах и трамваях.

Глобоидная передача

Глобоидная передача (от лат. globus – «шар» и греч. eidos – «вид») – разновидность червячной передачи, у которой делительная поверхность червяка образована вращением вокруг оси червяка вогнутого отрезка дуги делительной окружности парного червячного колеса, лежащей в плоскости его торцового сечения. Последняя содержит межосевую линию червячной передачи, делящую отрезок дуги пополам, а делительная поверхность червячного колеса – цилиндрическая. У ортогональной глобоидной передачи оси скрещиваются под прямым углом, а делительная поверхность червяка является частью вогнутой поверхности тора. Теоретическая поверхность витка глобоидного червяка может быть образована линией, которая лежит в плоскости торцового сечения парного колеса и через которую проходит межосевая линия червячной передачи, при вращении ее вокруг осей червяка и колеса с отношением их угловых скоростей ω₁ и ω₂, равным передаточному числу червячной передачи. Различают линейчатые и нелинейчатые глобоидные червяки, теоретические поверхности витков которых образованы соответственно прямой и кривой линиями. Глобоидная передача по сравнению с червячной цилиндрической передачей имеет более высокие показатели в отношении несущей способности и коэффициента полезного действия (КПД) из-за благоприятных условий для гидродинамической смазки. Но глобоидная передача сложна в изготовлении, чувствительна к погрешностям монтажа и деформациям звеньев. Применяют чаще всего глобоидную передачу с модифицированным глобоидным червяком, который характеризуется продольной модификацией витка. Последняя представляет собой отклонение линии поверхности витка червяка от его теоретической линии по определенной зависимости. Продольная модификация позволяет локализовать контакт витка червяка с зубьями колеса и повысить качественные показатели глобоидной передачи. Наибольшим передаточным отношением глобоидной передачи может быть 63, при этом коэффициент полезного действия составляет от 0,6 до 0,9.

Гребенка

Гребенка – часть какого-либо механизма станка, сельскохозяйственной машины, похожая по форме на элементарную бытовую гребенку – расческу. Гребенка в механизме представляет собой металлическую с зубьями рейку определенной длины, по которой осуществляет поступательно-возвратное движение зубчатое колесо, закрепленное жестко на оси специального устройства, например, распределителя-дозатора (в частности, кормов в кормораздаточном устройстве на сельскохозяйственных фермах). Гребенки часто устанавливаются на автоматических линиях в поточном производстве каких-либо мелких деталей.

Грейфер

Грейфер (от нем. Greifer, Greifen – «хватать») – грузозахватный механизм с поворотными «челюстями»-захватами груза (в основном сыпучих строительных материалов в виде песка, щебня, гравия, мраморной или гранитной крошки). Грейфер изготавливается и применяется в пяти вариантах.

Вариант первый: грейфер подвешивается на канате к грузоподъемной машине. К траверсе этого механизма шарнирно присоединены две тяги, на которых подвешены соответственно металлические челюсти-захваты. Челюсти между собой соединены шарнирно посредством специального звена, подвешенного на замыкающем канате. При ослабленном канате челюсти под действием веса грейфера и собственного веса раскрыты. Закрытие челюстей и соответственно захват груза осуществляется натяжением замыкающего каната. Закрытый грейфер с грузом перемещают в нужном направлении при натяжении обоих канатов (т. е. основного и замыкающего). Ослабление замыкающего каната приводит к раскрытию челюстей и удалению груза (т. е. высыпанию сыпучего материала в кузов автомобиля-самосвала или в полувагон железнодорожный). Все указанные операции выполняются с помощью специальных грейферных лебедок.

Вариант второй: челюсти грейфера соединены между собой шарнирно, а также посредством двух звеньев. Все звенья грейфера в общем итоге образуют замкнутый симметричный четырехзвенный шарнирный механизм (в частном случае указанный механизм имеет вид ромба). Нижний шарнир «ромба» закреплен на основном канате. В данном варианте раскрытие челюстей грейфера происходит под действием их веса, а закрываются они с помощью полиспаста. Замыкающий канат, перекинутый через блоки (один расположен в верхней части грейфера, а два – в верхних частях челюстей), стягивает челюсти и при этом осуществляется захват груза.

Вариант третий: грейфер подвешивается на одном канате, а управление челюстями производится с помощью специального привода, установленного на траверсе. От электродвигателя через три зубчатых колеса поворачиваются челюсти, захватывая груз или освобождая его.

Вариант четвертый: грейфер предназначен для погрузки-выгрузки бревен (коротких – от 6 до 8 м), имеет крюки для захвата бревен.

Крюки шарнирно связаны с траверсой и управляются с помощью двух гидроцилиндров. Траверса подвешена на основном канате (на этом же канате держится весь грейфер). Гидроцилиндр левый и звено-крюк относительно траверсы образуют кулисно-коромысловый механизм. С помощью гидроцилиндров осуществляется захват крюками бревен и их освобождение (т. е. выгрузка-погрузка).

Вариант пятый представляет собой многочелюстной грейфер, управляемый одним гидроцилиндром. Все челюсти связаны с траверсой, подвешенной на основном канате, соответственно посредством трех тяг (две из них соединены с траверсой шарнирно). Челюсти грейфера шарнирно соединены также со звеном (центральным), перемещаемым посредством гидроцилиндра во время захвата груза и его освобождения (т. е. во время погрузки-выгрузки груза). Грейферы всех типов широко применяются при выполнении погрузоразгрузочных работ в различных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России.

Грейферный механизм

Грейферный механизм – устройство для циклического протягивания перфорированной ленты (в частности, киноленты в кинопроекторах или в кинокамерах). Такой механизм осуществляет прерывистое однонаправленное движение. В качестве грейферного механизма применяются кулисный механизм, зубчато-рычажные механизмы и др.

В кулисном (грейферном) механизме – кулиса, совершающая качательное движение, взаимодействие через шатун с вращающимся кривошипом. Шарнирно с кулисой связана собачка. Силовое взаимодействие этих звеньев осуществляется также через листовую пружину. В целом указанные звенья образуют своеобразный механизм свободного хода. При движении кулисы в одном направлении собачка отжимается и проскакивает через отверстия в перфорированной ленте. При движении в другом направлении собачка захватывает и протягивает ленту.

В зубчато-рычажном механизме (грейферном) два зубчатых колеса, зацепляющихся между собой, приводят в движение соответственно два шатуна, соединенные между собой и с зубчатыми колесами. Образованный таким образом пятизвенный зубчато-рычажный механизм обеспечивает движение одного шатуна, при котором он зацепляется с перфорированной лентой и протягивает ее в одном направлении, а затем отходит от ленты и движется свободно, после чего цикл повторяется.

В некоторых установках (кинотехнических) применяется и другой вид зубчато-рычажного грейферного механизма. В таком механизме выполнено соединение зубчатой пары с кулисой, имеющей криволинейную направляющую. Во время работы механизма кулиса выполняет определенную траекторию, на которой имеется участок, близкий к прямолинейному, на котором кулиса взаимодействует с перфорированной лентой, при этом происходит ее циклическое протягивание.

Дебаланс

Дебаланс – устройство, предназначенное для возбуждения механических колебаний, является инерционным элементом. Дебаланс также определяют как вибровозбудитель. В различных механизмах дебалансы устанавливаются по одному или несколько штук, соответственно существуют разные варианты исполнения:

1) дебаланс представляет собой вращающееся неуравновешенное звено, передающее центробежную силу на подшипники своего вала. В этом варианте дебаланс связан с валом электродвигателя посредством пружины. При вращении вала двигателя пружина под действием силы инерции «F» сжимается и центр массы дебаланса смещается на величину «е». Изменение направления силы инерции «F» обуславливает механические колебания дебаланса с частотой вращения вала электродвигателя;

2) дебаланс с электродвигателем установлен на маятнике специальной конструкции. В свою очередь маятник соединен с корпусом шарнирно и поджат с обеих сторон пружинами. В данном варианте дебаланс одночастотный, но он характеризуется определенным законом изменения возмущающей силы. Вертикальная составляющая силы изменяется по закону Fn = Fn sin ω t sin ψ, где Fn – сила инерции, развиваемая дебалансом, ω – угловая скорость составного звена, t – время, ψ – угол отклонения маятника от вертикальной линии;

3) дебалансы связаны зубчатой парой. В таком варианте механические колебания направлены строго вдоль вертикальной оси, потому что вертикальные составляющие сил инерции F₁ и F₂ направлены всегда в одну сторону, а горизонтальные составляющие – в разные стороны; при этом последние взаимно уравновешиваются. Дебалансы всех видов широко применяются в вибрационных механизмах, машинах, используемых во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России.

Дезинтегратор

Дезинтегратор (от фр. des – приставка, означающая отрицание, уничтожение, удаление или отсутствие чего-либо, и лат. integer – «целый»).

I. Машина для мелкого дробления (грубого измельчения) хрупких малоабразивных материалов. Состоит из двух вращающихся в противоположные стороны роторов (корзин), насаженных на отдельные соосные валы и заключенных в кожух.

На дисках роторов по концентрическим окружностям расположены 2—4 круглых металлических цилиндрических пальца – так называемых бил (от слова бить), бичей.

II. Установка для разрушения микроорганизмов с целью изучения субклеточных структур и получения биологически активных веществ:

1) белков;

2) полипептидов;

3) аминокислот;

4) ДНК или РНК при производстве бактерийных препаратов и др.

По принципу действия подобные дезинтеграторы подразделяются на:

1) баллистические;

2) ультразвуковые;

3) экструзионные и др.

III. Аппарат для очистки газов от взвешенных твердых частиц в виде пыли; применяется главным образом в доменных цехах металлургических производств.

Делительная головка

Делительная головка – устройство, применяемое для установки, закрепления и периодического поворота или непрерывного вращения небольших заготовок, обрабатываемых на фрезерных станках. В инструментальных цехах машиностроительных предприятий используются делительные головки оптические для угловых измерений, делительных работ и угловой разметки при обработке сложных и точных деталей технологической оснастки. Советскими предприятиями в 70—80-х гг. ХХ в. выпускались делительные головки четырех типов: ОДГ-2, ОДГ-5, ОДГ-10 и ОДГ-60 с ценой деления 2”, 5”, 10" и 60”. Конструктивно оптические делительные головки различались только оформлением оптической системы. Делительная головка оптическая устроена следующим образом: внутри неподвижного корпуса находится другой подвижный корпус, в подшипниках которого может поворачиваться шпиндель.

На шпинделе жестко укреплены лимб и червячное колесо. На конце шпинделя имеется коническая полость, в которую вставлен центр с хомутиком или иное крепежное приспособление (патрон, планшайба). Шкала лимба освещается источником света. Отсчетное устройство может быть экранным или окулярным. В поле зрения окуляра находятся изображения шкал лимба и нониусного устройства. Измеряемая деталь соединяется через поводок с центром. На машиностроительных предприятиях России широко применяется при обработке небольших заготовок делительная головка универсальная с пневматическим цанговым зажимом. Шпиндель такой головки устанавливается на столе фрезерного станка в вертикальное или горизонтальное положение. Данная делительная головка имеет корпус с пневмоцилиндром, крышку, полый шток, на котором установлены поршень и подшипник.

Механизм для закрепления обрабатываемой заготовки (или детали) состоит из втулки с внутренним конусом и винта, который соединяет шток с втулкой, упорную гайку и цангу. Закрепление обрабатываемой заготовки в делительной головке универсальной происходит следующим образом:

1) сжатый воздух через штуцер по каналу распределительного клапана попадает в полость «Б» и перемещает поршень со штоком и втулкой влево;

2) втулка, перемещаясь по конической поверхности цанги, сжимает ее и закрепляет заготовку.

Раскрепление заготовки осуществляется после того, как сжатый воздух по другому штуцеру поступает в полость «А». Одновременно воздух из полости «Б» выходит в атмосферу. Поршень со штоком и втулкой отходит вправо, усилие с лепестков цанги снимается и заготовка освобождается. При необходимости с помощью специальной рукоятки шпиндель универсальной делительной головки с заготовкой можно повернуть на заданный угол, после чего продолжить обработку заготовки.

Дисмембратор

Дисмембратор – разновидность дезинтегратора, представляет собой машину, у которой имеется один ротор, а вместо второго ротора – неподвижные пальцы (металлические, стальные), укрепленные на откидной крышке кожуха. Дисмембраторы называют иногда бильными или бичевыми мельницами.

Такие машины применяют для дробления полезных ископаемых (уголь, сера, доломит, мрамор, базальт, торф и др.); продуктов химической промышленности (твердая резина – получают резиновую крошку), сухих пигментов (охра, сурик); материалов деревообрабатывающей промышленности (отходы древесины, щепа и др.).

Дифференциал

Дифференциал (от лат. differentia – «разность», «различие») – механизм, обеспечивающий движение звеньев с различными скоростями при сохранении соотношения сил, действующих на эти звенья. В транспортных машинах (автомобилях, тракторах и др.) применяется так называемый симметричный дифференциал, устанавливаемый между колесами с общей геометрической осью. Дифференциал применяют в различных транспортных машинах с целью обеспечения различных скоростей вращения колес при повороте и при качении колес по неровной дороге.

Дифференциал транспортных машин выполняется в разных вариантах:

1) в виде планетарной передачи с коническими зубчатыми колесами, которые зацепляются с сателлитом, расположенным на водиле;

2) в виде планетарной передачи с цилиндрическими колесами и сателлитом, составленным из двух сцепляющихся колес;

3) кулачковые дифференциалы, в которых кулачки расположены в сепараторе – водиле и взаимодействуют с выступами центральных колес «а» и «в». Кулачки в данном варианте перемещаются в радиальном направлении. Большое сопротивление относительному проворачиванию звеньев обусловлено большими углами давления в кинематических парах;

4) соединения механизма свободного хода, в котором входным звеном является диск с двусторонними кулачками, закрепленный между ступицей и чашей корпуса дифференциала.

В зацеплении с ним находятся две полумуфты, имеющие два ряда торцовых кулачков – наружный, прямоугольного сечения, аналогичный по профилю кулачкам вышеуказанного диска, и внутренний, трапецеидального профиля, служащий для отключения полумуфты от диска. Трапецеидальные кулачки полумуфт находятся в контакте с аналогичными кулачками внутреннего кольца. При прямолинейном движении машины кулачки диска передают вращающий момент полумуфтам и через ступицы колесам машины. При повороте забегающее вперед колесо стремится вращаться быстрее, вследствие чего под действием трапецеидальных зубьев внутреннего ряда кулачков соответствующая полумуфта, сжав пружину, отодвигается в сторону, выходя из зацепления с кулачками диска. Применение такого дифференциала устраняет щелканье зубьев при повороте машины и предотвращает передачу вращающего момента на забегающее вперед колесо. При повороте машины, чем быстрее вращается одно колесо, тем медленнее вращается второе колесо. При остановке одного из колес второе вращается в два раза быстрее, чем водило. Если момент сопротивления движению на одном колесе оказывается больше, чем на втором, то первое колесо останавливается и вращается только второе колесо. Это оказывает неблагоприятное воздействие, например, при буксовании одного из колес. Чтобы исключить это, используют блокировку дифференциала: принудительно соединяют любые два подвижных звена. В этом случае дифференциал вращается как одно целое с выходными звеньями. С этой же целью дифференциал выполняют с повышенным трением внутри него.

Дифференциальный винтовой механизм

Дифференциальный винтовой механизм – устройство для поступательных перемещений, обусловленных разностью ходов резьб винтовых механизмов, которые соединены между собой. Винты жестко соединены между собой и приводятся во вращение ручкой. Ход резьбы винта несколько больше хода резьбы гайки, при этом направления винтовых линий одинаковы. При вращении ручки винт перемещается относительно корпуса, например, влево, а гайка начнет перемещаться вправо относительно винта. Перемещение гайки относительно корпуса за один оборот ручки равно разности ходов резьб. Такой дифференциальный винтовой механизм позволяет получать очень малые перемещения, чем обусловлена высокая точность настройки приборов и механизмов, в которых он применяется. Выполнив резьбы с разными направлениями винтовых линий, можно получить механизм ускоренных перемещений, обусловленных суммированием ходов резьб соединенных между собой винтовых механизмов.

Домкрат

Домкрат (от голл. Dommekracht) – простейший механизм для подъема различных грузов весом от 1 до 200 т на небольшую высоту. Домкраты изготавливаются трех видов: реечные; винтовые; гидравлические.

Домкраты реечные широко применяются при мелком ремонте легковых автомобилей, например при смене неисправного колеса какого-либо автомобиля. У таких домкратов основным рабочим органом является рейка зубчатая, устанавливаемая на металлическую прочную опору. В верхней части такого домкрата имеется небольшая поперечная опора, перемещающаяся по металлической зубчатой рейке, при этом верхняя опора предварительно подводится под борт кузова легкового автомобиля и с помощью рычажного устройства производится (вручную) подъем автомобиля.

Винтовой домкрат предназначен для подъема более тяжелых грузовых автомобилей порожних или даже с грузом. Рабочая главная опорная часть данного домкрата выполнена в виде винта, закрепленного жестко на массивном основании, с достаточно устойчивой «подошвой» – плитой. Вверху винта имеется небольших размеров опора, которая подводится обычно под ось грузового автомобиля или трактора (или прицепа автотракторного), например при замене неисправного колеса. Домкрат винтовой рассчитан на подъем грузовых транспортных средств весом до 20 т на небольшую высоту. В указанном домкрате подъем груза осуществляется путем выдвижения винта вверх из опоры-основания специальным рычагом.

Домкрат гидравлический имеет гидравлическую подъемную систему, в которой используется специальное масло, залитое в небольшую емкость основания опоры. При нагнетании рычагом масла из опоры основания выдвигается цилиндрический металлический шток, поршень, в верхней части которого закреплена жестко верхняя опора, подводимая под ось транспортного средства. Домкрат гидравлический работает по принципу гидроцилиндра и предназначен для подъема груза до 200 т на небольшую высоту, также в основном при замене неисправного колеса.

Советскими предприятиями в 70—80-х гг. ХХ в. выпускались следующие марки домкратов:

1) гидравлические ДГО-20; ДГО-50; ДГО-100, ДГО-200 (цифры означают их грузоподъемность в т). Высота подъема груза в мм составляла от 90 до 155; диаметр поршня-штока выполнялся в пределах от 100 до 250 мм, а вес соответственно от 20 до 209 кг;

2) винтовые марок АА-17080-172; ВДС-5; ДВ-10; ВДС-15; БТ-15; ВДС-20; ПС-20; грузоподъемностью от 2 т (АА-17080) до 20 т. Такие домкраты:

а) поднимали груз на высоту от 240 до 350 мм;

б) имели размеры опорной плиты от 190 до 270 мм (диаметр основания);

в) изготавливались массой от 4,2 до 92 кг;

3) реечные марок И-120Б; ДР-5; ДР-5М; ДР-7 грузоподъемностью от 1 до 7 т; высота подъема груза составляла от 300 до 552 мм, усилие на рукоятке применялось от 2,7 кгс до 50 кгс. Масса таких домкратов была в пределах от 5,3 до 45 кг.

Гидравлические домкраты применялись в СССР и применяются в настоящее время также в щитовых проходческих комплексах метростроения и других при прокладке тоннелей (в частности, такие комплексы с 20 гидравлическими домкратами применялись еще в конце 70-х гг. ХХ в. в Москве и Киеве при проходке в песчаных грунтах).

Дробилка

Дробилка – механизм, предназначенный для измельчения крупных кусков какого-либо строительного материала в мелкие фракции (или для измельчения отбросов в системе канализации). Дробилки широко применяются в производствах строительных материалов: на щебеночных карьерах, на цементных заводах, в системах канализации общегородской, на металлургических комбинатах (для дробления шихты), стекольных заводах (для измельчения шихты или битого бракованного стекла) и т. д.

На строительных предприятиях (карьерах, бетонных заводах, домостроительных комбинатах и др.) применяются дробилки щековые и барабанного типа. В первой дробилке выполнено устройство для придания качательного или сложного движения одной из щек дробилки. В такой дробилке щека совершает качательное движение относительно неподвижной щеки, при этом осуществляется дробление строительного материала небольшой твердости, например кусков мела или извести, доломита и др. Механизм щековой дробилки выполняется в различных вариантах:

1) четырехзвенным шарнирным;

2) кривошипно-коромысловым;

3) кривошипно-ползунным;

4) ползунно-коромысловым.

В кривошипно-коромысловом механизме дробилки щека представляет собой шатун, совершающий сложное движение. Для дробления кусков строительных материалов высокой твердости применяются дробилки в виде вращающегося барабана, изготовленного из прочной толстолистовой стали, в котором находятся шары чугунные небольших размеров. При вращении барабана шары перекатываются, ударяют по кускам материала (например, доломита) и измельчают их. Из таких дробилок измельченные куски попадают на специальные сортировочные сетки, или решета, для калибровки по фракциям готовой продукции (в частности, щебня).

Дробилки молоткового типа начали применяться в Советском Союзе в начале 70-х гг. ХХ в. на канализационных городских системах. Такие дробилки предназначались для дробления задерживаемых решетками отбросов; их изготавливали заводы «Водоприбор» (Москва), «Водмашоборудование» (Воронеж) и другие следующих типов: Д-3; Д-3а; Д-2. Дробилка Д-3 предназначалась к установке на станциях городской канализационной системы производительностью до 10 тыс. м³/сут. при наличии на них решеток с прозорами от 40 до 70 мм; 100—120 тыс.м³/сут. при наличии на них решеток с прозорами от 70 до 100 мм. Самой мощной была дробилка типа Д-2 с производительностью до 2 т/ч, мощность ее электродвигателя составляла 100 кВт, а масса общая – 4955 кг.

Кроме указанных дробилок, в этих системах применялась комбинированная решетка-дробилка РД-200 с производительностью до 60 м³/ч. Данная дробилка использовалась для размельчения крупных фракций отбросов и устанавливалась на подводящем трубопроводе к насосной станции (с помощью стяжных полумуфт) и имела:

1) барабан диаметром 180 мм;

2) редуктор с электродвигателем (марки ВД 1(0,6/53)1500 и АО31-4);

3) мощность электродвигателя в 0,6 кВт;

4) общая масса – 320 кг (всей дробилки). Завод-изготовитель – «Водмашоборудование».

В ряде случаев на предприятиях по производству строительных материалов применяются конусные дробилки. В таком механизме имеется дробящий конус, подвешенный к стойке посредством сферического шарнира; ось конуса эксцентрично установлена в отверстии конического зубчатого колеса; вращение указанному колесу передается от электродвигателя через коническую шестерню. При вращении зубчатого колеса ось конуса дробилки описывает коническую окружность, при этом металлический массивный конус выполняет дробление какого-либо строительного материала (мела, доломита, известняка, крупного щебня или гравия и др.).

Жаккарда машина

Жаккарда машина (машина, названная по имени французского ткача и механика Ж. М. Жаккарда) представляет собой зевообразовательный механизм ткацкого станка для выработки крупноузорчатых тканей; дает возможность раздельно управлять каждой нитью основы или небольшой их группой.

При помощи машины Жаккарда на текстильных производствах (фабриках, комбинатах) вырабатывают декоративные ткани, ковры, одеяла, покрывала, скатерти, дорожки и др.

Жернов

Жернов представляет собой мельничный круг, предназначенный для перетирания зерен, в результате которого зерна размалываются, образуя муку.

Каменные жернова были найдены на территории, которую заселяли восточные славяне начиная с VIII в., диаметр этих устройств варьировался от 60 до 80 см, в центре создавалось отверстие. С XVIII по XIX в. жернова в обязательном порядке были в хозяйстве каждого крестьянина, в избе даже был жерновой угол, в котором и устанавливались жернова, в основном место отводилось в сенях, в редких случаях в подполье. Жернова ставились на лавку или на специальный ящик, устанавливаемый на высокие подставки.

Жернов производится из материалов твердых пород, например кремня, наждака, гранита, форма камня плоская, вытесывается по круглому обводу, наносится насечка, также может наноситься наковка. Жернова состоят из двух мельничных камней. В стародавние времена жернова являлись одной из главных частей домашней утвари. Камни получили название нижний жернов (а также снасть или постав) и верхний жернов (бегун или вышник). Нижний был наиболее тяжелым, создавался немного выпуклым, устанавливался на заранее приготовленный разложенный холст.

Верхний жернов фиксировался на нижнем жернове, поэтому верхний камень был легче, форма камня немного вогнутая. Верхний жернов оковывался шиной для предотвращения разрушения жернова. В середине камня проделывалось отверстие, предназначенное для засыпания зерна.

Железное веретено устанавливается таким образом, чтобы оно проходило через вечею, ячею бегуна, в этом месте веретено наглухо заклинивается в железную стригу, далее веретено проходит через ячею постава в деревянную втулку, которая обкладывается войлочным хомутом, упирается веретено подпятком, т. е. пятою в сырец, в железную плитку, которая устанавливается в пятник, брус или лифт. Головка веретена устанавливается в порхлицу, зерно высыпается из ковша под веретено, попадая в вечею.

В результате вращательного движения зерна размалывались, образуя муку, которая в свою очередь высыпалась на холст. Работа на жерновах считалась очень тяжелой и занимала достаточно долгое время, на жерновах работали главным образом женщины и рабы.

В зависимости от деления жерновов на четверти они называются осьмерик, девятерик и т. п.

Конструкция современных жерновов: загрузочная воронка, пружина, верхний каменный круг, нижний каменный круг, патрубок для выгрузки полученного продукта.

Материал устанавливается в загрузочную воронку, из которой попадает во внутреннюю часть верхнего корундового круга-жернова, зафиксированного в неподвижном положении.

Верхний круг благодаря тяжести и пружинам прижимается к нижнему кругу, совершающему вращательное движение. В результате действия центробежных сил и созданных направляющими насечками рабочих поверхностей кругов полученное вещество уходит в кожух и выводится при помощи специального патрубка.

Положительные свойства: достаточно высокая степень помола. Отрицательные свойства: производительность жерновов маленькая, частый выход из строя элементов, непосредственно участвующих в рабочем процессе. Степень измельчения составляет 5—100.

В настоящее время жернова используются для производства красителей, бумаги, картона.

Задний мост

Задний мост представляет собой автомобильный мост, являющийся последним относительно хода движения автомобиля. Приспособление, определяемое как совокупность узлов, или агрегатов шасси самоходных машин, для передачи крутящего момента от карданной передачи к колесам, также направлено на создание вращательного движения для ведущих правого и левого колес на разных оборотах, необходимых для создания движения в поворотах и на неровных дорогах.

Задний мост у основной части автомобилей оснащается картером, кожухами полуосей, редуктором главной передачи с дифференциалом и полуосями, при этом главная передача и полуоси представляют собой элементы трансмиссии автомобиля. Колесные тормоза, ступицы фиксируются на заднем мосту, подвеска осуществляет объединение заднего моста и рамы или кузова автомобиля, что характерно для безрамных автомобилей, имеющих несущий кузов. Редуктор главной передачи фиксируется прямо на раме машины, если подвеска задних колес независима, а для качающихся полуосей предусмотрено обеспечение карданными шарнирами. Картер заднего моста является полой несущей балкой, определяется в качестве оси автомобиля. Картеры изготавливаются литыми из стали, ковкого чугуна, штампованные сварные. Картер оснащается трубчатыми кожухами полуосей, которые запрессовываются или ввариваются, представляя собой одно целое. Картеры для заднего моста подразделяются на разъемные, в вертикальной плоскости, и неразъемные; разъемные включают две части, объединенные при помощи болтов. Средняя расширенная часть картера оснащается редуктором главной передачи, для неразъемного картера предусмотрен независимый картер, в который помещается редуктор главной передачи, независимый картер прикрепляется с помощью болтов к средней части картера. Высота установки пола кузова находится в зависимости от расширенной средней части картера, поэтому высота увеличивается из-за снижения просвета автомобиля, создаваемого расширенной средней частью картера, для уменьшения этой части картера используется уменьшение редуктора в результате включения вспомогательных колесных передач.

Задний мост изготавливается из балки-картера, главной передачи, дифференциала, полуосей. Левая часть балки состоит из кованой крышки с встык приваренным левым кожухом полуоси; правая часть балки включает чугунный картер, в который запрессовывается правый кожух. Кожух полуосей оснащается с наружной стороны приваренными фланцами. Относительно посадочного борта центрируются картер и крышка, которые необходимо соединить болтами. Горловина картера обеспечивается приливом, разработанным для произведения им упора в резиновый буфер кузова, ограничивающий ход вверх картера заднего моста. Во внутренней части картера предусмотрено наличие двух каналов, созданных для смазки подшипников ведущей шестерни, нижняя часть картера оснащается маслосливным отверстием, средняя часть имеет маслоналивное отверстие, отверстия закрываются при помощи резьбовых конических пробок. Предохранительный клапан выполняет функцию удержания давления в картере в результате нагрева масла при произведении работы. Главная передача гипоидного типа, ось ведущей шестерни смещается вниз относительно оси ведомой шестерни на 42 мм. Главная передача такого типа создает увеличение толщины и длины зубьев ведущей шестерни, увеличенное количество зубьев, расположенных в одномоментном зацеплении, увеличенное скольжение на поверхности зубьев, достаточно долгий период эксплуатации, снижение создаваемого шума. Ведущая и ведомая шестерни должны быть подобраны в комплект, обеспечивающий наименьший шум, необходимый контакт и зазор в зацеплении. Ведущая шестерня совершает вращательное движение в двух конических роликовых подшипниках, внутреннее кольцо одного из подшипников устанавливается на ведущую шестерню свободно, что позволяет доступно производить сборку и регулировку преднатяга. Ведомая шестерня фиксируется на бурт коробки дифференциала, для закрепления к фланцу используется десяток болтов с корончатыми гайками. На оси устанавливаются два сателлита, которые опираются сферическими торцами на стальные фосфатированные опорные шайбы. Для сателлитов характерно постоянное зацепление с двумя полуосевыми шестернями, торец такой шестерни опирается на упорную шайбу, которая направлена на предохранение от износа шестерни и коробки.

Наружный конец полуоси совершает вращательное движение в шариковом подшипнике, способном воспринимать радиальные и осевые нагрузки. Внутреннее кольцо подшипника зажимается кольцом, который является напрессованным на полуось с большим натягом. Пружинное кольцо устанавливается между зажимным кольцом и подшипником полуоси, в случае полного распрямления пружинного кольца устанавливается удовлетворительная напрессовка зажимного кольца. Наружное кольцо подшипника полуоси устанавливается в гнезде во фланце кожуха полуоси и с помощью зажимной пластины подвергается зажиманию. Подшипник оснащается специальной смазкой, рассчитанной на полный срок службы. Для недопущения попадания в подшипник пыли, воды, грязи предусмотрен войлочный сальник, установленный в корпусе. Также к корпусу привариваются внутренний маслоотражатель и гайки для крепления болтов, прикрепляющих к фланцу кожуха полуоси одновременно тормозной щит, прижимную пластину и корпус войлочного сальника.

Для исключения попадания масла в тормоза, если сальник подтекает, используется уплотнительная прокладка, устанавливаемая между тормозным щитом и прижимной пластиной, к заднему торцу фланца полуоси с помощью болтов устанавливается маслоуловитель. Если подтекание сальника произошло, то масло проходит войлочный сальник и поступает в маслоуловитель, с которым соединены отверстия во фланце полуоси и тормозном барабане. Эти отверстия расположены таким образом, что масло, попав в них, выводится наружу.

Сборка заднего моста осуществляется с одновременной регулировкой, позволяющей произвести установку в нужное положение ведомой и ведущей шестерен, преднатяга подшипников ведущей шестерни, дифференциала, зазора полуосевых шестерен в дифференциале. Для удовлетворительной работы заднего моста необходимо в период эксплуатации очищать сапун.

Заклепка

Заклепка является металлическим цилиндрическим стержнем, оснащенным закладной головкой, в результате расклепки выполняет функцию замыкающей головки. Заклепка предназначена для создания соединения металлических поверхностей.

Вытяжные заклепки представляют собой крепежный элемент, предназначенный для работ, производимых на фасадных системах с воздушным зазором, также получивших название вентилируемых фасадов.

Вытяжная заклепка состоит из стержня и гильзы, которая производится из стали, из нержавеющей стали, алюминия, меди. Заклепки подразделяются относительно типа самой заклепки, бортика на детали, материала изготовления тела и стержня.

Виды заклепок: закрытые, стандартные, лепестковые, рифленые, особого назначения. Стандартные заклепки применяются в строительстве. Бортик создается следующих видов: потайной, выступающий или увеличенно выступающий. Для систем вентилируемых фасадов применяются исключительно заклепки с бортиком выступающего типа или увеличенно выступающим. Диаметр определенной части тела заклепки находится в заданном соотношении с диаметром бортика. Для широко распространенной заклепки 4,8-мм диаметр бортика равносилен 9,5-мм. Также разработаны увеличенные бортики, поэтому для заклепки 4,8 мм и заклепки диаметром в 5 мм увеличенные бортики соответствуют 11, 14, 16 мм. Увеличенный бортик используется для заклепок, которые предназначены для крепления алюминиевых композитных панелей, фасадных панелей, производимых из асбестовых плит и фиброцементных плит. При этом материал изготовления плит является не таким прочным относительно материала изготовления заклепки, поэтому увеличенный бортик выполняет функцию охватывания как можно значительного количества материала, что позволяет создавать пониженное давление в результате нагрузок.

Неокрашенные заклепки относятся к крепежным деталям, которые изготавливаются в виде гладкого цилиндрического стержня, оснащенного плоской алюминиевой головкой, установленной на одном конце. Заклепки такого типа предназначены для произведения неразъемного монтажа, который обеспечивается благодаря пластической деформации, создаваемой телом заклепки. Широкое распространение неокрашенные заклепки получили для произведения работ с металлическими и композитными материалами. Ножка заклепки такого типа изготавливается в обязательном порядке из нержавеющей стали. Для того чтобы установить заклепку, используется заклепочник, представляющий собой специализированный инструмент, употребляемый для работы с заклепками.

Окрашенные заклепки относятся к крепежным деталям, направленным для создания неразъемного соединения, в результате создания головки на другом конце стержня пластической деформации. Заклепка представляет собой гладкий цилиндрический стержень с наличием на одном конце плоской алюминиевой головки, ножка стержня изготавливается из нержавеющей стали. Для установки окрашенной заклепки применяется заклепочник, используется для произведения работ на металлических, композитных материалах.

Заклепки могут оснащаться заглушками, которые создаются в виде выпуклых полипропиленовых крышек, окрашиваемых в стандартные цвета композитного материала. Заглушки применяются в качестве декоративного компонента, фиксируются на лицевой стороне установленной заклепки.

Заклепки, обладающие небольшим диаметром, не превышающим 10 мм, устанавливаются в холодном состоянии, для заклепок большого диаметра используется нагрев до 800—900 °C, поэтому их установка осуществляется в горячем состоянии. Склепывание производится при помощи прессов, автоматов, клепальных молотков, заклепочников.

Резьбовые заклепки представляют собой сочетание двух соединений, способны производить скрепление в качестве заклепки, а также оснащаются внутренней резьбой, используемой для крепления винтов.

Замок (в механике)

Замок представляет собой приспособление для создания запирания.

Первые замки были отмечены в древние времена, приблизительно во втором тысячелетии до нашей эры, в государствах Ассирия, Вавилон, Египет. В Древнем Египте создавались замки, которые содержали составляющие, идентичные элементам замков, производимых в настоящее время. Во времена Киевской Руси изготавливались замки нескольких видов, в которых закладывалась определенная индивидуальная секретность.

Все замковые механизмы делятся на два основных типа: механические и электромеханические. В настоящее время замки подразделяются относительно устройства замка и действия заложенного механизма: сувальдные, бессувальдные, цилиндровые, секретные. Относительно способа их установления замки подразделяются на съемные, например висячие, неподвижные, которые фиксируются в постоянном положении, например накладные, встроенные или врезные. В зависимости от условий эксплуатации замки делятся на замки для внутренних помещений и замки, функционирующие на открытом воздухе. Относительно методов закрывания: с перемещением засова ручкой замка; с наличием автоматического вылета засова замка.

Конструктивное изготовление элементов секретности подразделяет замки на сувальдные, пластинчатые, дисковые, штифтовые. Механические замки представляют собой два вида: шифровальные и ключевые.

Бессувальдный замок включает ригель, засов, который в результате поворота ключа стопорится подпружиненным бегунком, забегающим в пазы ригельной планки. Для индивидуальной секретности служит фасоный профиль замочной скважины.

Сувальдные замки оснащаются ригелем, являющимся комплектом подвижных пластинок, называемых сувальдами, обладающими разными формами. Поворот ключа в таком типе замка осуществляется в результате обеспечения соответствия выступов бородки ключа граням заданных сувальд. Сувальды могут задаваться разнообразными вариантами сочетания, например, четыре стандартные сувальды можно установить в последовательности таким образом, что в результате получается 24 серии замка.

Цилиндровые замки созданы наподобие сувальдных, главным отличием являются сувальды, изготовленные в виде штифтов. Замок оснащается ключом, вставляемым в паз замка, при этом штифты должны полностью устанавливаться в радиальные каналы цилиндрического сердечника, только в этом случае происходит поворот относительно оси и переход ригеля. В случае ошибочного перемещения только одной канавкой на рабочей грани ключа штифта с погрешностью в 0,1 мм ключ не создает поворота, позволяя обеспечить достаточно высокую индивидуальную секретность цилиндровых механизмов. Серия замка находится в зависимости относительно взаимного местоположения штифтов, при этом серия задается номером из четырех или пяти цифр, которые записываются непосредственно на ключе. Для увеличения секретности замков цилиндрового типа используется трансформация профиля ключевого паза в трех измерениях.

Секретные замки оснащаются как обычными элементами замочных устройств, так и механизмами, ориентированными на открывание замка с помощью ключа или без него, устанавливаются комплекты колец, рукоятки относительно присущего для данного замка шифра в виде букв или цифр.

Стационарные замки повышают степень надежности с помощью двух и более ключей, также для увеличения секретности используются часы, соединенные с механизмом замка, для употребления замка в заданное время. Блокировочная система, дистанционное управление, сигнализация широко используются для создания индивидуальной секретности замка.

Электромеханические замки представляют собой замки, которые открываются при помощи обычного ключа, внутреннее устройство такого замка обеспечивается электромеханическими компонентами. Исполнительное устройство подает ток, при этом соленоид создает сбрасывание фиксатора пружины, которая, действуя на ригель, производит втягивание его в замок; для закрытия двери осуществляется обратное действие, при котором пружина взводится, а рабочий ригель совершает вхождение в ответную часть замка, удерживая запирание двери. Основным способом, приводящим замок в рабочее состояние, является электрический способ, обуславливающий подачу управляющего напряжения от контроллера. В случае отсутствия электропитания для открывания замка используется ключ. Монтаж таких замков достаточно сложен в связи с применением гибкой подводки. Самым большим минусом в конструкции электромеханических замков является их зависимость относительно питания электричеством. Также такие замки находятся в зависимости относительно перепада температур воздуха, изменения влажности. Электромеханические замки созданы различных типов: накладные; врезные; с одним или некоторым количеством ригелей; с защелкой, которая может совмещаться с ригелями; с механическим перевзводом, т. е. в результате подачи на замок открывающего импульса, длительность которого может быть невелика, замок открыт, для закрытия требуется открыть и закрыть дверь вновь.

Электромеханические замки подразделяются на электромоторные, соленоидные, курковые замки.

Электромоторные замки обеспечиваются электрическими моторами, которые устанавливаются в замок или цилиндр для управления ригелями, производя при этом открывание или запирание. Напряжение питания электродвигателя рассчитано, главным образом, на 24 В. Закрывание замка осуществляется в течение нескольких секунд. Электромоторные замки разработаны таким образом, что при отсутствии электропитания создается возможность механического воздействия на цилиндр замка при помощи ключа. Для дистанционного управления дверью замок обеспечивается комплектом кнопок, адаптерами с любым считывателем, среди которых могут использоваться приспособления биометрического распознавания. Замки создаются как для одностороннего, так и двустороннего управления доступом. Электромагнитные замки получили распространение в тех случаях, когда необходимо создать очень надежную защиту, поэтому ими оснащаются специальные стальные двери банковских хранилищ, противопожарные двери. В настоящее время создаются замки такого типа для установления их на входные двери домов, квартир, коттеджей. В электромагнитных замках идут разработки, позволяющие на основной базе замка вводить новые опции, например приспособление регистрации всех открываний и закрываний двери, система автоматического закрывания двери, программируемость замка на закрывание в установленное время.

Замки устойчивой надежности: разработан замок, который имеет неплохую характеристику по устойчивости к взлому, состоит из трех рядов цилиндров, с каждой стороны устанавливается пять штук, значение секретности в замке определяется в 24 300 000 комбинаций. Личинка стального замка оснащается защитной системой для предотвращения высверливания и силового поворота, стопорный ригель в месте захода обеспечивается твердосплавным диском, который оберегает ригель от попытки высверливания. Защитный кожух представляет собой четыре независимых слоя: в первом слое металлорукав малого сечения производит сжимание и фиксирование приводного троса в результате его перекусывания; второй слой содержит стальную металлическую проволоку, которая предохраняет замок при перепиливании; в третьем слое имеется металлорукав с большим сечением, который выполняет защитную функцию второго слоя и обеспечивает выполнение работы второго слоя; четвертый слой представлен пластиковым покрытием для создания герметичности замка и улучшения внешнего вида.

Для создания надежного соединения с корпусом замка фланец защитного кожуха спрессовывается при давлении в 5000 кг/см². Запорные механизмы изготавливаются из антикоррозионных материалов. Закрытие происходит в результате нажатия на личинку замка, открытие производится при помощи ключа. Разработаны модели замков, оснащенные стандартными и сферными запорными устройствами, электрической блокировкой двигателя в запорном механизме, которая снабжается полной группой контактов, способной коммутировать цепи до 1 А, что позволяет создавать блокировку при закрытом замке.

Соленоидные замки состоят из большого металлического стержня, который в нормальном состоянии выдвигается из замка, в результате подачи питания происходит уход стержня во внутреннюю часть замка. Обладает высоким усилием удержания, высокой скоростью и достаточной надежностью. К недостаткам замка относят создание высокого скачка напряжения, характерного для момента открытия, соленоид не способен долгое время находиться под напряжением, так как может сгореть.

Курковые замки отличаются наличием специального взводящего ригеля, который предусмотрен для создания функции взвода пружины замка: для выполнения необходимо дверь открыть и закрыть вновь. Отрицательным свойством куркового замка является разблокировка двери, произведенная при помощи карточки, и затем непроизведение закрывания двери, при этом дверь будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока закрывание не осуществится исключительно при захлопывании двери.

Звено (в механике)

Звеном называется одно твердое тело, а также организация четко объединенных тел, которые включены в конструкцию механизма.

Начальное звено представляет собой звено, у которого координата задается в качестве обобщенной координаты. Выходное звено определяется как звено с заданным движением и силовыми факторами, силой и моментом. Выходные звенья соответствуют звеньям, получающим искомое движение и силу.

Механизмы относительно движения и местоположения звеньев в пространстве подразделяются на пространственные, плоские, сферические. Также механизмы подразделяются относительно формы, конструктивного решения, движения звеньев на рычажные; манипуляторы; кулачковые; зубчатые, планетарные.

Золотник

Золотник – подвижной элемент системы управления тепловым или механическим процессом, направляющим поток рабочей жидкости или газа в нижний канал путем своего смещения относительно ячеек в поверхности, по которой он скользит. Золотник применяют в паровых машинах и турбинах, пневматических механизмах, системах гидроавтоматики станочных автоматических линий в машиностроительных производствах.

Зубчатая передача

Зубчатая передача представляет собой механизм, предназначенный для произведения передачи вращательного движения, происходящего между валами, а также для трансформации частоты вращения, в основу которого заложено применение зубчатого соединения. Зубчатые передачи устанавливаются в устройства, машины либо создаются в качестве независимого прибора, называемого редуктором.

Зубчатые передачи считаются широко распространенным видом механических передач, который оправдывается своей рациональностью. Зубчатые передачи используются для произведения передачи мощности как от самых маленьких, так и достигающих десятков тысяч кВт, для передачи окружных усилий, которые варьируются от долей грамма до 10 Мн. Главным положительным качеством зубчатых передач считают небольшие габариты механизма, относительно других видов передач, также высокий коэффициент полезного действия, при этом потери в результате точных, хорошо смазываемых передач составляют 1—2%, в очень благоприятных условиях потери не превышают 0,5%.

Зубчатым передачам присуща высокая долговечность, надежность, устройство разработано таким образом, что не возникает проскальзывание, на валы приходятся малые нагрузки. Отрицательной стороной этого устройства является шум, который образуется в результате его работы, также зубчатая передача производится с необходимой точностью.

В механизм включаются зубчатые колеса, которые создаются в результате нарезания зубьев в дисковых заготовках. Зубьям придается специальная форма, получившая название эвольвентной, позволяющая проводить работу плавно, создавая эффективную передачу энергии вращения в результате зубчатого зацепления. Эвольвентная форма зубчатого колеса используется практически на всех современных зубчатых колесах.

Зубчатые колеса подразделяются относительно профиля зубьев на эвольвентные, циклоидные, круговые, также называемые передачами Новикова.

Относительно типа зубьев передачи бывают прямозубые, косозубые, криволинейные, шевронные. Взаимное расположение осей валов делит зубчатые передачи на передачи с параллельными осями и передачи с пересекающимися осями. Окружная скорость колес обуславливает тихоходные, среднескоростные или быстроходные названия передач. Степень защищенности указывает на открытые или закрытые зубчатые передачи. Относительное вращение колес и расположение зубьев указывают на внутреннее зацепление, при котором зубчатая передача осуществляется в результате вращения колес в едином направлении, и внешнее зацепление, зубчатая передача, создается вращением колес в полярных направлениях.

Зубчатыми колесами создаются зацепления следующего типа: цилиндрические (в результате этого типа зацепления оси зубчатых колес, которые включены в зацепление друг с другом, определяются как параллельные); гипоидные, червячные, винтовые – оси зубчатых колес перекрещиваются; конические, в редких случаях цилиндроконические и плоскоконические – оси зубчатых колес пересекаются.

Для цилиндрической передачи полюс зацепления есть точка касания начальных окружностей зубчатых колес, являющихся окружностями, двигающимися в направлении друг друга, не прибегая к скольжению.

В конической зубчатой передаче начальные цилиндры представлены начальными конусами, профили зубьев исследуются в качестве линий пересечения боковых поверхностей зубьев с вспомогательными конусами, оси начальных и дополнительных совпадают, образующие находятся перпендикулярно образующим начальных конусов.

Частным вариантом зубчатой передачи является зубчато-реечная передача, которая создается для изменения вращательного движения в поступательное и при трансформации движения в обратную сторону.

Гипоидные зубчатые передачи представляют собой конические зубчатые передачи, при которых оси колес не пересекаются, получили широкое применение в автомобилестроении для установки на задних мостах автомобилей, что позволяет уменьшить центр тяжести.

Бесшумная зубчатая передача создана на принципе зацепления каждого из зубьев. Положительные свойства зубчатой передачи такого типа: отсутствие шума, снижение размера одной ступени примерно в полтора раза, несложность конструкции, может производиться на универсальном токарно-фрезерном станке, высокий коэффициент полезного действия, используется без компенсации межосевого расстояния в многоступенчатых редукторах. Неблагоприятные характеристики: небольшие возможности передаточных отношений, снижение размера влечет увеличение нагрузок на опоры.

Зубчатые передачи созданы в виде как простых одноступенчатых передач, так и некоторого количества передач, которые устанавливаются в машины или разрабатываются как отдельное устройство.

Многоступенчатая зубчатая передача используется для передачи вращательного движения между двух валов, которые установлены достаточно далеко друг от друга. Чтобы создать вращение, используются зубчатые колеса в количестве более двух. Вводятся дополнительные промежуточные колеса, которые выполняют функцию изменения направления вращательного движения в случае их четного числа; если их количество нечетное, то направление вращательного движения остается неизменным.

Точность зубчатых передач представляет собой 12 степеней, которые задаются относительно применения устройства и условий эксплуатации.

Широко используются зубчатые передачи, ориентированные на внешнее зацепление, осуществляемое при помощи колес с наличием зубьев на внешней поверхности. Следующую степень по использованию занимают зубчатые передачи с внутренним зацеплением, для которого характерно наличие на одном колесе зубьев, которые нарезаются на внутренней поверхности.

Машины и механические устройства в основном комплектуются зубчатыми передачами, характеризуемыми постоянным передаточным числом. Зубчатые передачи, определяемые как передачи с переменным числом, создаются некруглыми цилиндрическими колесами, способными ведомому элементу задать установленную плавно преобразующуюся скорость, при этом скорость ведущего постоянна. Применение такого типа зубчатых передач довольно редко. Передаточное число пары колес в редукторах соответствует 7, в коробках скоростей достигает 4, в приводах столов станков от 20 и выше. Окружные скорости для высокоточных прямозубых зубчатых передач определяются до 15 м/с, для косозубых соответствуют примерно 30 м/с, быстроходные передачи скорости могут доходить от 100 м/с и выше.

Зубчатое колесо

Зубчатые колеса представляют собой систему, в которую входят два состоящих в зацеплении зубчатых колеса, установленных на валах с одним диаметром. Скорость вращательного движения колес определяется как обратно пропорциональная их диаметру.

Для производства зубчатого колеса применяется в основном сталь, а также чугун, латунь, пластмассы, алюминий. Зубчатые колеса, изготовленные из стали, необходимо усилить, чтобы срок их службы был как можно дольше. Поэтому колеса науглероживают и производят их термообработку, в обязательном порядке усиливанию подвергаются зубчатые колеса, предназначенные для автомобильных передач, а также для дифференциалов.

Плавность качения создается при помощи боковой формы зубьев колес, которая может являться эвольвентной, неэвольвентной передачей Новикова, в которой задается одна или две линии зацепления, и циклоидальной. Храповые механизмы обеспечиваются зубчатыми колесами, характеризующимися несимметричным профилем.

Цилиндрические зубчатые колеса предназначены для параллельных валов. В зацеплении участвуют два колеса; колесо, создающее передающее движение, определяется как ведущее, второе колесо называется ведомым. В случае когда одно из колес является намного меньше второго колеса, то меньшее называется шестерней. В том случае, когда отношение частот вращения ведущего и ведомого колес соответствует единице, зубчатые колеса, участвующие в зацеплении, считаются равными относительно их размера. Передаточное отношение равносильно отношению количества зубьев двух колес. Рассмотрим шестерню с наличием 10 зубьев, которая зацеплена с зубчатым колесом с 40 зубьями. Вращение шестерни с 10 зубьями будет в 4 раза быстрее второго большего зубчатого колеса.

Для расположения зубьев используются внутренняя и внешняя поверхности колеса. Зацепление может быть наружное и внутреннее, если организовано внутреннее зацепление, то колеса вращаются в одном направлении, в случае наружного зацепления колеса создают вращение в противолежащих направлениях.

Цилиндрические зубчатые колеса подразделяются на прямозубые, косозубые зубчатые колеса. Прямозубые – это зубчатые колеса, имеющие зубья, параллельные оси колеса, используются для произведения работ на невысоких и средних скоростях. Косозубые колеса применяют для повышения контактной длины и числа зубьев, вовлеченных в зацепление, позволяющих создать передачу большого момента, а также хорошей плавности при работе, осуществляемой на больших частотах вращения. Косозубые колеса в результате контакта зацепленных зубьев создают осевое усилие, считающееся недостатком этого типа зубчатых колес, поэтому для ликвидации этого неудобства используются шевронные зубчатые колеса, оснащенные V-образными, угловыми косыми зубьями. Зубчатые колеса с косыми зубами предназначены для ответственных передач, производимых на средних и высоких скоростях, составляют третью часть от всех цилиндрических зубчатых колес. Зубчатые колеса с шевронными зубьями используют для передачи больших моментов и мощностей в тяжелых машинах.

Трансформация вращательного движения в линейное перемещение происходит в результате введения зубчатой рейки, которая устанавливается вместо ведомого колеса, при этом зубчатая рейка представляет собой своеобразное зубчатое колесо, имеющее бесконечно большой диаметр.

Конические зубчатые колеса характеризуются прямым углом, образуемым осями зубчатых колес, при этом зубья нарезаются относительно радиусов.

Зубчатые колеса с круговыми зубьями разработаны для участия во всех ответственных конических зубчатых передачах.

Тангенциальные зубья конических колес прямые, однако направлены они не по радиусам.

Спиральнозубые колеса практически идентичны цилиндрическим, главным отличием является нарез зубьев, который способен передавать вращательное движение между взаимно перпендикулярными валами.

Зубчатое соединение

Зубчатое соединение – соединение вала и втулки, создаваемое при помощи зубьев, называемых шлицами, и впадин, или пазов, которые изготавливаются на валу, а также в отверстиях втулки.

Самыми распространенными зубчатыми соединениями считаются соединения, подразделенные относительно формы профиля: прямобочные, эвольвентные, треугольные.

Также зубчатые соединения распределяются относительно степени передаваемой нагрузки на тяжелую серию, среднюю и легкую.

При рассмотрении метода для создания центрирования сопрягаемых деталей соединения делятся на центрированные по внутреннему диаметру зубьев, по внешнему диаметру зубьев, по боковым поверхностям зубьев.

Степень подвижности зубьев может быть неподвижная, подвижная и нормальная.

Зубчатый механизм

Сложный зубчатый механизм представляет собой приспособление с зубчатыми передачами, в которых участвует свыше двух зубчатых колес. Устройства могут разрабатываться как своеобразной структурной технологией, так и при помощи последовательного, параллельного сочетания самых незатейливых типовых зубчатых приспособлений.

Многопоточные зубчатые механизмы являются приспособлениями, образующими при помощи кинематических цепей один или некоторое число замкнутых контуров, при этом входной поток механической мощности при создании передачи и трансформации подвергается расчленению на несколько потоков, которые суммируются на выходном звене.

Для снижения массы устройств его размера используется разложение передаваемых усилий относительно некоторого количества кинематических пар, что существенно снижает нагрузку на составляющие пар.

Жесткость устройства повышается в результате многозонного контакта звеньев устройства. Мертвый ход, а также кинематическую погрешность можно снизить в результате осреднения погрешностей и зазоров.

Для борьбы с избыточными или пассивными связями, полученными в результате создания в строении устройства внутренних контуров, используется увеличенная точность производства деталей, также для этого применяется повышение зазоров в кинематических парах.

Планетарный механизм – сложный зубчатый механизм, оснащенный хотя бы одним колесом, имеющим подвижную ось.

Виды стандартных планетарных устройств:

1) однорядное;

2) двухрядное, снабженное одним внешним и одним внутренним зацеплением;

3) двухрядное, оборудованное двумя внешними зацеплениями;

4) двухрядное, обеспеченное двумя внутренними зацеплениями.

Зубчатое колесо планетарного механизма, имеющее внешние зубья, установленное в центре, получило название солнечное зубчатое колесо. Зубчатые колеса, имеющие внутренние зубья, определяются как корона или эпицикл. Колеса с подвижными осями называются сателлитами, если они устанавливаются на подвижное звено, то звено называется водилом, обозначается звено водила при помощи латинской буквы h.

Рядный зубчатый механизм является сложным зубчатым механизмом, оснащенным колесами с неподвижными осями. Создается такое устройство в результате последовательного сочетания некоторого количества простых зубчатых механизмов. Передаточное отношение рядного зубчатого механизма, представляющего собой некоторое число объединенных последовательно зубчатых устройств, соответствует произведению передаточных отношений данных механизмов.

Каландр

Конструкторское решение каландров различного назначения практически идентично, отличительными особенностями являются габариты, количество валков и возможное их расположение на устройстве, фрикция и скорость валков.

Каландр создан из трех валков, характеризуемых наличием независимого регулируемого привода. Валки производятся из нержавеющей легированной стали, поверхность валков полированная, валки также проходят стадию азотировки. Крайние валки обеспечиваются приспособлениями перемещения, которые направлены на контролирование и регулирование зазора, образуемого между валками. Конструкторское решение задает для каждого валка систему термостатирования, оснащенную системой охлаждения и системой нагрева.

Каландр более сложной конструкции включает в себя основание, валки с подшипниками, приспособление для подвода теплоносителя и привод. Устройство регулирования зазора оснащается дистанционным пультом управления; практически для всех валков, исключение составляет приводной валок, можно регулировать положение. Смазка подшипников определяется как централизованная. Температура периферийных каналов валков создается с помощью теплоносителя, привод задается от электродвигателя постоянного тока, проходящего сквозь редуктор, блок-редуктор, универсальные шарнирные шпиндели, которые способны раздвигать и перекрещивать валки. Для переработки резины наиболее жесткого типа применяются приводы усиленной мощности, разработанные для принятия повышенных нагрузок на валки.

Каландры валковые используются для производства обкладки и промазки тканей, корда резиновым составом, для дублирования обрезиненных тканей с листами, состоящими из резинового состава, для профилирования и листования резинового состава.

Каландирование – процесс, характеризуемый обработкой материалов, таких как бумага, резина и ткань, производимый при помощи каландра. Для бумажного производства процесс реализуется с помощью машинных каландров, которые располагаются в последней части сушильного компонента бумагоделательной машины, а также на независимых агрегатах – суперкаландрах. Бумага, обработанная с помощью суперкаландра, называется каландрированной, лощеной; если бумага была пропущена сквозь машинный каландр и обладает небольшим глянцем, то она называется бумагой машинной гладкости. Гладкость бумаги зависит от применяемых валов. Наиболее высокая гладкость достигается с помощью комплекса из чугунных и бумажных валов; высокая температура при нагревании также способствует увеличению гладкости; влажность бумаги и ее ингредиенты, каландрирование с большим успехом проходит бумага с высоким количеством каолина; на гладкость также влияет давление, образованное между валами устройства.

В резиновом производстве каландрирование используется в создании резиновых листов и пластин, обладающих толщиной разного размера, также для произведения пластификации, нагревания резиновой смеси, для промазки ткани резиновым составом. Текстильная промышленность применяет каландрирование для уплотнения льняных, хлопчатобумажных, джутовых и других видов тканей, для создания блеска и нанесения тисненых узоров.

Суперкаландр представляет собой устройство для отделки бумаги, для придания поверхности бумаги наибольшей гладкости, лоска, уплотнения, тиснения и др. Конструкция суперкаландра включает в себя от 6 до 12 валков, изготовленных из металла, чугуна, который затем шлифуется, и бумаги. В этом случае бумага подвергается прессованию на стальном сердечнике при помощи давления, достигающего 45 Мн/м², далее вал подлежит обточке и шлифованию. Валки выполняют функцию пропускания бумажного полотна. Чтобы создать каландрирование бумаги для печати, необходимы бумажные валы с твердостью в 36—40 единиц по методу Шора.

Для отделки необходимо задать линейное давление от 100 до 350 кгс/см, бумажное полотно перемещается с максимальной скоростью в 900 м/мин. Обрыв полотна можно устранить с помощью обводных бумаговедущих валов, что позволяет уменьшить напряжение бумаги на участке каландрирования. Основным назначением суперкаландра является отделка бумагой, используемой для письма и печатания.

Канифас-блок

Канифас-блок – одношкивный блок с откидной наметкой для закладки троса. Он служит для изменения направления тяги троса при грузоподъемных итакелажных работах.

Верхний конец блока задавался достаточно длинным, по сравнению с обычным блоком, оснащался отверстием для крепления блока, на одной стороне верхний конец оставался открытым, для того чтобы пропущенный сквозь него трос можно было вставить и вынуть.

Канифас-блоки используются для проведения работ, связанных с глубоководным лотом, для проводки грота-брасов, для установки стеньги. Большие конифас-блоки оковываются железом и предназначаются для заведения каната для буксировки и верповании судна.

Кантователь

Название произошло от немецкого слова Kanten, что означает «переворачивать». Представляет собой механизм, который создан для переворачивания, т. е. кантовки изделий в процессе производства изделия, его транспортировки и упаковки.

Наиболее простой кантователь – цепной, получил широкое использование в кузнечном производстве для фиксирования на крюке мостового подъемного крана. Берется прямоугольная рама, на которой устанавливается электродвигатель с червячным редуктором, с учрежденной на выходном валу звездочкой, которая направлена на вовлечение в движение замкнутой цепи, при этом цепь оснащается поковкой, способной совершать поворот в результате движения цепи. Цепные кантователи рассчитаны на грузоподъемность примерно в 200 т.

Сложные кантователи получили название манипуляторов, которые подразделяются на напольные и подвесные. Подвесной манипулятор устанавливается на монорельсовую тележку, производящую перемещение вдоль рельса, которое фиксируется под верхней частью перекрытия помещения.

Напольный манипулятор является передвижным мостом, служащим для движения хобота, оснащенного клещевым захватом, в горизонтальном перемещении.

Хобот разработан таким образом, чтобы производить вращательное движение относительно своей оси и двигаться в вертикальном направлении.

Кантователи сложного типа созданы на грузоподъемность в пределах 0,75—75 т.

Разработаны кантователи на основе двух рольгангов, установленных под углом, при этом каждый рольганг способен производить повороты в горизонтальном положении; используются кантователи такого типа для перемещения листовой стали.

Кантователи типа кривошипно-шатунные поворотные головки, рычажные механизмы, поворотные каретки применяются для произведения сварки рам сложной конструкции, балок, резервуаров.

Кантователи типа сталкиватели, выдвижные упоры разработаны для произведения поворота ящиков на 90°, которые перемещаются на конвейере; используются такие кантователи на машинах, предназначенных для упаковки готовых изделий в ящики или коробки.

Кантователи широко применяются во всех отраслях производственной деятельности человека. Механизмы такого типа успешно совмещаются с вакуумными захватами, которые используются для транспортировки листовых и плоских деталей, и для деталей другого вида. Система получила широкое использование в легкой промышленности, пищевой и полиграфической промышленности.

Карданный механизм

Карданный механизм – механизм для передачи вращения между валами, которые устанавливаются под переменным углом друг к другу. Также употребимо название кардан, карданный или универсальный шарнир.

Карданная передача представляет собой устройство, состоящее из последовательного объединения двух карданных механизмов. В автомобиле карданная передача выполняет функцию передачи вращательного движения от ведущего вала к ведомому, которые устанавливаются под углом относительно друг друга. Используется для соединения коробки передач и двигателя под углом, достигающим 5°, для сочетания коробки передач с раздаточной коробкой под углом, также достигающим 5°, коробкой передач с главной передачей под углом, достигающим 15°, также применяется для соединения в рулевом приводе, при приводе лебедок.

Карданный вал-приспособление, включаемое в заднеприводной и полноприводной автомобиль, созданное для передачи крутящего момента от одного устройства к другому, при этом оси валов устройств не совпадают и могут работать в непрерывных модифицирующихся межосевых расстояниях в различных горизонтальных и вертикальных плоскостях. Например, между коробкой переключения передач, либо раздаточной коробкой и валом редуктора ведущего моста.

В состав входят карданный вал с двумя карданами, в редких случаях с одним, скользящая вилка, две крестовины, или шарниры, две фланец-вилки, уплотнения, приспособления для крепления. Для производства валов используется труба, для сплошных применяют пруток, одна сторона вала оснащается привариваемой неподвижной вилкой шарнира, вторая сторона обеспечивается шлицевой втулкой, на которую насаживается мобильная скользящая вилка с шарниром. Шлицевое соединение предназначено для трансформации рабочей длины в результате работы подвески. Карданная передача может выполняться из нескольких частей, имеющих промежуточные подвесные опоры. Используется такой вариант в связи с тем, что большая скорость вращения, благодаря распределенному относительно длины остаточного дисбаланса, приводит длинные валы к изгибанию. Четко отбалансированный по определенной скорости вал на других скоростях может создать значительную вибрацию. Шарниры представляют собой сочетание вилок, фланцев вилок, крестовины, имеющей игольчатые подшипники, крепежных приспособлений. Карданная передача создает передачу крутящего момента с пульсацией угловой скорости, поэтому для исключения эффекта такого вида вилки с двух сторон вала устанавливают в одной плоскости, и это действие производится в момент сборки карданного вала. Карданные шарниры в таком положении вносят противофазные пульсации угловой скорости, компенсируя вибрации относительно друг друга.

В случае сочетания при помощи карданного вала таких механизмов, у которых угол соединения и расстояние способны варьироваться, например главная передача и коробка передач, вводится осевая компенсация, представляющая собой скользящее шлицевое соединение, разработанное с учетом возможного модифицирования длины вала в установленных рамках. Размер угла между валами обуславливает карданную передачу, в которой используются жесткие или упругие полукарданы, полные карданы неравных угловых скоростей. Самыми распространенными считаются полные карданы, оснащенные такими главными деталями, как две вилки, крестовина, игольчатые подшипники, уплотняющие приспособления, опоры для цапф крестовин. Коэффициент полезного действия одного кардана составляет 0,985—0,99.

Карданный вал может обладать дисбалансом, признаками для установления дисбаланса являются усиленные вибрации, способные в результате различных частот вращения снижаться и увеличиваться. Если вибрации изменяются при движении на различных скоростях, то дисбаланс присутствует. Дисбаланс создает дополнительные нагрузки на шарниры и детали трансмиссии, связанные с карданной передачей, ослабляются крепления, приводя к более быстрому выходу из строя машины и к аварийным ситуациям.

На организм человека дисбаланс также влияет не лучшим образом: человек становится раздражительным, появляется быстрая утомляемость, что приводит к различным заболеваниям. Дисбаланс может возникать в результате недостаточной точности при производстве отдельных частей карданной передачи; при изготовлении из неоднородного материала с различными плотностями; при неточном общем центрировании взаимозависимых деталей; в случае появления зазоров при соединении деталей и агрегатов, а также при смещении осей в результате установки; при деформации валов в результате термического и механического воздействия и при получении повреждений в период эксплуатации.

Уровень дисбаланса карданных валов зависит от динамической балансировки, осуществляемой при помощи специальных стендов.

Для устранения дисбаланса используются балансировочные пластины, фиксируемые на трубе, балансировочные прокладки, устанавливаемые под стопорные крышки подшипников крестовины, также применяется удаление металла со специальных бобышек, находящихся на вилках фланцев. Балансировка осуществляется, главным образом, при сборе с шарнирами. Дисбаланс зависит от зазоров, полученных при составлении шлицевого соединения и крестовины.

Для устранения вибрации некоторые производители автомобилей внедряют эластичные винты, демпферные резинометаллические муфты и подвесные опоры, что позволяет увеличить срок службы карданов.

Если вращение обеспечивается в результате подвижного объединения звеньев, то это жесткий карданный механизм, если же в результате упругих характеристик специальных элементов – упругий карданный механизм.

Механизм получил название в честь Дж. Кардано, который разработал подвес для сохранения постоянного положения тела, опора которого совершает различные повороты.

Простой жесткий карданный механизм – шарнир Гука, оси вращения I, II, III, IV этого шарнира пересекаются под углом – в неподвижной точке О центра сферы с радиусом ОВ = ОВ' = ОС = ОС'. В случае, если угол пересечения находится в пределах от 0 до 90°, шарниры В, В', С, С' попарно очерчивают окружность равносильного радиуса в плоскостях, которые перпендикулярны осям I и II, что позволяет создавать передачу вращения с переменным углом α. Механизм такого типа характеризуется неравномерностью скорости вращения ведомого вала, в результате постоянной скорости ведущего вала. Скорость ведомого вала увеличивается с повышением угла α в том случае когда он равняется 90°, передача вращения при помощи карданного механизма делается невозможной.

Двойной карданный механизм используется для необходимости создания равномерного вращения ведомого вала, при этом углы перемещения равны, вилки на валу размещены в одной плоскости. Жесткий карданный механизм может соответствовать углу наклона валов, максимально достигающих 38°.

Упругий карданный механизм используется для угла наклона валов в 3—5°, при этом гибкие компоненты изготавливаются из крепкого эластичного вещества.

В случае, когда двойной карданный механизм неприменим, применяется кардан, разработанный на делении угла между валами с помощью биссекторной плоскости.

Карданный механизм получил широкое распространение в разнообразных устройствах, например в летательных аппаратах, в станках, в автомобилях, сельскохозяйственных машинах, т. е. в том случае, когда работа основана на необходимом перемещении взаимного месторасположения валов, направленных на передачу вращательного движения.

Каретка

Название произошло от итальянского слова carretta, переводящегося как «тележка». Определяется как узел устройства или машины, который выполняет функцию переноса ряда деталей, для перемещения устанавливается на направляющих, а также может устанавливаться в подшипнике для произведения вращения в нем.

Каретка велосипеда также получила название кареточного узла, является подшипниковым узлом, который создает вращение шатунов с педалями и ведущими звездами в зависимости от рамы велосипеда. Выполняет функцию передачи крутящего момента от педалей к колесу велосипеда с наименьшими потерями. Подшипники каретки необходимо хорошо защитить от попадания грязи и воды, так как каретка устанавливается в нижней части рамы за передним колесом.

Каретки подразделяются на открытые и закрытые, называемые картриджами или капсулами. Открытые каретки имеют ввинчиваемые чашки с подшипниками в кареточной трубе рамы, при этом вал вращается в подшипниках. Для этого типа кареток большое значение имеет точный размер созданной рамы, в противном случае возможны перекосы и недостаточная защищенность относительно факторов воздействия окружающей среды. Картриджи характеризуются наличием жесткого корпуса, в который помещаются подшипники, устанавливаемого в велосипедную раму, что позволяет исключить перекос подшипников и не прибегать к регулировке каретки. В картридже устанавливается также удобное уплотнение вала. Картриджи могут быть как неразборными, основная часть используемых картриджей, так и разборными.

Каретка для современного велосипеда достаточно часто создается в виде неразборного узла, не подлежащего обслуживанию, т. е. в качестве картриджа, поэтому при неисправности, например заедания или люфта, каретка подлежит замене на новое устройство. Дешевые модели велосипедов оснащаются разборной кареткой, обеспечиваемой шариковыми подшипниками, каретка может регулироваться при люфте, усиленной затяжке подшипников. Также разработаны разборные каретки с двумя подшипниками с каждой стороны, игольчатый и шариковый подшипники, где шариковый служит фиксатором. Созданы модули кареток, которые оснащаются шатунами.

Каждый тип каретки обеспечивается своим стандартом на шаг резьбы, благодаря которому каретка устанавливается, т. е. ввинчивается в кареточный узел рамы. Резьба подразделяется на дюймовую и метрическую. Каретки изготавливаются различной ширины, которая должна совпадать с шириной рамы велосипеда, с разной длиной оси, при выборе необходимо рассмотреть достаточность удаления шатунов от рамы и возможность перевода переднего переключателя на самую маленькую звездочку, при этом исключается упирание в раму. На корпусе неразборных кареток наносятся ее размеры. В каретке применяются шатуны двух образцов: шлицевого образца и так называемого квадратного образца.

На каретках с шатуном шлицевого образца ось изготавливается с круглым сечением, концы осей оснащаются 8 выступами, при этом ось создается пустотелой, что значительно облегчает каретку. Полыми болтами шатуны фиксируются к каретке. Используются каретки и шатуны такого типа для изготовления велосипедов высокого класса. Также разработаны каретки традиционной конструкции с шатунами шлицевого образца, концы такой каретки обеспечиваются квадратными сечениями, шатун притягивается с помощью винта, вворачиваемого в ось. Каретки с квадратными сечениями на концах оси оснащаются шатуном, притягиваемым к оси при помощи гайки, которая накручивается на ось каретки.

Каретками оснащаются металлорежущие станки, в которых они являются нижней опорной частью суппорта, перемещение каретки осуществляется по направляющим станины, например в токарных станках, по направляющим поперечины в продольно-строгальных и карусельных станках; также каретка может быть частью стола станка, которая движется по направляющим консоли, например в поперечно-строгальных и фрезерных станках. В ткацких станках каретка служит для зевообразования в результате выработки тканей с мелким узором или сложностью переплетений. Каретки включены в конструкцию пишущих машинок, для этого они изготавливаются в качестве рамки с валиком для бумаги. Широко используются стальные каретки, оснащенные металлическими роликами, предназначенные для монтажа в кронштейн направляющих, сочетаются с регулируемыми капсулами. Велосипеды оснащаются каретками, которые представляют собой педальное устройство велосипеда.

Каретки с электроприводом применяются для электрических талей, создавая перемещение подвешенной тали с грузом в горизонтальной ориентированности относительно монорельсового пути. Непосредственно передвижение выполняет электрический привод каретки, таль служит как электротельфер.

Ручная каретка, т. е. без электрического привода, используется для электрических талей для произведения перемещения подвешенной электрической тали с грузом также в горизонтальном направлении относительно монорельсового пути, однако для создания движения необходимо произведение усилия, которое прикладывается непосредственно к тали.

Картер

Название произошло от английского слова carter. Представляет собой недвижимую деталь устройства или механизма, например редуктора, двигателя, в основном коробчатого сечения для опоры и предохранения от загрязнения рабочих элементов. Нижняя часть картера называется поддоном и является контейнером, содержащим смазочное масло.

Кинематическая пара

Кинематическая пара представляет собой совокупность двух тел, при которой форма одного из тел позволяет определить полный ряд последовательных положений, свойственных другому телу. Звеньями называются тела, являющиеся составляющими пары. Кинематическая пара является подвижным сопряжением двух твердых звеньев, на которые ставятся условия связи, ограничивающие их относительное движение.

Произвольное из условий связи ликвидирует одну степень свободы, т. е. устраняя одно из шести самостоятельных относительных перемещений в пространстве. Относительно условий связи кинематические пары подразделяются на пять классов. Число степеней свободы определяется по формуле W = 6 – S. Оставшиеся относительные движения звеньев необходимы для разделения кинематических пар внутри каждого класса. Относительно характера соприкосновения звеньев кинематические пары делятся на низшие, обладающие контактом по поверхностям, и высшие (определяются контактом по линиям или в точках). Высшие кинематические пары допустимы всех пяти классов, имеют много видов. Низшие пары возможны только трех классов и шести видов.

Кинематические пары подразделяются на геометрически замкнутые пары, в которых постоянное соприкосновение поверхностей создается благодаря форме включенных элементов, и незамкнутые пары, созданные таким образом, что замыкание производится при помощи прижимающей силы – силового замыкания. Примером может служить силовое замыкание в кулачковом механизме.

Простые пары определяются как пары, у которых относительное движение одного звена относительно другого соотносится с относительным движением второго звена в соотношении с первым звеном.

Поступательной парой называется пара, в которой одно из тел способно создавать только поступательное движение относительно другого тела.

Примером поступательной пары может служить тело, оснащенное призматическим каналом, в который устанавливается призма.

Вращательной парой является цилиндрическая втулка и установленный в нее шип, который оснащается закраинами, ограничивающими шип и не позволяющими покинуть втулку.

Винтовая пара представляет собой сочетание винта и гайки, при этом шагом является расстояние, находящееся между нарезками винта по ориентированности оси винта.

Поступательная пара рассматривается в качестве винтовой пары с шагом, соответствующим бесконечности.

Вращательная пара определяется как винтовая шагом, равным нулю.

В прямоугольной системе координат может наблюдаться три поступательных движения, происходящих в направлениях трех осей координат, три вращательных – вокруг осей.

Высшие пары определяются как пары, не выполняющие свойство простых пар, например шкив и перекинутый через него ремень, соединение зубчатых колес, полная трехгранная призма, дуговой двухсторонник, эллиптический циркуль и т. д. Движение первого звена в звене второго является обращенным относительно движения второго звена в первом звене.

Условными кинематическими парами считаются подвижные сопряжения с некоторым количеством промежуточных тел качения, например шарикоподшипники и роликоподшипники, промежуточных деформируемых элементов, например безлюфтовые шарниры устройств с плоскими пружинами.

Кинематическая цепь

Кинематическая цепь представляет собой последовательное соединение звеньев в пары. В случае, когда последнее звено соединяется с первым звеном, кинематическая цепь называется замкнутой. Если же последнее звено не соединено с первым звеном, цепь считается открытой. Принудительная кинематическая замкнутая цепь определяется как цепь, имеющая одно звено неподвижное, приобретает определенность движения, которая свойственна механизму. Если в принудительной цепи одно звено задается неподвижным, то считается, что цепь поставлена на этом звене, при этом, если ставить принудительную цепь последовательно на каждое из звеньев, можно создать такое количество механизмов, которое соответствует количеству звеньев в цепи. Принудительной цепью является шарнирная четырехсторонняя фигура, включающая четыре стержня, которые объединены при помощи шарниров, являющихся вращательными парами.

Кинетостатика механизмов

Кинетостатика механизмов представляет собой одну из частей теории динамики машин и механизмов, основанную на методе силового расчета, который позволяет находить реакции элементов кинематических пар механизма при известном законе движения устройства.

При рассмотрении всех сил, которые прикладываются к звеньям механизма, присоединяют силы инерции, используя принцип Д’Аламбера, можно принять весь механизм как единое целое и отдельные его части как находящиеся в состоянии равновесия. Для задания сил, направленных на механизм, используют уравнение статики, составляются системы уравнений для отдельных составляющих механизма. Количество уравнений соответствует количеству неизвестных реакций. Такие системы получили название статически определимых. Проведение силового последовательного расчета механизма кинематических пар начинается с максимально удаленной группы относительно начального звена механизма. Векторное уравнение решается при помощи многоугольника, где реакция находится при помощи векторного уравнения равновесия сил на одном из звеньев. Исследование равновесия начального звена: находят реакцию, уравновешенный момент, который прикладывается к этому звену, для создания установленного закона движения начального звена. Для нахождения силы трения в кинематических парах используется система уравнений с добавочным независимым уравнением. Находятся реакции, затем определяются силы трения в парах, далее расчет производится еще раз с учетом сил трения в качестве внешних сил, которые прикладываются к звеньям, получая при повторном расчете как бы более точные реакции в первом приближении. Расчет также может повторяться, принимая силы трения как определенные. Для расчета многозвенных пространственных устройств используется такой же метод, при этом решение становится достаточно большим.

Кинетостатика механизмов широко используется при проведении проектировочных работ новых машин, направленных на точный расчет прочности создаваемых технических устройств.

Ковш (в технике)

Один из вариантов технического ковша представляет собой стальной или чугунный сосуд, вместимость которого определяется 480 т, внутренняя часть ковша обкладывается огнеупорным кирпичом. Используется для произведения транспортировки, разливки расплавленного металла, шлака, штейна, а также для хранения не на длительное время расплавленного металла, шлака, штейна.

Второй вариант ковша является ковшом, который устанавливается на землеройную, подъемно-транспортную машину, выполняя функцию рабочего органа для произведения захвата и отделения доли материала от общего его количества для произведения перемещения этой доли к зоне разгрузки.

Коленчатый вал

Коленчатый вал представляет собой деталь сложной конфигурации или узел деталей, характерный для составного вала, оснащается консолями для фиксирования шатунов, служащих для передачи плоско-поступательного движения коленчатому валу, который трансформирует это движение во вращательное, передавая вращение трансмиссии и приводным приспособлениям. Коленчатый вал является составным элементом кривошипно-шатунного механизма.

Конструкция коленчатого вала представляет собой относительно нежесткую деталь, на которую приходятся достаточно большие изменчивые нагрузки, во время работы на него действуют силы кручения и он подвергается изгибу. Коленчатый вал состоит из: коренных шеек; шатунных шеек; щеки; передней выходной части вала – носка; задней выходной части вала – хвостовика; противовесов. Коренные шейки являются опорами вала, которые находятся в коренных подшипниках, установленных в картере двигателя. Шатунные шейки – опоры вала, направленные на соединение с шатунами. Щечки выполняют функцию соединения коренных и шатунных шеек. Передняя выходная часть вала определяется как часть для крепления шестерни или шкива отбора мощности для привода газораспределительного устройства и всевозможных дополнительных участков, систем и приспособлений. Задняя выходная часть вала служит для объединения с маховиком или массивной шестерней отбора ключевого количества мощности. Противовесы предназначены для создания разгрузки коренных подшипников относительно центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижнего компонента шатуна.

Коленчатый вал производится из стали, характеризуемой упрочением токами высокой частоты или азотированием, а также из высокопрочного чугуна. Противовес создается как единое целое с коленчатым валом, в противном случае противовесы напрессовываются на вал. Коленчатый вал устанавливается таким образом, чтобы опираться коренными шейками на коренные опоры картера двигателя, шатунные шейки фиксируются вместе с нижними головками шатунов. Коренные и шатунные шейки присоединяются при помощи щечек, которые организуют кривошипы вала. Неуравновешенные массы образуют центробежные силы на подшипниках вала, для их разгрузки предназначены противовесы. В передней части вала предусмотрен сальник для уплотнения, при этом держателем сальника является корпус масляного насоса. Передняя часть вала оснащается зубчатым шкивом привода топливного насоса высокого давления и распределительного механизма двигателя и шкивом ременной передачи для привода генератора, водяного насоса и различных устройств и систем автомобиля. Сальником обеспечивается и задний конец вала, этот сальник фиксируется при помощи специального держателя. На задней стороне коленчатого вала имеется фланец, предназначенный для крепления диска привода, что характерно для моделей автомобилей, оснащенных автоматической коробкой передач, или маховика.

Для произведения ремонтных работ коленчатого вала необходимо перешлифовать коренные, шатунные шейки относительно следующего ремонтного размера. После проведения ремонтных работ коленчатый вал должен устанавливаться с маховиком и сцеплением, которые имелись до ремонта, при этом в обязательном порядке производится балансировка коленчатого вала со сцеплением. В случае дисбаланса создаются углубления в маховике посредством высверливания.

Коленчатые валы двигателя относительно диаметра коренных и шатунных шеек делятся на классы, при этом деление на классы является индивидуальной для каждого двигателя. Точность диаметральных габаритов коренных и шатунных шеек варьируется относительно 1—2 классов, при этом чистота поверхности определяется 8—10 классами и выше; допускаются отклонения на овальность и конусность, которые для автомобильных двигателей соответствуют отрезку от 0,010 до 0,005 мм. Расхождение в параллельности осей коренных и шатунных шеек не превышает 0,01 мм по всей длине каждой шатунной шейки; радиус кривошипа может иметь допуски в 0,05—0,15 мм. Если отклонения радиусов кривошипов и угловых развала слишком велики, то образуется неравномерная степень сжатия в разных цилиндрах и относительно сдвига фаз распределения, что неблагоприятно отражается на работе двигателей. Для подшипников скольжения коленчатые валы должны обладать высокими требованиями к поверхности шеек, усиленной износостойкостью и усталостной прочностью. Маркировка должна наноситься на передней щечке вала, верхние цифры соответствуют классам шатунных шеек с первой по шестую, при рассмотрении поочередно слева направо, нижние цифры являются классами коренных шеек с первой по седьмую слева направо.

Также маркировка может задаваться с номинальным значением диаметра, с диаметрами ремонтного размера с установленным снижением. Коленчатый вал отслеживается по 80—90 позициям, например размер, форма, относительное положение контролируемых поверхностей вала, параллельность оси шеек, положение шатунных шеек относительно коренных, угловое положение шатунных шеек относительно друг к другу, угловое положение шпоночной канавки относительно кривошипов, положение торца фланца относительно оси коренных шеек и др.

Для трудоемкого и непростого процесса контроля используются специальные многомерные индикаторные, пневматические, электронные измерительные приспособления.

Стальные коленчатые валы среднего размера, предназначенные для крупносерийного и массового производства, создаются с помощью ковки в закрытых штампах на молотах и прессах, весь процесс изготовления заготовки реализуется несколькими операциями. Производится предварительная и окончательная ковка в штампах, а далее переходят к обрезке облоя с помощью обрезного пресса, к горячей правке в штампе под молотом.

При создании заготовки коленчатого вала большое внимание уделяется расположению волокон материала, для того чтобы исключить возможность перерезания материала на дальнейших этапах механической обработки, поэтому широкое использование получили штампы, оснащенные специальными гибочными ручьями. Пройдя штамповку, коленчатые валы подвергаются термообработке, нормализации, очистке от окалины при помощи травления или обработке с помощью дробеметной машины. На механическую обработку шеек допускаются припуски в 3—4 мм на сторону со штамповочными уклонами 7—10°. Точность заготовок определяется 8—9 классом. Допустимая кривизна в плоскости разъема штампов для автомобильного коленчатого вала составляет менее 1,5—1 мм, смещение от сдвига штампов разрешается не более 2 мм.

Литые заготовки коленчатых валов производятся из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием, для изготовления применяется способ прецизионного литья, т. е. в оболочковых формах, произведенные этим способом валы отличаются по сравнению со штампованными валами рядом положительных качеств, например высоким коэффициентом применения металла. Литые заготовки отличаются наличием внутренних полостей, которые образуются в результате отливки.

Припуск на обработку должен быть менее 2,5 мм на сторону отклонения, соответствующего 5—8 классу точности. Снижение колебания припуска и начальной неуравновешенности способствует лучшему качеству при эксплуатации.

Отлив в оболочковых формах осуществляется в горизонтальном положении: в случае, когда в одной форме необходимо произвести отлив двух валов, заливка металла создается с помощью общего литника.

Правка валов создается как следующий шаг после нормализации в горячем состоянии в штампе, на прессе после извлечения из печи, не прибегая к повторному подогреву.

Механическая обработка: главными базами для коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. К сожалению, они не могут использоваться как технологические на всех шагах обработки, поэтому иногда технологическими базами становятся поверхности центровых отверстий. Небольшая жесткость вала для некоторых этапов обработки, производимых в центре, заставляет создавать вспомогательные базы, которыми являются наружные поверхности предварительно обработанных шеек. Для обработки шатунных шеек, по техническим условиям обязанных иметь угловую координацию, выбирается опорная технологическая база в виде специально фрезерованной площадки на щеках. В результате действия сил резания возникает деформация коленчатого вала, поэтому необходимо произвести достаточно большое количество раз, примерно от 3 до 9, правку коленчатого вала с помощью пресса. Однако правка способна образовать внутренние напряжения, приводящие к последующей деформации вала, что также является нежелательным воздействием. Технологические опорные базы представляются в качестве фрезерованных площадок на щеках коленчатого вала и обрабатываются до и после предварительной обработки.

Также необходимо произвести токарную обработку коренных и шатунных шеек, коренные шейки обрабатываются на обычных токарных станках, затем они берутся как технологические базы для обработки шатунных шеек и остальных поверхностей. Обработку коренных шеек многоколенных валов осуществляют специализированными станками, оснащенными центральным или двусторонним приводом для снижения скручивающего и изгибающего моментов.

Затем производится отделка смазочных каналов и внутренних плоскостей, далее необходимо отшлифовать шейки коленчатого вала. Балансировка при массовом производстве создается при помощи автоматических балансировочных станков или автоматических линий. Необходимо проанализировать диаметральные размеры шеек, отверстия под подшипник во фланце, длину шатунных и коренных шеек, дистанцию от базового торца, радиус кривошипа, биение шеек и торца фланца по отношению к крайним коренным шейкам, взаимное отношение коренных и шатунных шеек относительно длины и расстояния от базового торца, угловое расположение кривошипов, местонахождение установочного отверстия и шпоночной канавки по отношению к коренным и шатунным шейкам. Также производится обкатка крупных коленчатых валов. Специальные токарные станки с неподвижным валом применяются для обкатки шатунных шеек.

Колесо

Колесо – простейшее устройство (в основном), предназначенное для обеспечения вращательного или поступательного движения какого-либо механизма, транспортного средства и др. Колесо было одним из первых изобретений человечества и широко применялось с глубокой древности для оборудования различных повозок, телег, карет, а также боевых колесниц и боевых орудий. Практически от колеса, его многочисленных разновидностей шло прогрессирующее развитие транспортной и иной техники, начиная с велосипеда и кончая современными мощными транспортными машинами, летательными аппаратами всех видов и типов, станками, подъемным шахтным оборудованием. С развитием техники происходила и модернизация колеса, применяемого в различных механизмах в виде зубчатого колеса с внешними и внутренними зубьями. Простейшее колесо элементарной повозки или телеги состоит из ступицы (или диска), спиц и обода, укрепленного бандажной лентой. Самое сложное колесо имеют летательные аппараты – самолеты, вертолеты, причем устройство колеса и его крепление на шасси зависит от веса летательного аппарата. Кроме того, шасси самолета, на котором крепится одно или несколько колес, различаются в зависимости от числа и расположения опор: трехопорные с передней стойкой, трехопорные с задней стойкой и двухопорные. В самом простом варианте колесо устанавливается на рычаге и опирается через амортизатор на звено, соединенное с корпусом самолета. Колеса самолета имеют массивные шины-покрышки, защищающие его от значительных нагрузок, особенно при выполнении посадки на бетонные взлетно-посадочные полосы аэродромов. В другом варианте колесо закрепляется непосредственно на одном из звеньев амортизатора самолета. Самые сложные по конструкции колеса устанавливаются на шасси тяжелых транспортных самолетов. Сравнительно простое устройство имеют колеса тракторные и автомобильные, устанавливаемые на осях мостов – передних и задних или подвесок легковых автомобилей. Таким образом, колесо имеет самое широкое применение, начиная от часовых механизмов, кончая самыми современными летательными аппаратами. Среди колес, имеющих сложную конструкцию, выделяются так называемые шевронные цилиндрические зубчатые колеса (или просто шевронное зубчатое колесо). Такое колесо представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями; применяют его в шевронной цилиндрической передаче. Также широко применяются такие разновидности колеса, как шкивы – колеса с широким ободом, имеющим выемки для фиксирования троса (или ремня, или каната, или цепи) какого-либо подъемного механизма или редуктора.

Компенсатор

Компенсатор (от лат. compenso – «возмещаю», «уравновешиваю») – устройство для возмещения или уравновешивания влияния различных факторов на состояние и работу машины или механизма. К компенсаторам относятся, например, компенсирующие шарнирные механизмы, применяемые:

1) в железнодорожном транспорте для передачи движения на приводные колеса при значительных изменениях межосевого расстояния между приводным устройством и колесом;

2) для восприятия реактивного момента в механизме вращения (поворота) кранов, для осуществления «плавающей» подвески центральных колес планетарных механизмов, корпусов различного рода машин.

Компенсаторы также широко используются в различных измерительных приборах. В этом случае компенсатор представляет собой измерительный прибор, основанный на методе компенсации. В зависимости от характера измеряемых величин различают компенсаторы постоянного напряжения и компенсаторы переменного напряжения. При данном способе измеряемый объект почти не нагружается; в уравновешенном состоянии в измерительной цепи ток отсутствует, т. е. она не потребляет мощности. Таким образом, в процессе измерения измеряемая цепь не потребляет энергии от измеряемого объекта и не оказывает на него искажающего измеряемую величину воздействия, чем обеспечивается высокая точность измерений. На результат измерения оказывают влияние только напряжения и сопротивления. В связи с тем, что в схемах компенсатора используются высокоточные нормальные элементы и измерительные сопротивления, а также отсутствует потребление мощности от измеряемого объекта, на основе компенсатора удается создавать наиболее высокоточные электроизмерительные устройства.

Во многих приборах используется компенсатор самоуравновешивающийся – компенсатор с автоматическим процессом уравновешивания.

Чтобы метод компенсации сделать пригодным для измерительной техники, применяемой в производственных условиях, в приборах, основанных на этом методе, для достижения равенства измеряемого и компенсирующего напряжений используется регулирующая схема, например автокомпенсатор, компенсатор с генератором. В измерительной технике существует понятие компенсации магнитного поля Земли – конструктивный способ устранения влияния внешнего постоянного магнитного поля на измерительный прибор.

Компенсация

Компенсация сборочная является объединением действий, направленных на произведение сборки машины, частей машины, которые позволяют возместить погрешности взаимного месторасположения поверхностей, размеров, конфигураций деталей, созданные при обработке, предварительной сборке, определяемые как неприемлемые для должного качества работы и внешнего состояния машины.

Компенсацию сборочную необходимо производить во время сборки, в некоторых случаях компенсация создается отдельно от машины, например в соседнем помещении или на другом участке. Компенсация осуществляется благодаря специальным приспособлениям, называемым компенсаторами, также компенсация может создаваться относительно специфических характеристик деталей машины.

В виде компенсации рассматривается сортировка деталей относительно присущих им размеров или конфигураций, процесс подбирания деталей, регулировка их местоположения, индивидуальная подгонка детали с помощью разнообразных методов обработки для достижения нужного свойства детали. Компенсация не требуется для производства, основанного на полной взаимозаменяемости деталей и агрегатов.

Конвейер

Конвейер (англ. conveyer от convey – «перевозить») – машина непрерывного действия для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов. Конвейеры широко применяются в различных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России и имеют различное устройство. Конвейеры подразделяются на:

1) пластинчатые;

2) роликовые;

3) скребковые;

4) толкающие;

5) шаговые;

6) эстафетные.

Пластинчатый конвейер – конвейер, грузонесущее устройство которого состоит из отдельных пластин, прикрепленных к замкнутой тяговой цепи.

Конвейер роликовый – или рольганг (от нем. Rollgang, Rolle – «ролик», «каток» и Gang – «ход») – устройство для транспортирования штучных грузов по роликам, размещенным на небольшом расстоянии один от другого на опорной станине. Такие конвейеры широко применяются в металлургических производствах на прокатных станах, а также в машиностроительных на автоматических линиях.

Скребковый конвейер – устройство для транспортирования груза скребками (волоком) по желобу или трубе.

Толкающий конвейер – устройство, перемещающее изделия путем периодического проталкивания их по направляющим. Направляющие выполняют в виде лотка или роликов, при этом толкатель располагается в прорези лотка или подводится сбоку. При рабочем ходе толкатель воздействует на изделие, а при холостом – опускается ниже уровня направляющих. (Примечание: толкатель – звено кулачкового механизма, взаимодействующее с рабочей поверхностью кулачка и совершающее поступательное движение; различают толкатели с острым, плоским и грибовидным наконечником, наиболее распространены роликовые толкатели, у которых ролик установлен на конце толкателя для уменьшения трения между толкателем и кулачком.)

Шаговый конвейер – устройство, служащее для перемещения изделий путем их периодического перекладывания на направляющих. У такого конвейера две направляющие, из которых первая выполнена в виде двух параллельно распложенных полозьев, между которыми размещена другая направляющая, подвешенная с помощью механизма параллельных прямых – спаренного параллелограмма, что обеспечивает ее поступательное перемещение. При движении вперед направляющая поднимается и перемещает груз по конвейеру вперед, в то время как вторая направляющая опускается и движется назад. Затем роли направляющих меняются, и груз (т. е. изделие) перемещается другой направляющей. Движения направляющих шагового конвейера согласованы благодаря приводу от общего вала двигателя (электрического или внутреннего сгорания).

Эстафетный конвейер – транспортирующее устройство, в котором груз перемещается путем захвата его с помощью одного механизма, передачи груза (или какого-либо изделия) другому механизму, захвата груза (или изделия) этим другим механизмом и последующей передачи третьему механизму и т. д.

На данном конвейере механизм захвата и перемещения груза (или изделия) выполняется в виде незамкнутой кинематической цепи с упругими приводными кинематическими парами.

Такой механизм используют, в частности, для перемещения каких-либо изделий в вакуумной среде; в нем имеются трубки упругие, в которые подается воздух; губки, захватывающие изделия, и стержень с упругими элементами захвата.

Управляют описанным механизмом эстафетного конвейера с помощью пневмораспределителей, приводимых в действие от кулачкового вала, соединенного с валом электродвигателя.

Кондуктор

Кондуктор – приспособление, предназначенное для обработки отверстий на вертикальных одношпиндельных, радиально-сверлильных и многошпиндельных станках. В машиностроительных производствах России применяются различного типа кондукторы:

1) накладные;

2) стационарные;

3) поворотные;

4) опрокидываемые;

5) скальчатые.

Накладные кондукторы – наиболее простые по конструкции и наиболее дешевые приспособления для сверлильных станков. Накладными их называют потому, что их надевают (т. е. накладывают) на обрабатываемую деталь, а после обработки отверстий снимают. К обрабатываемой детали такой кондуктор крепится откидной шайбой и гайкой. Для сверления отверстия, расположенного на наружной цилиндрической поверхности детали, имеется установочная площадка на корпусе кондуктора, перпендикулярная оси кондукторной втулки.

Стационарный кондуктор – приспособление, в котором нет поворотных частей для перемещения обрабатываемой детали в различное положение относительно режущего инструмента. Стационарные кондукторы разделяются на специальные и универсальные. Специальные стационарные кондукторы применяют для обработки отверстий в деталях одного или нескольких типов, схожих по форме и размерам, в крупносерийном и массовом производствах. Универсальные стационарные кондукторы применяют при групповой обработке деталей, закрепленных за определенным станком, в серийном и мелкосерийном производствах.

Поворотный кондуктор с одной втулкой состоит из корпуса, к которому прикреплена кондукторная втулка; пальца; делительного диска. Обрабатываемая деталь надевается на палец и закрепляется на нем гайкой с быстросъемной шайбой. Делительный диск такого кондуктора служит для определения рабочего положения детали относительно кондукторной втулки, а пружинный фиксатор (этого же кондуктора) – для закрепления ее в этом положении.

Опрокидываемый кондуктор применяют в тех случаях, когда в одной детали необходимо обработать несколько отверстий, расположенных под некоторым углом друг к другу. Корпус данного кондуктора выполняется в виде шестигранной призмы. Обрабатываемая деталь надевается на правый цилиндрический конец фиксатора и поджимается втулкой при вращении винта, пропущенного через откидной кронштейн. При сверлении первого отверстия детали через втулку кондуктор устанавливается на столе станка поверхностями «А», а при обработке второго отверстия кондуктор поворачивают на 120° и устанавливают на стол станка поверхностями «Б». При сверлении третьего отверстия кондуктор (этот же) устанавливается на стол станка поверхностями «В».

Скальчатые кондукторы широко используются при обработке различных деталей на сверлильных станках. Машиностроительные предприятия России выпускают кондукторы скальчатые трех видов: консольные с пневматическим закреплением; портальные с пневматическим закреплением; портальные с конусным зажимом. В конструкцию любого скальчатого кондуктора входят постоянные и сменные узлы (наладки). Постоянными узлами и деталями являются: корпус, две или три «скалки», несущие кондукторную плиту; механизм для перемещения скалок и закрепления обрабатываемых деталей. Устройство и принцип действия скальчатого кондуктора несложны. На основании кондуктора крепят сменную наладку, на которой устанавливают обрабатываемую деталь. Одно целое с основанием составляют стойки, в отверстия которых входят скалки, присоединенные к сменной кондукторной плите. В тех случаях, когда закрепление детали должно быть произведено в направлении, перпендикулярном сверлению, применяют скальчатые кондукторы консольного типа.

Портальный скальчатый кондуктор имеет две отдельные стойки. Расстояние между ними можно изменить, для чего основание, на котором устанавливают наладку для крепления детали, делают выдвижным. В нужном положении основание кондуктора закрепляют поворотом рукоятки. Пневматический скальчатый кондуктор имеет корпус, в который встроен цилиндр, где перемещается поршень со штоком, заменяющим собой одну из трех скалок. На скалках установлена плита, в которой непосредственно или в прикрепляемой к ней сменной плите монтируются кондукторные втулки. Сменная подставка для установки обрабатываемой детали базируется по плоскости корпуса и двум установочным штифтам. Сменная кондукторная плита базируется по нижней плоскости плиты и двум установочным штифтам. Сжатый воздух поступает в цилиндр кондуктора через штуцер. Скальчатый кондуктор относится к группе универсально-наладочных приспособлений.

Копр

Металлический агрегат, используемый для создания фиксации сваи перед забивкой, для установления свайного молота на свае, для установки направления забивки и удаления забитых свай.

Копровый агрегат включает поворотную или неповоротную платформу, установленную на шасси или опорах, оснащается установка противовесом, кабиной с приборами управления, моторным отсеком, мачтой, называемой копер. Установка мачты осуществляется шарнирным способом и фиксируется к платформе при помощи опорной секции, предусмотрены гидроцилиндры для задания угла наклона, верхняя часть мачты оснащается наголовником и грузовыми блоками для установки сваи и молота, для создания их подъема и опускания.

Относительно типа рабочего оборудования копры делятся на простые, полууниверсальные, универсальные, специализированные. Копры создаются с наклоняемой и ненаклоняемой мачтой.

Простые копры фиксируются на неповоротной платформе, к платформе также прикрепляется мачта. Мачта крепится жестко, и угол наклона мачты не подлежит регулировке для этого типа устройств.

Полууниверсальные копры устанавливаются на поворотную платформу с ненаклоняемой мачтой и на неповоротную платформу с наклоняемой мачтой.

Универсальные копры фиксируются на поворотной платформе и оснащаются мачтой с переменным углом наклона, с регулируемым вылетом, с самоходным шасси.

Специализированные копры представляют собой различные комбинации простых, полууниверсальных, универсальных копров, обеспечиваются вспомогательными потенциалами для произведения работ определенной направленности.

Ненаклоняемая мачта применяется для работ, направленных на забивание вертикальных свай, наклоняемые мачты предназначны для создания погружения вертикальных и наклонных свай, шунтов, оболочек.

Относительно типа ходового оборудования копровые устройства различаются по условиям области использования. Катки и рельсоколесный ход применяются для тяжелого оборудования, установленного на одном месте. Пневмоколесный ход используется достаточно редко, так как перемещение оборудования производится на небольшое расстояние, при этом эксплуатация возможна только на сильных опорных поверхностях. Гусеничный ход широко используется для копровых гусеничных агрегатов, применяемых в строительстве, изготавливаются большой массой, с высокой степенью подвижности, не так требовательны к качеству опорной поверхности и гладкости рабочей площади.

Относительно уровня мобильности можно сказать, что передвижные копровые агрегаты, получившие название буксируемых, изготавливаются без наличия личного привода ходового оборудования, устанавливаются на шасси машин различного типа. Самоходные копровые агрегаты перемещаются самостоятельно на дистанции, устанавливаемые для разнообразного ходового оборудования отдельным образом. Рельсоколесные машины считаются обладающими минимальной мобильностью, так как двигаются по периметру рабочей площадки. Гусеничные агрегаты обладают большей мобильностью, совершают движение в пределах нескольких километров. Наиболее мобильными являются пневмоколесные копры, которые не ограничиваются в расстояниях перемещения.

В зависимости от вида привода механический привод отличается простотой, надежностью, монтаж может производиться на месте. Отрицательными характеристиками считаются неудобство, приложение достаточно значительных усилий для создания движения рычагами управления, высокая трудоемкость, довольно частое техническое обслуживание, неэкологичное устройство в связи с использованием большого количества смазочных веществ.

Электрический привод, в основном автоматизированный, является удобным при эксплуатации, простым, надежным и экологически пригодным. Недостаток – возможность поражения электрическим током, ремонт нельзя произвести на месте, для обслуживания необходим квалифицированный персонал.

Гидравлический привод определяется как удобный при эксплуатации, надежный, безопасный для управления персоналом, который можно без затруднений автоматизировать. Недостаток – экологически небезопасен, ремонтные работы не производятся на месте.

Пневматический привод – удобный в управлении, автоматизируется, простой, надежный, ремонтируется на месте, не опасен для персонала, обладает, по сравнению с гидравлическим, большей экологической безопасностью. Недостатки – очень массивное устройство с наличием компрессорного оборудования повышенного шума, исполнительные устройства больших размеров.

Комбинированные приводы используются как вариант сочетания приводов различного вида, исключающих их недостатки. Электромеханические приводы являются сочетанием электродвигателя и механического редуктора, которые устанавливаются на приводном рабочем аппарате, при этом механическая энергия не передается вращающимися валами, цепями и т. д. на значительные расстояния. Электрогидравлические приводы, пневмогидравлические приводы представляют собой в основном гидравлические приводы, при этом передача управляющих сигналов производится с помощью электрического тока и сжатого воздуха соответственно.

Коробка подач

Коробка подач – механизм, являющийся важной составной частью токарно-винторезных станков, предназначен для передачи вращения от шпинделя станка к ходовому валу (или ходовому винту), служит для изменения скорости движения, подачи суппорта (т. е. величины подачи). Вращательное движение к коробке подач передается от шпинделя токарно-винторезного станка через специальный реверсивный механизм (так называемый трензель) и гитару со сменными губчатыми колесами. Такая схема коробки подач применялась в токарно-винторезных станках, выпускавшихся на советских предприятиях в 70—80-х гг. ХХ в. (которые в настоящее время находятся в эксплуатации на некоторых предприятиях промышленнохозяйственного комплекса России). Коробка подач на указанных станках размещалась в левой части станка под передней бабкой. Коробка подач токарно-винторезного станка обеспечивает подачу и необходимый шаг резьбы при нарезании. Внутри коробки подач находится механизм передачи вращения от гитары станка к ходовому валу (или ходовому винту).

Важной составной частью коробки подач является множительный механизм с зубчатыми колесами (с числом зубьев – 18; 28; 15; 30; 45; 48) и специальной муфтой. Вращение множительного механизма коробки подач передается на вал механизма передачи движения, далее на ходовой вал (или ходовой винт), на котором установлены зубчатые колеса с числом зубьев 28; 28; 56; 56. В коробке подач имеются еще две муфты, из которых вторая – обгонная.

Коробка скоростей

Коробка скоростей – механизм, являющийся важной составной частью токарно-винторезного станка, предназначается для передачи вращения от электродвигателя к шпинделю, в котором крепится обрабатываемая заготовка (или деталь).

Коробка скоростей размещается внутри так называемой передней бабки станка, представляющей собой литую чугунную коробку больших размеров, внутри которой находится также шпиндель – в виде полого вала.

Коробка скоростей состоит из зубчатых колес, валов и других элементов, служит для приведения шпинделя во вращение, а также для изменения его частоты вращения внутри чугунного литого корпуса передней бабки.

Принцип работы коробки скоростей одинаков во всех конструкциях токарно-винторезных станков вплоть до станков нового поколения с числовым программным управлением.

Коромыслово-кулисный механизм

Коромыслово-кулисный механизм – рычажный четрехзвенный механизм, в состав которого входят коромысло и кулиса. Этот механизм служит для преобразования качательного движения входного звена (коромысла или кулисы). Коромысло и кулиса взаимодействуют посредством шатуна. Особенностью коромыслово-кулисного механизма является возможность размещения осей симметрии зон качания входного и выходного звеньев под углом, близким или равным 60°. Коромыслово-кулисный механизм применяется в некоторых станочных автоматических линиях машиностроительных производств.

Кран-укосина

Кран-укосина – подъемный механизм, имеющий небольшие (сравнительно) размеры, предназначен для подъема крупногабаритных деталей различных машин или оборудования с одновременным перемещением на расстояние, равное длине его верхнего рычага – балки. Кран-укосина имеет простое устройство: стойку-опору, вокруг которой вращается укосина в виде рычага-балки. По рычагу-балке перемещается при помощи лебедки колесошкив, через которое потянут трос с чашками-крюками на конце для подъема груза и его перемещения. Лебедка приводится в действие от небольшого электродвигателя, размещенного в верхней части крана-укосины. Кран-укосина обычно устанавливается на ремонтных участках цехов.

Кривошип

Кривошип – вращающееся звено шарнирного или рычажного механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси. Конструктивно кривошип выполняют в виде детали с двумя отверстиями, или цапфами – элементами вращательных цилиндрических пар. Одна из пар в плоском механизме может быть сферической для компенсации перекосов осей звеньев. В пространственном механизме пару, в состав которой входят два подвижных звена, обычно выполняют сферической. Кривошип конструктивно совмещают с маховиком или колесом, а также выполняют в виде эксцентрика или коленчатого вала.

Кривошипно-коромысловый механизм

Кривошипно-коромысловый механизм выполняется в виде четырехзвенного механизма, в состав которого входят кривошип и коромысло. Данный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа АВ в качательное движение коромысла СД или наоборот – качательного движения коромысла во вращательное движение кривошипа. Кривошип АВ соединен с коромыслом СД посредством шатуна ВС. Функция положения кривошипно-коромыслового механизма связывает угол качания коромысла ψ с углом поворота кривошипа φ.

За один оборот кривошипа коромысло поворачивается на угол ψ₀ в одну сторону и на такой же угол в другую сторону. При качании коромысла от одного крайнего положения до другого кривошип поворачивается на угол φ₀ ≠ 180°. Обычно размеры звеньев указанного механизма подобраны таким образом, что за половину оборота кривошипа φ_0Z коромысло совершает полное качание φ_0Z в одну сторону. Функция положения кривошипно-коромыслового механизма имеет симметричный вид. Кривошипно-коромысловые механизмы широко используются на нефтепромыслах в виде качающих нефть устройств (над скважинами).

Кривошипно-ползунный механизм

Кривошипно-ползунный механизм представляет собой рычажный четырехзвенный механизм, в состав которого входят кривошип и ползун. Данный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение ползуна или, наоборот, возвратно-поступательного движения ползуна во вращательное движение кривошипа. Кривошипно-ползунный механизм имеет звенья: кривошип АВ, шатун ВС, ползун, шарнирно соединенный с шатуном в точке С, и неподвижную направляющую ползуна. Условия функционирования такого механизма выражаются отношениями: АВ ≤ ВС, е < ВС – АВ (е – расстояние). В общем виде направляющая механизма отстоит от опоры А на расстоянии е. В некоторых случаях ось ее проходит через центр опоры А, т. е. е = 0.

Центры шарниров кривошипа и шатуна располагаются на одной линии. Кривошип при движении ползуна вправо поворачивается на угол → φ₀ – 180°. Углы поворота кривошипа при движении ползуна в одну и другую сторону одинаковы.

Перемещение S точки С в зависимости от угла поворота кривошипа характеризуется функцией положения механизма. Полный ход в одну сторону обозначен S₀. Передаточная функция имеет симметричный вид при е = 0. Асимметричную функцию при е ≠ 0 получают, когда требуется, например, обеспечить медленное движение ползуна в одну сторону и быстрое – в другую. Кривошипно-ползунный механизм используют очень широко в двигателях внутреннего сгорания, гидроподъемных машинах, прессах и других устройствах.

Кронштейн

Кронштейн – относительно простое устройство, предназначенное для фиксирования какого-либо инструмента, детали, прибора (в том числе санитарнотехнических приборов в жилых домах и производственных зданиях, учреждениях и др.).

Кронштейны (верхний и нижний) установлены, например, в опиловочных станках модели 873. В этом станке напильник проводят через отверстие стола и отверстие обрабатываемой детали и хвостовую часть закрепляют в патроне, расположенном в верхнем кронштейне. Второй конец напильника вводят в патрон нижнего кронштейна. Расстояние между верхним и нижним кронштейнами регулируют перемещением верхнего кронштейна по штоку и фиксируют зажимными гайками. Кронштейн имеется также в штативе – установочном устройстве, в котором закрепляется измерительная головка, но не устанавливается измеряемая деталь. В данном случае на колонке штатива устанавливается кронштейн, который может перемещаться по ней вверх-вниз и вращаться в любом направлении. Сквозь кронштейн проходит штанга с присоединительным отверстием для измерительной головки, кроме того, штанга штатива может перемещаться в этом кронштейне вдоль своей оси на разную величину вылета. Кронштейн имеется также в таком смежном приборе, как большой инструментальный микроскоп (БМИ). В указанном приборе контур рассматриваемой детали фокусируется перемещением кронштейна по вертикальным направляющим колонки. Кронштейны практически повсеместно используются для крепления трубопроводов и санитарно-технических приборов (в том числе мойки типа МСК и МСУ) в различных зданиях. При установке кронштейнов под трубопроводы обычно используют монтажный поршневой пистолет ПЦ52-1 или сверлильные машины, при этом закрепляют их дюбелями.

Кулачковый вал

Кулачковый вал – металлический стальной стержень, имеющий утолщения в виде кулачка различной формы. На таких валах чаще всего выполняют кулачки, имеющие определенный эксцентриситет, т. е. кулачки являются эксцентриками. Кулачковый вал с эксцентриками (кулачками) широко применяется в гидрораспределителях, где за один оборот данного вала каждый из поршней механизма гидрораспределителя совершает по восемь циклов возвратно-поступательного движения. Примечание: гидрораспределитель (или пневмораспределитель) представляет собой гидроаппарат (пневмоаппарат), предназначенный для изменения направления потока рабочей среды в двух или более гидролиниях (трубах, рукавах, шлангах, каналах) в зависимости от внешнего управляющего воздействия.

Кулачковый механизм

Кулачковый механизм – механизм, в состав которого входит кулачок. В различных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России широко применяются кулачковые механизмы в разных вариантах.

Вариант первый: в механизме кулачок имеет рабочую поверхность переменной кривизны и образует с взаимодействующим с ним звеном высшую пару. Задавая соответствующий профиль кулачку, можно очень легко получить любой закон движения взаимодействующего звена. В этом существенная особенность кулачкового механизма.

Вариант второй: кулачковый механизм используется для преобразования вращательного движения кулачка в качательное движение коромысла или в поступательное движение толкателя в третьем варианте.

Вариант четвертый: кулачковый механизм применяется для того, чтобы поступательное движение кулачка преобразовать в качательное движение коромысла.

Вариант пятый: кулачковый механизм осуществляет преобразование поступательного движения кулачка в поступательное движение толкателя. Толкатель или коромысло может непосредственно контактировать с кулачком (в кулачковом механизме) и иметь при этом криволинейный участок (первый вариант), заостренный наконечник (второй вариант) или плоскую рабочую поверхность (третий вариант), а может также иметь на конце ролик (четвертый вариант), что позволяет уменьшить потери энергии на трение в кулачковом механизме. Кулачковый механизм бывает плоским или пространственным, причем во многих вариантах (более 20). В первом случае (плоский кулачковый механизм) точка кулачка и взаимодействующего с ним звена совершает плоское движение, параллельное одной и той же неподвижной плоскости. Во втором случае (пространственный кулачковый механизм) это условие не выполняется. Пространственный кулачковый механизм имеет цилиндрический (в двух вариантах), дисковый, конический, сферический (в двух вариантах), глобоидный (в двух вариантах) кулачок. При многократном повторении элементов кулачка и взаимодействующего с ним звена получается кулачковый механизм для изменения параметров вращательного движения (в двух вариантах) или преобразования вращательного движения в поступательное. Такого типа кулачковый механизм может быть отнесен к червячной передаче с глобоидным или цилиндрическим червяком и с цевочным колесом или зубчато-цевочной реечной передачей. В различных машинах и механизмах широко применяются и другие разновидности кулачкового механизма, например, многооборотный кулачковый механизм: спиральный кулачок; регулируемый кулачок.

Кулачок

Кулачок – звено какого-либо механизма, имеющее элемент высшей пары, который выполнен в виде поверхности переменной кривизны. Формы кулачков характеризуются профилем и выполнением боковых сторон. Широко применяются в различных машинах и станочных автоматических линиях машиностроительных производств кулачки трех видов профиля.

Кулачки треугольного профиля применятся для передачи малых крутящих моментов. Муфты с такими кулачками имеют малый угол включения α. Симметричный профиль используется для передачи моментов в обоих направлениях, а несимметричный – только в одном направлении. Число кулачков такого профиля, устанавливаемых в управляемых соединительных муфтах, составляет от 15 до 60 шт.

Кулачки трапецеидального профиля применяются для передачи больших крутящих моментов. Симметричный профиль кулачков пригоден для передачи моментов в обоих направлениях, а несимметричный профиль – только в одном направлении. Число кулачков данного профиля в соединительных муфтах (сцепных) обычно составляет от 3 до 15 шт.

Кулачки прямоугольного профиля применяются редко ввиду трудности включения таких муфт и невозможности получения беззазорного сцепления. Кулачки указанного профиля со скошенной вершиной существенно облегчают включение, но пригодны для передачи момента только в одном направлении. Боковые стороны кулачков прямоугольного профиля выполняются в виде плоскостей, проходящих через геометрическую ось муфты. Боковые стороны кулачков треугольного и трапецеидального профилей, ограниченные винтовыми поверхностями, обеспечивают прилегание по площади при сцеплении соединительной муфты как на полную, так и на неполную рабочую высоту кулачков, т. е. в течение всего процесса включения и выключения соединительной муфты. Но ввиду сложности технологии обработки такие кулачки применяются редко. Обычно же их боковые стороны выполняются по плоскостям, которые полностью прилегают друг к другу только при заходе кулачков на полную рабочую высоту. Кулачки прямоугольного и трапецеидального профилей постоянной высоты требуют раздельной обработки каждой боковой стороны кулачка. Кулачки треугольного и трапецеидального профилей с уменьшающейся к центру высотой позволяют обрабатывать обе стороны впадины за один проход.

Кулиса

Кулиса представляет собой звено рычажного механизма, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другим подвижным звеном поступательную пару.

Кулису конструктивно выполняют в виде направляющей детали, охватывающей другую деталь и имеющей большую или малую длину по сравнению с длиной охватываемой детали. Кулиса может также охватываться сопряженной с ней деталью.

Кулисный механизм

Кулисный механизм – рычажный механизм, в состав которого входит кулиса. В различных машинах, станках и другом оборудовании широко применяются различные виды кулисного механизма:

1) кулисно-ползунный механизм;

2) кривошипно-кулисный механизм;

3) двухкулисный механизм;

4) коромыслово-кулисный механизм.

Кулисно-ползунный механизм – рычажный четырехзвенный механизм, содержащий кулису и ползун с неподвижной направляющей. Такой механизм служит для преобразования качательного движения кулисы в поступательное движение ползуна или наоборот, поступательного движения ползуна в качательное движение кулисы.

Кривошипно-кулисный механизм — рычажный четырехзвенный механизм, в состав которого входят кривошип и кулиса. Указанный механизм служит для передачи и преобразования вращательного движения кривошипа во вращательное или качательное движение кулисы и, наоборот, движения кулисы во вращение кривошипа. Кривошипнокулисный механизм используется весьма широко в строгальных, долбежных станках, упаковочных автоматах и других машинах.

Двухкулисный механизм – рычажный четырехзвенный механизм, в состав которого входят две кулисы.

Данный механизм служит для передачи вращательного или качательного движения от одной кулисы к другой; используется в компенсирующих муфтах (благодаря тому, что передаточное отношение двухкулисного механизма постоянно и равно единице).

В этом механизме кулисы взаимодействуют посредством промежуточного звена – шатуна.

Крейцкопф

Крейцкопф (нем. Kreuzkopf) – то же, что и ползун.

Крейцкопфный двигатель

Крейцкопфный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, как правило, дизельный, в котором шатун и поршень связаны между собой крейцкопфом (ползуном). При работе двигателя крейцкопф передает продольное (по ходу поршня) усилие на шатун, а поперечное – на направляющие, освобождая тем самым поршень от поперечных нагрузок, что уменьшает износ цилиндров и поршня. Вследствие значительной массы и некоторых конструктивных особенностей такой двигатель применяется только на судах (морских или речных).

Лебедка

Лебедка – грузоподъемная машина, используемая для перемещения грузов посредством движущегося каната (или троса, или цепи). В различных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России широко применяются лебедки трех видов: лебедка двухбарабанная; лебедка двухскоростная; лебедка соосная.

Лебедка двухбарабанная является грузоподъемным механизмом, содержит два барабана, кинематически связанных между собой. Такая лебедка, в частности, применяется в грейфере; она имеет два двигателя (электрических) и два барабана, соединенных одним дифференциальным механизмом и тремя передачами. В данном случае ковш грейфера поднимается и опускается двигателем при остановленном втором двигателе. При этом оба барабана вращаются с одинаковой угловой скоростью независимо от распределения нагрузки между ними, потому что дифференциальный механизм работает как редуктор с одной степенью свободы. Для управления челюстями ковша грейфера служит замыкающий барабан лебедки, приводимый в движение относительно первого барабана вторым электродвигателем через дифференциальный механизм. Лебедка двухбарабанная также устанавливается на башенных кранах, где один барабан является грузовым, а второй – стреловым. Привод обоих барабанов лебедки башенного крана осуществлен от одного двигателя. Для обеспечения заданной траектории перемещения груза включаются оба барабана.

Лебедка двухскоростная

Лебедка двухскоростная является грузоподъемным механизмом, у которого предусмотрено два режима вращения барабана с разными угловыми скоростями. Данная лебедка применяется в системе поднятия и опускания лифта (грузового или пассажирского), имеет электрический двигатель, соединенный с планетарной зубчатой передачей, встроенной в шкив тормоза; передача может блокироваться специальной муфтой. Ведомое звено соединено с другой планетарной передачей, встроенной в канатоведущий шкив. Это звено останавливается специальным тормозом. Такая схема позволяет обеспечить плавный разгон привода, уменьшить производную ускорения и тем самым улучшить комфортабельность лифта, для которого используется скоростная лебедка.

Лебедка соосная – грузоподъемный механизм, у которого двигатель (электрический), редуктор и барабан установлены соосно. Лебедки соосные имеют обычно встроенный в барабан редуктор (планетарный, составленный из двух механизмов). Внутри барабана установлена также жесткая рама, с которой связано одно из центральных колес первого планетарного механизма и водило второго механизма. Барабан такой лебедки опирается на раму через подшипники, эта рама имеет три внешних сферических опоры. Все три опоры обеспечивают статически определимую систему закрепления лебедки на раме экскаватора и исключают взаимное влияние деформаций рам, а также компенсируют неточности монтажа. Лебедка соосная выполняется в четырех вариантах. В одном из них планетарная замкнутая передача встроена в барабан лебедки, а водило второго механизма, водящего в состав передачи, выполнено управляемым; при этом оно воспринимает реактивный момент. Если нужно быстро разобщить кинематическую цепь и позволить барабану свободно вращаться, то тормоз выключают. Это используют, в частности, в экскаваторах карьерного типа при забрасывании ковша экскаватора. В другом варианте внутрь барабана соосной лебедки встроена планетарная зубчатая передача с тремя центральными колесами. Она имеет большое передаточное отношение, но сравнительно невысокий коэффициент полезного действия. Такое устройство механизма используют в редко включаемых лебедках, например в механизме подъема стрелы экскаватора.

Леникс

Леникс (нем. Lenix, Lenixrolle) – так назывался натяжной ролик во второй половине XIX – начале ХХ вв., применявшийся в механизмах с клиноременной передачей. Леникс обеспечивал натяжения клинового текстропного ремня большой длины, который был установлен на трех шкивах в системе привода различных механизмов. Благодаря лениксу или натяжному ролику ремень приводной не испытывал сильной вибрации, приводящей к разрыву, а кроме того, при этом обеспечивался достаточно плотный контакт ремня на шкивах. Со второй половины ХХ в. название леникс перестало употребляться в технической документации, а было принято более понятное название – натяжной ролик. Натяжной ролик представляет собой свободно вращающееся дополнительное колесо в виде шкива или звездочки (если вместо ремня применяется цепная передача) в механизме с гибкой связью и воздействующее на эту связь. Для прижатия натяжного ролика к гибкой связи и ее натяжения служит пружина или груз, взаимодействующий с натяжным роликом посредством рычага.

Матрица

Матрица – специальная металлическая форма, предназначенная для получения каких-либо изделий путем прессования (ручного или машинного). Матрица изготавливается из тугоплавких металлов или сплавов, потому что в нее заливают расплавленный металл (или сплав металлов), имеющий высокую температуру. Матрица используется в основном для получения деталей небольших размеров, причем внутренняя часть ее имеет форму, аналогичную форме изготавливаемой детали. В матрицу набирают (наливают) определенную порцию расплава, которая при движении пуансона вниз перемещается и заполняет пространство между пуансоном и матрицей, при этом формовое кольцо, находящееся в верхней части матрицы, предназначено для создания ровной поверхности верхнего края изделия. Матрицу выполняют разъемной, это позволяет легко извлечь изделие из формы. Формовое кольцо и пуансон матрицы также изготавливают из тугоплавкого металла или сплава, потому что они находятся в контакте с расплавом.

Матрица используется не только для получения изделий из металлов или их сплавов, но также стеклоизделий и изделий из пластических масс.

Маховик

Маховик – вращающийся элемент какого-либо механизма, для которого характерно наличие добавочного момента инерции. Маховик предназначен для обеспечения уменьшения коэффициента неравномерности движения механизма. Маховик обычно выполняют в виде массивного сплошного диска или шкива с тяжелым ободом и спицами. Маховик в процессе работы всего механизма аккумулирует энергию при увеличении угловой скорости и отдает ее при уменьшении скорости. Маховики применяются в таких механизмах, как полуавтоматические пресс-ножницы для резки листовой полосовой стали, шахтный подъемник и др.

Если рассмотреть процесс движения маховика за один период установившегося движения t_ц и при этом пренебречь инерцией звеньев механизма (в котором установлен маховик), то получают уравнение движения механизма следующего вида:

(J_м ω²_max ) / 2 – (J_м ω²_min) / 2 = А

где J_M – момент инерции маховика; А изб – избыточная работа на участке между экстремальными значениями угловой скорости ω_max и ω_min .

Полагая далее:

J_м (ω_max – ω_min) × (ω_max + ω_min) / 2 = А_изб.

и с учетом того, что средняя скорость ω_с = (ω_max + ω_min), а отношение (ω_max – ω_min) / ω_c равно коэффициенту неравномерности движения механизма (какого-либо), получается J = А_изб/ (δ – ω²_c).

Если к механизму подключен двигатель (электрический или внутреннего сгорания) через передачу, то момент инерции маховика может быть уменьшен на величину J_Дi², где J_Д – момент инерции ротора двигателя, i – передаточное отношение – отношение угловых скоростей, ротора двигателя и маховика. J_м может быть пересчитан, если маховик установлен на валу передачи, не являющемся звеном приведения. В этом случае J³_M = J²_M(ω₂ / ω₃), где индекс 2 относится к звену, для которого проведен расчет, 3 – к звену, на котором установлен маховик.

Медогонка

Медогонка – устройство, выполненное по принципу действия сепаратора, представляет собой нержавеющую емкость, в которой помещают рамку с пчелиным сотом. Рамка с сотом, наполненным медом, закрепляется жестко (т. е. неподвижно) между двумя металлическими стержнями, которые изготовлены из нержавеющей стали. Стержни с рамкой (вместе с сотом) устанавливаются во вращающемся барабане (его также изготавливают из нержавеющей стали). Барабан приводится во вращение вручную или с помощью небольшого электродвигателя. При вращении рамки с сотом мед из него стекает в специальную емкость (емкость выполняется также из нержавеющей стали). Первые медогонки были полностью изготовлены из дерева. При этом использовалась в основном древесина липы, привод был только ручным.

Мельницы

Мельницы представляют собой механическое устройство для помола твердых веществ.

Для создания помола используются как мельницы без мелющего тела, так и мельницы, в конструкцию которых включены мелющие тела. Мелющими телами могут быть металлические, керамические и созданные из другого материала шары, стержни, скатанная кремневая галька и т. д.

Мельницы, имеющие свободные мелющие тела, следующие:

1) тихоходные вращающиеся барабанные мельницы, к которым относятся шаровые, стержневые, галечные, применяются для грубого, среднего и тонкого помола;

2) быстроходные мельницы, например вибрационные, центробежно-шаровые, планетарные, магнитные, бисерные, направлены на создание тонкого и сверхтонкого помола.

Барабанная шаровая мельница оснащается мелющими телами примерно на 35—40% от всего объема мельницы, изначальный материал помещается в межшаровое пространство, помол осуществляется при взаимодействии крупных частей и шаров и образуемого взаимного истирания частей материала. Состоит из корпуса, мелющих тел, футеровочных плит, привода. Достоинства: прекрасно себя показала при использовании в многотоннажных производствах, конструкция разработана достаточно просто. Недостатки: обладает значительной металлоемкостью, мелющие тела подвержены большому износу, создают при работе большой шум. Барабанные шаровые мельницы применяются для помола на производстве барита, фосфоритной муки. Мельницам этого типа присвоена степень измельчения 20—100.

Барабанная бесшаровая мельница, также называемая машиной самоизмельчения, включает в себя корпус, диафрагму, привод. Используется в производстве асбеста, для переработки горно-химического сырья. Разработана аналогично шаровым измельчителям, оснащается мелющими телами в виде крупных частей материала. Достоинство: в результате работы барабанной бесшаровой мельницы создаются высокочистые измельченные продукты. Недостатки: мельница достаточно большого размера, при помоле накапливаются фракции средних размеров, требующие дополнительного повторного измельчения. Степень измельчения барабанной бесшаровой мельницы составляет 180—300.

Центробежно-шаровая мельница состоит из следующих элементов: корпус; чаша; отбойная поверхность статора; отражательная решетка; воздушный сепаратор; привод; воздухопровод; вентилятор; шары; штуцеры, которые выполняют функцию подачи исходного твердого вещества и подачи воздуха. Мельницы этого типа применяются для помола талька, мела и т. д. В конструкцию мельницы включены шары, которые из вращающейся чаши отбрасываются при помощи центробежных сил, попадая на отбойную поверхность статора. Измельчение твердого вещества происходит в результате действия стесненного удара, затем происходит возвращение в чашу. Вентилятор образует поток воздуха, который уносит переработанный материал, при этом оставшиеся крупные части вещества и зерна, парированные соответствующей решеткой и сепаратором, вновь отправляются в чашу на повторное измельчение. Достоинства: достаточно высокая удельная производительность. Недостатки: высокий уровень износа элементов конструкции мельницы, создание шума в результате работы. Степень измельчения центробежно-шаровых мельниц соответствует 5—100.

Вибрационная шаровая мельница включает в себя корпус, дебалансы, электродвигатель. Используется для измельчения гидрокарбоната Na, сурика, охры, пигментов, кварца, графита. Мельницы такого типа загружаются до 80—90% от объема шарами, корпус устанавливается на пружинах. В результате действия вращающихся дебалансов корпус образует колебания, определяемые как частые круговые, при этом шарам сообщаются импульсы и они совершают движение по сложным траекториям, создавая усиленное измельчение и перемешивание твердых веществ, расположенных в межшаровом пространстве. Достоинства: в результате работы вибрационной мельницы получается высокодисперсный продукт; процесс помола занимает непродолжительное время; компактность мельницы. Недостатки: создание шума в процессе работы, производительность лимитирована. Степень измельчения определяется как 20—200.

Планетарная мельница создана из следующих частей: привод, малая шестерня, зубчатое колесо, барабан, водило. Конструкция мельницы разработана объединением некоторого числа барабанов при помощи единого водила. Ось отдельного барабана оснащается малой шестерной, которая насаживается на ось, при этом малая шестерня зацепляется с центральным зубчатым колесом, находящимся в неподвижном состоянии. В результате вращательного движения водила малые шестерни объезжают вкруговую относительно колеса, барабаны создают одновременное вращение относительно своих осей и центрального вала, при этом мелющие тела наделяются движением по сложной траектории при больших ускорениях, благодаря чему измельчение получается интенсивным. Достоинство: планетарные мельницы обладают высокой эффективностью помола. Недостатки: небольшая продуктивность, процесс производства периодичен, основное направление применения – малотоннажное производство, продукт подвержен сильному нагреву, так как при процессе производства происходит достаточно большое выделение теплоты. Планетарные мельницы широко распространены в горно-химическом производстве, например для переработки руд, мельницы получили применение как лабораторные устройства быстрого действия, производящие подготовительные пробы для экспресс-тестов. Степень измельчения планетарных мельниц соответствует 20—300.

Бисерные мельницы представляют собой конструкцию, в которую включены корпус, цилиндр, кожух, вал, диски, мелющие тела, сито, приемник переработанной суспензии, дисковый ротор, электродвигатель, станина, кран. Они используются в лакокрасочном производстве для изготовления красок, эмалей, грунтовок и т. д. Мельница заполняется на (n – 1) / п количество объема специальным кварцевым бисером, диаметр бисера 1—2 мм, или износостойким песком. Готовится заранее суспензия, например, состоящая из пигмента и связующего, которая при помощи наноса доставляется в цилиндр, затем поднимается вверх, проходит сквозь слой бисера или песка, на который действует вращающийся дисковый ротор, при этом создается усиленное измельчение, перетирание, фильтрация при помощи сита, для вывода продукта используется нижняя часть мельницы. Достоинства: высокая гомогенность полученных продуктов. Недостатки: производительность ограниченна, размеры мельницы находятся в заданных пределах, мелющие тела подвержены частой смене. Степень измельчения бисерных мельниц составляет 200—300.

Мельницы с фиксированными мелющими телами, к которым относятся ролики, катки, вальцы и т. д.:

1) мельницы со средним ходом – бегуны, используются для среднего и грубого помола, кольцевые, жернова, краскотерки, для среднего и тонкого помола;

2) центробежные мельницы быстрого хода – штифтовые, ножевые, дезинтеграторы, дисмембраторы, предназначены для произведения грубого, среднего, тонкого помолов.

Конструкция бегунов: каток, полуось катка, водило, центральный вал, чаша, привод, скребки. Бегуны предназначены для измельчения вязких веществ, используются в горно-химической и коксохимической индустриях. Разработаны на вращательном движении вала катков, установленных свободно на полуосях, движение производится по дну чаши, в которую заложен материал, в результате перемещения катков образуется раздавливание и истирание материала. Центробежными силами куски направляются к наружному борту чаши, для их возвращения на катки используются включенные в конструкцию специальные скребки. Достоинство: несложность конструкторского решения. Недостатки: производительность небольшая. Степень измельчения ограничивается 10—40.

Ролико-кольцевые маятниковые мельницы содержат размольное кольцо, ролик или каток, крестовину, маятник, вал, скребок, привод. Применяются для помола хрупких, мягких, нелипких веществ, к которым относится каолин, белые пигмент, ильменит, цементный клинкер. Разработаны таким образом, что катки или ролики, перемещаясь и используя центробежные силы, направляются к внутренней поверхности размольного кольца, измельчение происходит в зазоре, образованном между мелющими телами и кольцом. Полученный в результате помола продукт направляется воздушным потоком в сепаратор, где проходит отбор полученного вещества, при этом грубая фракция отправляется на повторное измельчение, для доставки в зону измельчения в конструкцию включены скребки. Достоинство: варьирование степени измельчения в пределах от 5 до 100. Недостатки: высокий износ рабочих элементов мельницы, конструкция является сложной.

Краскотерка создана из корпуса, валка, загрузочной воронки, разгрузочного лотка. Применяется для перетирания и диспергирования материала при производстве красок, полимерных паст и т. д.

Измельчительный процесс происходит в регулируемом узком зазоре относительно параллельно фиксированных валков, создающих вращательное движение в направлении друг к другу, при этом движение валков соответствует различным скоростям. Выводится полученный продукт при помощи лотка, оснащенного скребковым приспособлением. Достоинство: регулированная степень измельчения от 20 до 300. Недостатки: производительность лимитирована, валки выходят из строя в разное время.

Ножевая мельница: корпус-статор, ротор, вращающийся нож, неподвижный нож, перфорированная решетка. Созданы на основе рубящего и режущего действия, производимого ножами ротора и статора. После произведенного помола продукт выводится из мельницы при помощи перфорированной решетки. Достоинства: эффективное измельчение эластичных веществ, например отходов линолеума или резины, не прибегая к полному охлаждению материалов. Степень измельчения составляет 10—50.

Дезинтегратор: роторы с рабочими пальцами, станина с подшипниками, привод. Дезинтеграторы используются для сухого измельчения мягких, хрупких веществ, характеризуемых небольшими абразивными качествами, например каолин, мел, литопон. Заложенный материал проходит загрузочную воронку, направляясь в центральную часть одного из роторов, роторы совершают вращательные движения в обратных направлениях, затем материал устремляется между пальцами роторов. Центробежная сила относит части или зерна материала в периферийную сторону роторов, происходит многократное ускорение, ударение о пальцы, сталкивание. Полученный продукт отправляется из роторов в кожух, выводится при помощи специального патрубка. Достоинства: конструкция мельницы устроена достаточно просто, эффект смешивания определяется как высокий. Недостатки: пальцы быстро изнашиваются, при работе получается пылеобразование, большой энергетический расход. Степень измельчения соответствует 5—10.

Мельницы без мелющих тел:

1) барабанные мельницы самоизмельчения предназначены для грубого, среднего, тонкого помола;

2) воздухоструйные, пароструйные, газоструйные мельницы используются для тонкого, сверхтонкого помола;

3) пневматические мельницы совершают средний, тонкий помол;

4) кавитационные разработаны для суспензий;

5) коллоидные, ультразвуковые, электрогидравлические и т. д. направлены на произведение тонкого и сверхтонкого помола.

Струйные противоточные мельницы: сопло, разгонная труба, размольная камера, воздушный сепаратор. Мельницы создают измельчение, опираясь на энергию потока компримированного газа, например воздуха или перегретого пара. Материал, разделенный на небольшие части, увлекается при помощи двух встречных потоков с большой скоростью, потоки проходят сопла, которыми оснащены разгонные трубы, в результате чего происходит соударение и измельчение составляющих. Восходящие потоки направлены на захват материала в область предварительной сепарации грубых фракций, затем в сепаратор тонкой готовой фракции, которая улавливается при помощи циклона и фильтра. Размольная камера производит измельчение грубых фракций, которые постоянно возвращаются из сепаратора, до нужного состояния. Достоинства: диспергирование термолабильных материалов. Недостаток: включение вспомогательных приспособлений, например компрессора, пылеулавливающей системы, газогенератора. Используются для помола пластмассы, кокса, слюды, известняка, инсектицидов и т. д. Степень измельчения 20—120.

Кавитационные мельницы: ротор, статор. Мельницы такого типа объединены в систему, оснащенную напорными баками, что позволяет создавать циркуляцию большое число раз и высокий уровень диспергирования вещества. Разработана на принципе насоса, прокачивая диспергируемую суспензию сквозь кольцевой промежуток между ротором и статором, на поверхности которых нанесены продольные канавки, поэтому сечение прохода изменяется, что приводит к большим колебаниям давления, создавая кавитационный эффект. Суспензия усиленно перемалывается, выводится с помощью специального крана, расположенного в нижней части устройства. Достоинства: высокая гомогенность полученного продукта. Недостатки: высокая степень износа рабочих элементов, производительность кавитационной мельницы небольшая. Применяются для создания резиновых смесей, в лакокрасочной промышленности и т. д. Степень измельчения определяется как 5—40.

Коллоидные мельницы измельчают частицы, размер которых не превышает нескольких мкм. Исходное вещество подвергается прохождению в небольшом промежутке, образованном между быстро вращающимся коническим диском, ротором и неподвижным кольцом, статором, также исходный материал может продвигаться в промежутке между пальцами ротора корпусом машин. Недостаток: высокий износ рабочих элементов мельницы. Используется, главным образом, в лабораториях для приготовления измельченных малых порций материала.

Ультразвуковые мельницы измельчают вещества с помощью воздействия высокочастотных звуковых колебаний, превышающих 20 000 в одну секунду. Генераторы ультразвука обладают небольшой мощностью и в рабочем состоянии создают достаточно высокую степень шума. По причинам, названным выше, применение ультразвуковых мельниц ограничено. Они применяются, например, для изготовления высокодисперсных суспензий (при этом размер частицы составляет мкм и доли мкм) и однородных суспензий в фармацевтической и лакокрасочной промышленности.

Электрогидравлические мельницы разработаны на действии импульсных давлений на твердое вещество, создаваемое в результате высоковольтного разряда в жидкости. Устройства такого типа предназначены для произведения тонкого помола и дробления.

Механизм

Механизм – система, состоящая из нескольких элементов (или звеньев) и предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых элементов в требуемые движения других элементов данной системы. Для механизмов характерны:

1) механические колебания в виде движения системы, элементы которой колеблются (или звенья);

2) механическое взаимодействие в виде взаимодействия материальных точек (частей, элементов, звеньев), вызывающее изменение их движения или препятствующее изменению их взаимного положения;

3) механическое движение в виде изменения во времени относительного положения элементов (или звеньев). При этом изменение положения определяется изменением расстояний между фиксированными точками элементов (или звеньев);

4) механическое равновесие в виде состояния покоя или прямолинейноравномерного движения системы материальных точек какого-либо механизма.

Различаются три вида механического равновесия механизма: устойчивое; неустойчивое; безразличное. При устойчивом равновесии достаточно малые отклонения системы (механизма) от положения равновесия вызывают силы, стремящиеся вернуть ее в состояние равновесия. Условием устойчивого равновесия для консервативной системы механизма (где механическая энергия не превращается в тепловую) является минимум потенциальной энергии данной системы (теорема Лагранжа—Дирихле). Если на систему какого-либо механизма с идеальными связями действуют только силы тяжести, то устойчивым будет положение, при котором центр тяжести занимает самое низкое положение (принцип Торричелли).

Молот-редуктор

Молот-редуктор – механизм, состоящий из зубчатого редуктора и молота, выполненного в виде ползуна, перемещающегося по направляющим. Входное звено молота-редуктора соосно с выходным звеном. Привод данного механизма осуществляется от асинхронного электродвигателя, работающего от трехфазного электропитания. Редуктор включает в себя две последовательно соединенные зубчатые пары. Промежуточное звено представляет собой выполненные в виде одной детали зубчатые колеса. Молот-редуктор предназначен для обработки металлических заготовок (в раскаленном виде) небольших размеров, весом до 70 кг.

Мультипликатор

Название образовано от латинского слова multiplico, что переводится как «увеличиваю», «умножаю». В качестве мультипликатора понимается несколько типов устройств.

1. Механизм, разработанный для повышения частоты вращательного движения вала машины. Создается как независимое устройство, оснащенное в основном умножающими зубчатыми передачами. Используются мультипликаторы такого типа в лабораторных агрегатах, в испытательных машинах в том случае, когда частота вращения вала двигателя, создающего движение машины, является небольшой и ее не хватает для произведения требуемого действия.

2. Механизм, способный увеличивать давление жидкости, изготавливается из двух объединенных цилиндров, при этом цилиндр низкого давления оснащается поршнем большого диаметра, находящимся в соединении с плунжером малого диаметра, установленным в цилиндр высокого давления.

Гидравлические мультипликаторы используются в гидравлических прессах в качестве устройства для повышения усилия прессования, в пневмогидравлических усилителях устанавливаются в многоточечные зажимные приспособления металлорежущих станков.

Демультипликатор – устройство для повышения тягового усилия машины, умножения передаточных чисел трансмиссии. Получил применение при увеличении силовой передачи большегрузных машин, тягачей, способствуя усовершенствованию проходимости в случае трудных дорожных обстоятельств.

Муфта

Муфта (от нем. Mufte или голл. mouwtje) – устройство для соединения валов, тяг, труб, канатов и т. п. Муфта, в частности, воспринимает осевые силы при соединении трубопроводов. Ее выполняют в виде втулки с резьбой. Муфту для передачи вращающего момента выполняют нерасцепляемой постоянной; компенсирующей или подвижной, а также сцепной. Постоянная муфта представляет собой втулку, надетую на концы соединяемых валов или жестко соединенные детали, закрепленные на концах валов. Компенсирующая муфта позволяет соединить валы, оси которых установлены с погрешностью, например, несоосны или пересекаются. К таким муфтам относят упругую муфту, зубчатую компенсирующую муфту. К подвижным муфтам относят шарнирную муфту; муфту типа «универсальный шарнир» (таковой, в частности, является карданный механизм или просто кардан); синхронную сферическую муфту. Подвижная муфта позволяет соединять валы с пересекающимися осями под большим углом по сравнению с компенсирующей муфтой. Сцепная муфта позволяет соединять и разъединять валы принудительно в процессе вращения, при остановке или автоматически, в зависимости от параметров движения или нагрузки.

Сцепные муфты (или управляемые соединительные муфты) подразделяются на кулачковые (зубчатые), фрикционные; электромагнитные жидкостные; порошковые.

Кулачковые муфты характеризуются тем, что передача крутящего момента производится за счет нормальных сил N между рабочими поверхностями. Данные муфты осуществляют жесткое соединение валов при определенных угловых положениях одного вала относительно другого. Преимущества кулачковых муфт перед фрикционными – малые габариты, простота конструкции и изготовления, дешевизна (что очень важно в условиях рыночной экономики России). Недостаток – недопустимость включения на быстром ходу без соответствующих мер предосторожности против удара.

Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет сил трения между рабочими поверхностями, допускают включение на ходу без каких-либо мер предосторожности. Различают следующие типы фрикционных муфт: дисковые, у которых рабочими поверхностями являются торцовые плоскости дисков; конусные, у которых рабочими являются конические поверхности; кольцевые и колодочные, у которых рабочими являются цилиндрические поверхности.

Кроме того, фрикционные муфты по условиям работы разделяются на: сухие, применяемые в таких местах, где можно надежно предохранить муфту от попадания смазки; масляные, работающие в условиях обильной смазки. Фрикционные муфты обычно ставят на быстровращающихся валах кинематической цепи. Электромагнитные жидкостные и порошковые муфты в основном применяются в качестве сцепных для соединения и разъединения валов; они характеризуются тем, что способны передавать крутящий момент при отсутствии скольжения; допускают более длительное проскальзывание на переходных режимах; имеют меньшее время срабатывания и требуют меньшей мощности тока возбуждения, чем дисковая фрикционная муфта с электромагнитным управлением. Принцип действия муфт этого типа основан на свойстве жидкой или порошкообразной ферромагнитной смеси увеличивать под действием магнитного поля свою вязкость и прочно приставать к полюсам магнитной системы. Во многих механизмах применяются также муфты скольжения гидродинамические и электромагнитные вихревые. Гидродинамическая муфта скольжения обеспечивает более мягкий привод машины, хорошо гасит крутильные колебания, облегчает работу двигателя на переходных режимах. При пуске тяжелых машин от асинхронного короткозамкнутого электродвигателя данная муфта сокращает длительность действия большого пускового тока, а также ограничивает нагрев двигателя. Гидродинамические муфты наиболее широко применяются в транспортных устройствах с двигателями внутреннего сгорания из-за плохой характеристики этих двигателей на малых оборотах. Электромагнитная вихревая муфта используется в основном как сцепная муфта, допускающая значительное проскальзывание, или как средство изменения числа оборотов ведомого вала.

Гидродинамические и электромагнитные вихревые муфты имеют такое существенное отличие от фрикционных, как возможность продолжительной их работы с большим скольжением без быстрого нагрева и износа отдельных поверхностей муфты. Во второй половине ХХ в. широкое распространение получили более эффективные самоуправляемые муфты, в основном такие, как муфты обгона или свободного хода, производящие переключение в зависимости от того, с какого вала на какой передается крутящий момент и движение, и в зависимости от направления передаваемого момента; центробежные, производящие соединение и разъединение валов в зависимости от скорости их вращения; однооборотные, производящие разъединение валов механизмов через каждый оборот в определенном угловом положении ведомого вала; предельного момента, производящие разъединение валов при достижении установленной величины момента. Такие муфты определяются также как предохранительные – они разъединяют валы механизма при возрастании крутящего момента или скорости вращения выше допустимого значения.

Натяжной ролик

Натяжной ролик (см. ранее «Леникс») – блок или колесо, характеризующиеся свободным вращательным движением, предназначенные для регулировки натяжения ведомой части канатной или ременной передачи. Ненагруженный холостой шкив также используется для повышения угла обхвата малого шкива ременной передачи. Передачи с натяжным роликом необходимы для малых межосевых дистанций, а также в случае больших передаточных чисел. Фиксируется такое устройство на ведомой ветви ремня рядом с малым шкивом. Главным отрицательным моментом введения натяжного ролика является снижение срока эксплуатации ремня как следствие полученного вспомогательного перегиба.

Ниппель

Ниппель – соединительная трубка из металла с резьбой для плотного присоединения деталей или частей приборов.

Производятся, главным образом, латунные и бронзовые ниппеля, медные ниппеля изготавливаются довольно редко.

Нория

Нория (исп. noria от араб. наора – «водокачка») – механизм, представляющий собой черпаковый подъемник, транспортирующее устройство непрерывного действия с тяговым органом (в виде ленты или цепи), расположенный наклонно или вертикально, на котором подвешены черпаки для захвата и перемещения сыпучих грузов или жидкостей на высоту до 60 м.

Нория широко применяется в пищевых, мукомольных, химических производствах для перемещения сырья и готовой продукции между этажами внутри производственных зданий, при этом такое устройство часто называют ковшовым элеватором.

Оправка

Оправка – специальное токарное приспособление, применяемое, как правило, при обработке наружных поверхностей. Обрабатываемая деталь базируется по внутренней поверхности.

Применяются оправки следующих видов:

1) жесткие;

2) самозажимающие зажимные;

3) разжимные;

4) пружинящие.

По форме установочной поверхности оправки могут быть цилиндрическими, коническими, резьбовыми или шлицевыми. Жесткая цилиндрическая оправка устанавливается в центрах токарновинторезного станка (или другого вида станка). Обрабатываемая деталь, закрепленная на оправке (жесткой), удерживается от проворачивания трением, которое создается на ее торцах, с помощью шайбы и крепежной гайки. Разжимная оправка имеет простую конструкцию, вместе с ней применяется разрезная упругая гильза (так называемая цанга), имеющая наружную цилиндрическую и внутреннюю коническую поверхности. Гильза надевается на конический стержень оправки, при этом, чтобы гильза обладала упругими свойствами, на ней сделано шесть продольных прорезей. Обрабатываемая деталь закрепляется гайкой. С помощью второй гайки гильза вместе с деталью (после обработки) снимается с оправки. Разжимные оправки менее точны, чем жесткие, но в некоторых случаях их применяют для чистовой обработки деталей типа колес и втулок, в сочетании со специальной конической пробкой, которая вгоняется в корпус оправки легкими ударами молотка, разжимает ее и тем самым закрепляется обрабатываемая деталь, надетая на правую часть оправки с тремя продольными прорезями. Чаще всего для чистовой обработки деталей используется оправка с гидропластом, корпус ее крепится к планшайбе (планшайба – специальное токарное приспособление). В данном случае на корпусе оправки напрессована в нагретом состоянии разжимная втулка, на которой для лучшего уплотнения в местах посадки сделаны кольцевые углубления. В каналах корпуса и в цилиндрической полости между корпусом и втулкой расположен гидропласт. Под действием давления, сообщаемого с помощью винта через поршень гидропласту, втулка (разжимная) расширяется, центрируя и закрепляя деталь. При токарной обработке заготовок или деталей некруглой сложной формы применяются оправки-угольники. В корпусе такой оправки имеется специальная полка для угольника. Оправка-угольник крепится к планшайбе крепежными болтами.

Ось

Ось – деталь какого-либо механизма, не передающая вращающего момента, а воспринимающая только поперечные нагрузки. Ось выполняется в виде металлического стального стержня, который устанавливается в опорах и предназначается для поддержания и обеспечения вращения деталей, установленных на нем. Ось в отличие от вала не передает вращающего момента, но так же как и вал, передает на опоры радиальные и осевые силы. Ось может быть неподвижной или вращающейся. В первом случае детали установлены на ней так, что могут вращаться подобно колесу повозки или телеги, а ось испытывает только постоянные, по знаку напряжения, пропорциональные нагрузки. Во втором случае детали жестко закреплены на ней, а ось испытывает знакопеременные напряжения. Конструкция соединения оси с насаженными на нее деталями выбирается в соответствии с величиной и характером передаваемых ими нагрузок и требуемой точностью центрирования насаженных деталей. Для изготовления осей используются углеродистые легированные стали, применяемые в виде проката или поковок, реже – стальное литье и литье из модифицированных чугунов. В зависимости от предъявляемых к осям требований по прочности, износостойкости и т. д. оси могут подвергаться различной термической или химико-термической обработке. Неответственные и малонапряженные оси изготавливают обычно из стали марок Ст3; Ст4; Ст5; в остальных случаях из углеродистых сталей марок Ст6; Ст35; Ст40; Ст45; Ст50. Размеры осей и их форма определяются видом механизма, в котором они установлены.

Отбойный молоток

Отбойный молоток – инструмент для разборки бетонных покрытий, пробивки отверстий в бетонных и кирпичных стенах, железобетонных трубах, кольцах. Отбойные молотки широко применяются в строительстве, при производстве различных ремонтных работ – дорожных и в системе жилищно-коммунального хозяйства. Отбойные молотки раньше (в первой половине ХХ в.) широко применялись при разработке месторождений полезных ископаемых, в том числе угля. В настоящее время в горнодобывающей отрасли отбойные молотки применяются лишь при выполнении незначительных объемов работ при проходке на начальном этапе разработки какого-либо месторождения, а затем применяют более мощную технику вроде угольного комбайна или гидропушек.

Отбойные молотки подразделяются на две большие группы: электрические и пневматические. Советскими предприятиями в 70—80-х гг. ХХ в. выпускались следующие марки отбойных молотков: электрические: ИЭ-4201; ИЭ-4202; ИЭ-4203; ИЭ-4204; ИЭ-4206; ИЭ4601 (бетонолом – самый мощный отбойный молоток). Электрические отбойные молотки работают от тока напряжением в 220 В, имеют мощность от 270 до 1200 Вт (бетонолом ИЭ4601), при этом частота ударов рабочего бойка составляет от 1000 до 2700 мин^-1, а энергия его удара – от 4 до 40 Дж (40 Дж имеет бетонолом). Масса электрических отбойных молотков колеблется от 6,8 до 20 кг (самый тяжелый – бетонолом); пневматические: МО-8П; МО-9П; МО-10П; МО-6М; ИП-4604 (бетонолом) и ИП-4602 (бетонолом). Данные отбойные молотки обладают большей энергией удара, чем электрические: от 30 до 90 Дж (у бетоноломов 80 и 90 Дж). Только частота ударов у пневматических меньше, чем частота ударов у электрических, и составляет от 780 до 1600 мин^-1, работают от подачи через рабочий шланг сжатого воздуха от компрессора (стационарного или чаще всего передвижного). Масса таких молотков (без наконечника) составляет от 6,5 до 18 кг (бетоноломы). Пневматические отбойные молотки применяются более широко при различных работах, чем электрические, они отличаются более высокой степенью безопасности, чем электрические (особенно если учесть высокую частоту ударов бойка). Обычные пневматические отбойные молотки имеют рабочий наконечник в виде пики, а бетонолом – лом или лопату. Пневматический отбойный молоток имеет следующее устройство: штуцер-ручка для подводки сжатого воздуха (к нему подсоединяется шланг резино-тканевый пневматический). Сжатый воздух поступает в золотниковую коробку, которая соединена с ударником, расположенным в стволе. В ударнике закрепляется рабочий наконечник – пика (или лом, или лопата – специальная небольших размеров, но утолщенная).

Патрон

Патрон, применяемый для установки и закрепления заготовок или деталей на токарных и шлифовальных станках, является универсальным безналадочным приспособлением. Патроны широко применяются в машиностроительных производствах следующих видов: двухкулачковые; трехкулачковые; четырехкулачковые. Перечисленные патроны бывают с ручным приводом; с механизированным приводом; самоцентрирующие с независимым перемещением кулачков. По действующим российским техническим регламентам (ранее были ГОСТы) патроны делятся на четыре класса точности: «Н» – нормальной; «П» – повышенной; «В» – высокой; «А» – особо высокой. Патроны двухкулачковые предназначены для закрепления небольших по размерам заготовок (или деталей), имеющих сложную форму: арматуры, фасонного литья, поковок, штамповок и др. Такие патроны изготавливают с ручным приводом, со спирально-реечным и винтовым механизмом, с клиновым центрирующим и клинорычажным механизмом. Двухкулачковый самоцентрирующий клинорычажный механизированный патрон закрепляется (так же как и другие патроны) на шпинделе токарного (или токарно-винторезного или шлифовального) с помощью переходного фланца. От самоотвинчивания патрон во время работы предохраняется пружинным стопором, установленным в гайке (эта гайка закреплена на специальном винте другим стопором). В свою очередь винт, соединенный с тягой штока пневмопривода, служит для регулирования радиального перемещения кулачков патрона. К кулачкам несколькими винтами крепятся сменные губки. Наибольшее применение еще в первой половине 80-х гг. ХХ в. на машиностроительных предприятиях Советского Союза получили универсальные трехкулачковые спирально-реечные патроны с ручным зажимом. У таких патронов диск, расположенный в корпусе патрона, на одной торцевой поверхности имеет коническое зубчатое колесо, а на другой – спиральные реечные пазы, которые находятся в зацеплении с металлическими стальными рейками небольших размеров. При вращении торцевым ключом одного из трех конических зубчатых колес колесо диска поворачивается и перемещает рейки с кулачками к оси патрона при закреплении заготовки (или детали) и от оси – при ее раскреплении. На многих станках токарных и шлифовальных применяются также универсальные четырехкулачковые патроны, предназначенные для закрепления заготовок (или деталей) сложной формы, для которых требуется высокая точность выверки оси. По техническому регламенту (ранее ГОСТу) четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков ключом изготавливаются (изготавливались еще в конце 80-х гг. ХХ в.) четырех классов точности: Н; П; В; А – и двух типов: «А» – для крепления на фланцевые концы шпинделей и «Б» – для крепления на резьбовые концы шпинделей через промежуточные фланцы. В указанных патронах каждый кулачок может перемещаться в радиальном пазу корпуса (патрона) независимо от других с помощью установочного винта, имеющего только вращательное движение. Продольному перемещению кулачка препятствуют сухари, запрессованные в корпусе (патрона). При использовании описанных патронов требуется много времени на установку и закрепление заготовки (или детали) сложной формы. Более эффективным и высокопроизводительным является универсальный четырехкулачковый патрон с механизированным приводом для перемещения кулачков. В этом патроне каждая пара противоположно установленных кулачков перемещается последовательно и закрепление заготовки (или детали) происходит сравнительно быстро, при этом также быстро осуществляется раскрепление заготовки (или детали). Данные патроны с механическим приводом чаще всего применяются в станках, полуавтоматах и автоматах – токарных или шлифовальных.

В середине 80-х гг. ХХ в. советскими конструкторами был создан особый вид патрона – магнитный с постоянным магнитом, который устанавливался на шпинделе любого токарного станка с помощью переходной планшайбы. Такие патроны не требуют источника постоянного тока, токоприемных колес и щеток и очень удобны в эксплуатации. Магнитные патроны с постоянным магнитом используются в основном для чистового обтачивания торцов тонких эксцентриковых заготовок колец и дисков, а также для обработки эксцентриковых втулок.

Планшайба

Планшайба (от нем. Planscheibe) – приспособление в виде фланца, устанавливаемое на шпинделе токарно-винторезного станка (или иного металлорежущего) и предназначенное для закрепления на нем обрабатываемой заготовки (или детали, или инструмента) и сообщения ей вращения. Наиболее широко в машиностроительных производствах применяются универсальные планшайбы, предназначенные для обработки заготовок или деталей со сложной установкой. Использование таких планшайб позволяет значительно сократить вспомогательное время на установку, крепление и выверку заготовок сложной формы. Универсальная шайба в своей конструкции имеет:

1) металлический диск – основа планшайбы;

2) две направляющие планки, составляющие мерный паз для направления кулачка;

3) посадочные пальцы, предназначенные для установки на них эксцентриковых заготовок (или деталей);

4) винт, служащий для перемещения кулачка от периферии к центру диска планшайбы;

5) второй винт, используемый для фиксирования кулачка в определенном положении;

6) второй кулачок, имеющий посадочный палец (второй);

7) третий винт, закрепляющий в нужном положении второй кулачок с посадочным пальцем;

8) две втулки, расположенные на направляющих планках симметрично оси данной планшайбы, предназначены для быстрой и точной установки наладки по центру;

9) съемный фиксатор – для закрепления втулок в требуемом положении;

10) две опорные планки (кроме двух направляющих планок), имеющие пазы под крепежные болты с квадратной головкой;

11) прихваты, используемые для крепления сменной наладки в нужном месте.

Сменные наладки входят в комплект универсальной шайбы и перед началом обработки какой-либо заготовки (или детали) со сложной установкой налаживаются на посадочные пальцы первого или второго кулачка (в зависимости от формы заготовки). При необходимости на универсальной планшайбе устанавливают угольники. Обычная планшайба входит как составная часть в универсальное приспособление, используемое для шлифования шаблонов и деталей с незамкнутым контуром, составленным дугами окружностей и прямолинейными участками, сопряженными друг с другом под различными углами. Такое приспособление с планшайбой устанавливается на стол плоскошлифовального станка.

Плунжер

Плунжер (англ. plunger от plunge – «нырять», «погружаться») – так определяется поршень, длина которого значительно превышает диаметр. Плунжер часто применялся в двигателях внутреннего сгорания, имевших большие габариты, а также в паровых машинах XIX – первой половины ХХ вв. (в частности, на пароходах). В настоящее время плунжер в механизмах применяется очень редко.

Подшипник

Подшипник – очень важная деталь, применяемая во многих механизмах – станках, транспортных машинах, подъемном оборудовании и др., определяется как часть опоры вала (или оси). Подшипник конструктивно состоит из одной или нескольких деталей, передающих опорной части усилия от вала (или оси) и обеспечивающих определенный режим вращения.

По принципу работы подшипники подразделяются на две большие группы: подшипники качения и подшипники скольжения.

Подшипник качения – подшипник, в котором между поверхностями вращающейся детали и поверхностью опоры расположены шарики или ролики. Подшипники качения классифицируют по следующим признакам:

1) по направлению воспринимаемой нагрузки;

2) по форме тел качения;

3) по числу рядов тел качения;

4) по способности самоустанавливаться.

Практически повсеместно в различных механизмах применяются подшипники качения следующих видов:

1) радиальные, к которым относятся шариковые однорядные и двухрядные сферические (самоустанавливающиеся); роликовые (с короткими или длинными цилиндрическими роликами – однорядные и двухрядные; двухрядные сферические – самоустанавливающиеся);

2) радиально-упорные, подразделяющиеся на шариковые (однорядные и двухрядные; роликовые (однорядные конические, двухрядные конические и четырехрядные конические);

3) упорные – к ним относятся шариковые (одинарные или двойные), роликовые (с цилиндрическими или коническими роликами и со сферо-коническими роликами). К подшипникам качения относятся также игольчатые и с витыми роликами. Подшипник качения обычно состоит из наружного и внутреннего колец, тел качения (шариков или роликов) и сепаратора (детали, удерживающей тела качения на определенном расстоянии).

Шарикоподшипники радиальные однорядные (относящиеся к подшипникам качения):

1) воспринимают не только радиальные, но и осевые нагрузки – до 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки;

2) с успехом используются для чисто осевых нагрузок при высокой угловой скорости, когда упорные подшипники уже неработоспособны;

3) фиксируют вал (или ось) в осевом направлении в обе стороны;

4) при невысоких скоростях допускают относительный перекос валов (или осей) при повышенных радиальных зазорах.

Сферические роликоподшипники качения применяются для комплектации железнодорожных букс; прокатных станов; гребных валов (различных судов); насосов; лесопильных рам; мощных вентиляторов; дымососов; грохотов; редукторов и других машин, где действуют большие радиальные нагрузки и несоосность посадочных мест неизбежна.

Игольчатые подшипники качения применяются для поршневых и шатунных пальцев в буровых станках-качалках, в опорах кривошипно-шатунных и кулисных механизмов, карданах и коробках передач автомобилей, в серьгах рессор и др.

Подшипники качения с витыми роликами применяются в тихоходных узлах, например в рольгангах прокатных станов, в узлах сельскохозяйственных машин, в неответственных узлах тракторов, в опорах трансмиссионных валов металлургического оборудования и др.

Шариковые радиально-упорные подшипники качения применяются в опорах шпинделей металло– и деревообрабатывающих станков, в малых электродвигателях, центрифугах, червячных редукторах в механизмах различных приборов.

Однорядные конические роликоподшипники качения, как правило, устанавливаемые парно для обеспечения фиксации вала, применяются:

1) в колесах самолетов;

2) в железнодорожных буксах;

3) в катках гусеничных тракторов;

4) в опорах шпинделей металлорежущих станков;

5) в зубчатых и червячных редукторах;

6) в коробках передач и других машинах.

Упорные шарикоподшипники качения применяются:

1) в тихоходных редукторах, в том числе и червячных;

2) в опорах крюков подъемных кранов;

3) во вращающихся центрах металлорежущих станков;

4) в поворотных устройствах;

5) в различных домкратах большой грузоподъемности;

6) в опорах шпинделей различных станков и др.

Упорные роликоподшипники качения воспринимают большие осевые нагрузки, но могут работать лишь при малой угловой скорости, применяются:

1) в вертлюгах в установках нефтедобывающей промышленности;

2) в нажимных устройствах прокатных станов;

3) в глобоидных червячных редукторах;

4) в некоторых узлах самолетов и др. Подшипники качения обозначаются следующим образом: 210 – радиальный шариковый однорядный, легкой серии, диаметр отверстия 50 мм; 11 311 – радиальный шариковый сферический двухрядный средней серии, на закрепительной втулке, диаметр отверстия 55 мм.

Подшипник скольжения – подшипник, в котором цапфа непосредственно скользит по опорной поверхности; состоит обычно из втулки, изготовленной из антифрикционного материала и корпуса. Корпус и втулку такого подшипника выполняют неразъемными или разъемными в радиальном направлении, если этого требуют условия сборки деталей. Для компенсации перекосов корпус подшипника скольжения устанавливают в раме на сферической поверхности. Данный подшипник может иметь втулку с буртиком для восприятия осевой силы. Выполняют также подшипники скольжения с конической или сферической рабочей поверхностью, соответствующей поверхности цапфы, при этом они могут работать в условиях сухого, смешанного или жидкостного трения. Жидкостное трение получают либо подачей жидкости под давлением в место взаимодействия рабочих поверхностей (так называемая гидрообъемная смазка), либо за счет клиновидного зазора и относительного вращения деталей (гидродинамическая смазка). Клиновидный зазор, а соответственно, и избыточное давление при вращении цапфы относительно подшипника скольжения получают благодаря разности диаметров цапфы и подшипника, а также придания специальной формы втулке.

Подшипники скольжения подразделяются на две большие группы: металлические и неметаллические. В свою очередь металлические подшипники скольжения делятся на радиальные; упорные (подпятники); радиально-упорные. Подшипники скольжения, устанавливаемые на осях транспортных машин, у которых основная радиальная нагрузка направлена вверх, называются буксами. Радиальные подшипники скольжения выполняются двух видов: неразъемные и разъемные. В свою очередь неразъемные радиальные подшипники скольжения (металлические) изготавливаются в нескольких вариантах:

1) с литым корпусом;

2) фланцевые;

3) гнездовые;

4) корпусные.

Радиальные подшипники скольжения устанавливаются на осях турбин, редукторов, рольгангов, прокатных станов, в опорах шпинделей металлорежущих станков и др.

Упорные подшипники скольжения устанавливаются как на горизонтальных, так и на вертикальных валах, применяются в основном в сочетании с радиальными подшипниками. К большой группе неметаллических подшипников относятся:

1) металлокерамические (изготавливают с использованием бронзографита (цинка от 9 до 10%, графита от 1 до 4%, остальное медь), пористого железа (до 0,2% кремния, до 0,1% углерода, остальное железо), пористого железографита (от 1 до 3% графита, остальное железо);

2) графитовые (для увеличения прочности и грузоподъемности таких подшипников их пропитывают металлами – свинцом, баббитом и др., и также фенолформальдегидными и кремниеорганическими смолами), применяются при сухом или полусухом трении, при повышенной температуре в месте установки (теплостойкость графита достигает +600 °С, в химически активных средах;

3) текстолитовые (изготавливаются из текстолита 2 и 2Б; 3; ПТК и ПТ);

4) из древесно-слоистых пластиков (ДСП), изготавливают из: ДСП-Б; ДСП-В; применяют такие подшипники в осях гидротурбин, прокатных станов (для легких и средних режимов работы), в механизмах затворов плотин и шлюзов, в гидравлических насосах;

5) капроновые, капролоновые фторопластовые;

6) резиновые – применяются в гидротурбинах, насосах, гребных валах, турбобурах и других механизмах при обильной смазке водой (причем вода подается под давлением от 0,5 до 0,75 атмосфер (от 5 до 75 Па).

Ползун

Ползун – звено какого-либо механизма, образующее поступательную пару со стойкой. Конструктивные исполнения ползуна разнообразны. Во многих случаях ползун образует с другим подвижным звеном вращательную пару (например, кривошипно-ползунный механизм). Кроме того, ползун применяется в сочетании с двумя поступательными парами (например, синусный механизм – устройство для воспроизведения функции положения механизма в виде синуса угла поворота входного звена, выполняют в виде кривошипно-ползунного механизма, в котором при повороте кривошипа, взаимодействующего через шатун с ползуном, реализуется функция положения ползуна: X = R sin φ, где φ – обобщенная координата (угол поворота) входного звена). Ползун выполняется в нескольких вариантах. Первый вариант: ползун перемещается поступательно вдоль направляющей и взаимодействует с шатуном, причем ползун имеет форму поршня, а направляющая может иметь выступ или паз; кроме того, профиль направляющей, а соответственно, и профиль сопряженных элементов ползуна может быть в виде «ласточкина хвоста» (или цилиндра, или плоскости).

Второй вариант: для уменьшения трения при движении по направляющим ползуну добавляют ролики или выполняют его в виде ролика, соответственно ролики катятся по направляющим.

Полиспаст

Полиспаст (греч. polyspaston, от polyspastos – «натягиваемый многими веревками или канатами») – простейшее устройство для подъема или перемещения грузов посредством гибкой связи, многократно огибающей подвижные и неподвижные блоки. Полиспаст выполняется обычно в трех вариантах:

1) канат огибает неподвижные блоки и подвижные блоки так, что груз G висит на нескольких ветвях (в данном варианте на четырех). Усилие в канате при этом примерно равно 1/4 G (если не учитывать трения и наклона отдельных ветвей), т. е. сила F₁ ≈ G / 4 , но при этом путь точки А примерно в 4 раза больше пути точки В. Такой полиспаст называют кратным: уменьшение силы F кратно числу ветвей. В зависимости от запасов каната связь в полиспасте между F и G может быть иной;

2) полиспаст является степенным. В данном случае груз висит на четырех ветвях, однако F₁ ≈ G / 8, т. е. F₁ ≈ G / 2ⁿ, где n – число подвижных блоков.

3) в гидроцилиндр с малым ходом S через полиспаст поднимает груз G на высоту 2S.

Полуось

Полуось представляет собой вал ведущего моста, установленный в самодвижущуюся колесную машину, которая создает передающее вращательное движение от дифференциального устройства на ведущее колесо.

Полуоси подразделяется на полностью разгруженные полуоси и полуразгруженные полуоси.

Полностью разгруженная полуось способна без затруднений проходить сквозь отверстие корпуса дифференциала, установленного в подшипниках ведущего моста, объединяется с помощью фланца со ступицей ведущего колеса, при этом подшипники ведущего колеса фиксируются на балке ведущего моста. Балка ведущего моста воспринимает как все продольные, так и поперечные силы. На полуось приходится только кручение.

Полуразгруженные полуоси оснащаются на конце ведущим колесом машины, поэтому полуось такого типа ощущает кручение и изгиб, полученный в результате воздействия сил, образованных на ведущем колесе.

Полностью разгруженные полуоси устанавливаются на грузовых автомобилях, на тяжелых тракторах, конструкция которых предусматривает наличие колес, на автобусах. Полуразгруженные полуоси предусмотрены в конструкциях легковых автомобилей с небольшой нагрузкой на колеса.

Поршень

Поршень – ползун, плотно перекрывающий поперечное сечение направляющего цилиндра. Поршни широко применяются в двигателях внутреннего сгорания (дизельных или бензиновых). Также поршни применяются в различных гидроцилиндрах:

1) поршневом одностороннего действия;

2) поршневом двухстороннего действия с односторонним штоком;

3) поршневом двухстороннего действия с двухсторонним штоком;

4) поршневом телескопическом;

5) поршневом с торможением в конце хода.

В указанных гидроцилиндрах поршень является главным и очень важным составным элементом, обеспечивающим преобразование энергии потока рабочей среды (жидкости, в основном в виде специального масла – веретенного или гидравлического, или индустриального) в энергию поступательного движения выходного звена. Поршни также широко применяются в различных пневмоцилиндрах, в которых рабочей средой является сжатый воздух; аксиально-поршневых гидромашинах (или поршневых гидромоторах); аксиально-поршневых пневмомоторах). Поршневые гидро– и пневмоцилиндры широко применяются на станочных автоматических линиях машиностроительных производств и других машинах.

Поршневая машина

Поршневая машина – машина, в которой главным рабочим элементом является поршень – один или чаще всего несколько. Классическим примером поршневой машины является радиально-поршневой гидромотор – поршневой гидромотор, у которого оси поршней перпендикулярны оси блока цилиндров или составляют с ней углы более 45°. Поршневые гидромоторы бывают однократного и многократного действия, у которых соответственно в каждой рабочей камере совершается один рабочий цикл и два рабочих цикла или более за один оборот выходного звена. В корпусе поршневого гидромотора размещают симметрично несколько цилиндров. В цилиндрах под действием жидкости перемещаются поршни, которые через шатуны воздействуют на эксцентриковый (кривошипный) вал, являющийся выходным звеном. Жидкость в данной поршневой машине под давлением подается в цилиндры поочередно через гидрораспределитель, вращающийся вместе с выходным звеном. Работа поршневой машины любого вида в гидроисполнении характеризуется некоторой неравномерностью хода, обусловленной пульсацией подачи гидравлической жидкости. Во многих вариантах поршневых гидромашин ход поршней, а следовательно и объем гидравлической жидкости, поступающей за один цикл в цилиндры, зависит от эксцентриситета, причем в некоторых вариантах исполнения поршневых машин величину эксцентриситета регулируют, поворачивая корпус (машины) относительно опоры. В других вариантах поршневых гидромашин (в частности, гидромоторах) на поршнях устанавливают ролики, при этом за один оборот кулачка каждый из поршней совершает по восемь циклов возвратно-поступательного движения, но число циклов не зависит от числа поршней. Другими примерами поршневых машин являются аксиально-поршневые гидромоторы и радиально-поршневые пневмомоторы, применяющиеся в основном в станочных автоматических линиях.

Пресс

Пресс (фр. presse, от лат. presso – «давлю», «жму») – машина для обработки какого-либо материала давлением, для неударного (статического) воздействия на обрабатываемый материал. Пресс широко используется в различных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, причем в различных модификациях – начиная от пресса, применяемого в винодельческих хозяйствах, кончая мощными ковочно-штамповочными механическими прессами. Ковочно-штамповочный механический пресс представляет собой кузнечнопрессовую машину, в которой преобразование движения и передача усилия от привода к ползуну осуществляется при помощи кинематической цепи с жесткими звеньями. Подобная машина применяется в промышленных производствах в разных вариантах конструктивного исполнения.

Первый вариант: пресс имеет кинематическую цепь в виде двух кривошипно-ползунных механизмов. Привод кривошипов осуществляется от двигателя через зубчатую передачу. Ползун пресса установлен в направляющих и соединен с кривошипами посредством двух шатунов. Привод расположен над рабочим столом, на который помещается обрабатываемый материал. Давление на материал производится при помощи ползуна.

Второй вариант: пресс имеет один кривошип; привод расположен над рабочим столом; ползун, оказывающий давление на материал, выполнен в виде рамы и опирается на пружины; движение в процессе работы передается от кривошипа через шатун.

Третий вариант: кинематическая цепь пресса представляет собой шестизвенный плоский механизм. Кривошипно-коромысловый механизм, имеющий три подвижных звена, соединен посредством шатуна с ползуном.

Четвертый вариант: пресс имеет винтовой реверсивный привод. Два диска данного пресса вращаются в одном направлении. При взаимодействии какого-либо диска (из двух) со шкивом последний вращается в ту или другую сторону, при этом ползун поднимается или опускается в процессе обработки материала с помощью винтовой пары.

Пятый вариант: в прессе привод двух ползунов осуществляется от кривошипа, причем первый ползун, производящий давление на обрабатываемый материал, приводится в движение посредством кривошипно-ползунного механизма (состоящего из трех подвижных звеньев). Второй ползун этого пресса приводится в движение посредством шестизвенного механизма, включающего пять подвижных звеньев и стойку (неподвижную). Существуют и другие варианты выполнения прессовых машин, в том числе с использованием кулачкового механизма.

Раздаточная коробка

Раздаточная коробка устанавливается в трансмиссии машины непосредственно за коробкой передач. Для машин, используемых в условиях тяжелой дорожной проходимости, характерно наличие раздаточной коробки с двухступенчатым редуктором, который направлен на увеличение передаточного числа трансмиссии, при этом общее число передач увеличивается в два раза. Также автомобили могут оснащаться раздаточной коробкой, соединенной с межосевым дифференциалом, такая конструкция позволяет колесам средней и задней ведущих осей производить вращение на различных скоростях, если движение автомобиля происходит на неровной дороге.

Распределительный вал

Распределительный вал – устройство, широко применяемое в различных станках-автоматах, представляет собой металлический стальной стержень с жестко посаженными кулачками, осуществляющими подачу суппортов станков в процессе обработки заготовки (или детали). Продольный распределительный вал устанавливается на передней стороне станины станка, а поперечный распределительный вал – в верхней части станка, где находятся различные исполнительные механизмы. Во многих станках-автоматах (в том числе токарно-револьверных) участок продольного распределительного вала с кулачками подачи поперечных суппортов выполняется быстросъемным, что способствует высокой производительности труда. В токарном станке-автомате управление работой продольного суппорта осуществляется кулачками, установленными на распределительном валу, где также находятся командные кулачки, которые осуществляют автоматическое управление всем циклом работы автомата. В токарных станках-автоматах распределительный вал вращается по-разному.

Вариант первый: у станка-автомата имеется один распределительный вал, равномерно вращающийся в течение всего цикла обработки заготовки (или детали), при этом рабочие и холостые ходы выполняются при одной скорости вращения данного вала, которая определяется из условий рабочих ходов.

Вариант второй: станок-автомат имеет один распределительный вал, у которого в течение одного рабочего цикла осуществляются две скорости вращения: малая – на рабочих ходах и большая – на холостых ходах. Такой вал устанавливается на станках-полуавтоматах и многошпиндельных автоматах.

Вариант третий: распределительный вал установлен у токарных автоматов в сочетании с быстровращающимся вспомогательным валом, при этом:

1) распределительный вал управляет рабочими ходами и частью холостых ходов (в частности, быстрым отводом и подводом суппортов);

2) вспомогательный вал осуществляет управление остальными холостыми ходами – переключение револьверной головки с режущим инструментом, подачу и зажим заготовок (или деталей);

3) скорость вращения распределительного вала изменяется, а скорость вращения вспомогательного вала остается постоянной.

Реверс

Реверс (англ. reverse, от лат. revertor – «поворачиваю назад», «возвращаюсь») – реверсивный механизм, выполняется в виде устройства, обеспечивающего возможность изменения направления движения выходного звена какой-либо машины или станка на противоположное. Реверс состоит из двух механизмов, расположенных параллельно между входным и выходным звеном. Один механизм передает вращение выходному звену в одну сторону, а другой изменяет в случае необходимости направление вращения выходного звена на противоположное. Наглядным примером реверса служит многодвигательный привод тягача (транспортной машины), где в качестве коробки передач использованы планетарный реверс и трехскоростная планетарная передача, соединенные последовательно. Благодаря наличию реверсивного механизма путем изменения скорости в одной из ветвей можно повернуть машину (т. е. тягач). Реверс тягача состоит из двух планетарных однорядных механизмов, управляемых двумя тормозами. При включении первого тормоза участвует в передаче движения первый слева механизм и осуществляется движение тягача вперед, а при включении второго тормоза первый и второй механизмы соединяются в замкнутую передачу вращения. Последовательное соединение реверса тягача и коробки передач позволяет получать передаточные отношения, равные произведениям передаточных отношений составляющих узлов реверса и коробки передач. Существует и другой вариант выполнения реверсивного механизма тягача, в котором коробка передач (тягача) с гидрозамедлителем состоит из четырех планетарных механизмов, управляемых четырьмя тормозами и двумя муфтами. Один из планетарных механизмов выполняется блокируемым. Второй и третий механизм образуют двухскоростную передачу, а третий и четвертый планетарные механизмы тягача образуют реверс. (Примечание: планетарный механизм – устройство, содержащее взаимодействующие между собой колеса с перемещающейся в пространстве осью вращения хотя бы одного из них. Планетарные механизмы подразделяются на три большие группы: планетарные зубчатые передачи, планетарные фрикционные механизмы и зубчато-рычажные планетарные механизмы.) В различных машинах применяется так называемый планетарный редуктор-реверс в виде планетарного механизма, позволяющего путем переключения элементов управления получать режимные схемы с положительным и отрицательным передаточным отношением, по абсолютной величине превышающим единицу. Во многих современных машинах и различных станках реверсивные механизмы выполняются с автоматическим переключением. В таком реверсе вращение через зубчатую пару, коническую зубчатую передачу передается шестерне. Шестерня зацепляется с внутренним венцом, и вал механизма вращается в одну сторону. Вал шестерни скользит по пазу и после определенного числа оборотов переводит шестерню в зацепление с внешним венцом, при этом главный вал реверса вращается в другую сторону. При переключении, которое осуществляется автоматически с помощью паза (паз – прорезь в виде канавки на деталях различных машин), шестерня перемещается вместе с конической передачей и колесом вдоль шестерни. Все перемещаемые звенья реверсивного механизма установлены на ползуне. В авиационной технике широко применяется особый вид реверса – так называемый реверс-шумоглушитель, выполненный в виде специального устройства, предназначенного для одновременного реверсирования тяги газотурбинного двигателя глушения шума высокой интенсивности (как известно, сильный шум от двигателей вызывает вибрацию корпуса летательного аппарата). В данном случае на кожухе сопла газотурбинного двигателя устанавливаются решетки реверса тяги. В режиме посадки самолета с газотурбинным двигателем включается привод, который посредством винтовой пары выдвигает кожух сопла вместе с решеткой реверса тяги. При этом створки перекрывают выходное отверстие сопла двигателя, и поток газов направляется через решетки реверса тяги, а в результате достигается значительное снижение интенсивности шума от работающего двигателя (или двигателей).

Револьверная головка

Револьверная головка – специальное устройство, в котором устанавливаются различные режущие инструменты: сверла, зенкеры, развертки, метчики и др. Револьверная головка является важным составным элементом токарно-револьверных станков (автоматов и полуавтоматов), устанавливается на продольном суппорте станка. Применение револьверной головки на указанных станках позволяет выполнять обработку заготовок (или каких-либо деталей) сложной формы и одновременно значительно уменьшить вспомогательное время (т. е. повысить производительность труда). Револьверная головка, имея вертикальную, горизонтальную и в ряде случаев (т. е. модификаций) наклонную ось вращения, периодически поворачивается в соответствии с последовательностью технологического процесса и фиксируется относительно продольного суппорта. Кроме того, через ось револьверной головки подводится к обрабатываемой заготовке (или детали) смазочно-охлаждающая жидкость с целью улучшения режима резания. Револьверные головки широко применяются в станочных автоматических линиях машиностроительных предприятий.

Редуктор

Редуктор – устройство, выполненное в виде понижающей передачи, которая обычно включает в себя систему нескольких взаимодействующих звеньев, заключенных в единый корпус. При использовании в редукторе зубчатых передач его называют зубчатым редуктором, а также планетарным. Планетарный редуктор, в частности, применяется в таком грузоподъемном механизме, как соосная лебедка, у которой двигатель, барабан и редуктор установлены соосно. В указанной лебедке планетарный редуктор обычно встраивается в барабан, а в некоторых случаях такой редуктор выполняется в виде двух механизмов, размещенных по разные стороны барабана. Редуктор устанавливается также в вертолетах, где он является очень важным элементом, обеспечивающим вращение в нужном режиме лопастей несущего винта (лопасти вертолета связаны с выходным валом редуктора). Планетарный редуктор устанавливается также в таком устройстве как мотор-колесо, предназначенном для передвижения транспортных машин. В такое колесо встраивают двигатель, тормоз и планетарный редуктор, при этом они в совокупности выполняют ряд функций:

1) получение нескольких ступеней изменения скорости;

2) разобщение кинематической цепи при движении машины по инерции и при буксировке;

3) рабочее торможение;

4) стояночное торможение.

На многих конвейерах различных промышленных производств применяется так называемый мотор-барабан – приводной барабан конвейера со встроенным в него двигателем и редуктором. Причем редуктор применяется в двух вариантах: в первом варианте он имеет неподвижные оси, а во втором – в виде планетарного, составленного из двух однорядных механизмов (из которых первый механизм имеет ведомое водило и неподвижное центральное колесо, а во втором механизме неподвижное водило закреплено на раме). В вертолетах также имеется редуктор несущего винта в виде зубчатой передачи, установленной между двигателями и несущим винтом вертолета и служащей для понижения частоты вращения винта по сравнению с частотой вращения двигателей. Редуктор является очень важной составной частью механизма поворота – устройства для углового перемещения одной части какой-либо машины (транспортные, землеройные, грузоподъемные и др.) относительно другой ее части. У карьерного экскаватора, например, двигатель и редуктор установлены на платформе. Выходное звено редуктора – шестерня – зацеплено с зубчатым колесом на раме экскаватора. Шестерня, обегая по окружности зубчатое колесо, поворачивает платформу. Редукторы применяются также в пассажирских железнодорожных вагонах (вагонах-ресторанах, купейных, спальных и др.) с установкой под вагоном на колесной оси. В данном случае редуктор служит для передачи вращения от вагонной оси к генератору, который также устанавливается под вагоном (генератор обеспечивает электроэнергией системы освещения, вентиляции, кондиционирования и др.).

Ременная передача – механизм для передачи вращения посредством фрикционного взаимодействия замкнутой гибкой связи с жесткими звеньями. Гибкую связь временной передачи называют приводным ремнем, а жесткие звенья (в количестве двух) – шкивами. С помощью ременной передачи достигается высокая плавность работы всего механизма в целом, но при перегрузках наблюдается пробуксовывание. Ременная передача характеризуется обязательным относительным скольжением звеньев. Как правило, ременную передачу используют в приводах мощностью до 50 кВт при скоростях ремня до 30 м/с. Данная передача характеризуется передаточным числом «u» – отношением диаметров большего и меньшего шкивов. Обычно принимают u < 4, но встречаются ременные передачи с u = 10. Передаточное отношение i = u(1 + ζ), где ζ (греч. дзета) – коэффициент, учитывающий относительное скольжение. Обычно ζ = 0,01 / 0,02. В зависимости от сечения ремня различают плоскоременные, круглоременные и клиноременные передачи. Последние в настоящее время наиболее распространены, потому что обладают более высокой несущей способностью. Во многих случаях в различных механизмах применяют чаще всего несколько параллельно расположенных текстропных клиновых ремней. Кроме того, в передачах со шкивами малых диаметров используют текстропные клиновые ремни с гофрами на внутренней поверхности. В некоторых механизмах применяют такие виды ремней, как поликлиновой и зубчатый. В ременной передаче всех видов обязательно обеспечивают начальное натяжение ремня перемещением осей шкивов или с помощью натяжного ролика. При передаче вращающего момента сумма натяжений в ветвях ремня S₁ и S₂ практически остается неизменной. Отношение окружного усилия на шкиве F к S₁ + S₂ называют коэффициентом тяги φ (греч. фи). Величина φ характеризует степень загрузки ременной передачи, причем, чем выше φ, тем больше ζ. После предельного значения φ_K скольжение резко возрастает и далее начинается буксование, сопровождающееся сильным нагревом ремня с последующим выходом из строя. Коэффициент полезного действия ременной передачи зависит от величины – и достигает максимума при φ = φ_K. Как показала многолетняя практика применения ременных передач, обычно φ_K. ≤ 0,45 / 0,6.

Роликоподшипник

Роликоподшипник (см. «Подшипник») – подшипник, у которого во внутренней части установлены ролики разных видов и размеров. Роликоподшипники подразделяются на три большие группы (основные): I – радиальные, II – радиально-упорные, III – упорные.

Указанные группы, в свою очередь, также делятся на подгруппы.

I. Радиальные роликоподшипники:

1) с короткими цилиндрическими роликами, однорядные;

2) то же, двухрядные;

3) трехрядные сферические самоустанавливающиеся;

4) с длинными цилиндрическими роликами;

5) игольчатые;

6) с витыми роликами.

II. Радиально-упорные роликоподшипники. К данной группе относятся:

1) роликовые однорядные конические;

2) роликовые однорядные конические с упорным бортом на наружном конце;

3) роликовые двухрядные конические;

4) роликовые четырехрядные конические.

III. Упорные роликоподшипники. Эта группа включает:

1) роликоподшипники с цилиндрическими роликами;

2) роликоподшипники с коническими роликами;

3) роликоподшипники со сфероконическими роликами.

Кроме того, в некоторых механизмах, имеющих небольшие размеры и нагрузки, применяются проволочные роликоподшипники с плоскими проволоками, размещенными в наружном и на внутреннем кольце. В тех механизмах, которые эксплуатируются в неблагоприятной производственной сфере (в частности, высокое содержание пыли в воздухе), применяются разъемные роликоподшипники, состоящие из двух внутренних полуколец, имеющих косой стык, двух наружных полуколец, имеющих V-образный стык, двух половин сепаратора и четырех зажимных полуколец, соединяемых болтами. Роликоподшипники всех видов широко применяются в различных станках (токарно-винторезных, фрезерных, шлифовальных), прокатных станах, конвейерных линиях (транспортирующих тяжелые грузы) и др. В роликоподшипниках для уменьшения кромочных давлений применяют ролики, имеющие выпуклый профиль или скосы, или же кольца с выпуклым профилем роликовой дорожки (так называемая бомбина). Значительная часть роликоподшипников, относящихся к подшипникам качения, выдерживает большие радиальные и осевые нагрузки, причем значительные нагрузки воспринимают двухрядные – с цилиндрическими роликами, а также радиальные сферические двухрядные. Например, сферические роликоподшипники применяются для букс железнодорожных грузовых и пассажирских вагонов, цистерн, думпкаров, полувагонов, прокатных станов, в мощных карьерных экскаваторах, бульдозерах и др.

Рольганг

Рольганг (нем. Rollgang, от Rolle – «ролик», «каток» и Gang – «ход») – устройство для транспортирования штучных грузов по роликам, размещенным на небольшом расстоянии один от другого на опорной станине. Рольганги широко применяются на прокатных станах металлургических производств (прокат труб, стальной полосы, металлических стальных прутков, шестигранника, квадрата, уголков и др.). С рольганга указанная металлопродукция снимается специальным устройством и складируется в определенном месте (в частности, на складе готовой продукции) или загружается в полувагоны или на железнодорожные платформы для отправки потребителям.

Рычажный механизм

Рычажный механизм – механизм, звенья которого образуют только вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. Примером рычажного механизма является кулачково-рычажный механизм – устройство, представляющее собой соединение рычажных механизмов с кулачковыми механизмами. Такие соединения выполняются в двух вариантах:

1) последовательными;

2) параллельными.

В большинстве случаев под кулачково-рычажным механизмом понимают параллельные соединения. Применяют кулачково-рычажные механизмы для изменения в процессе движения длин звеньев рычажных механизмов и соответственно получения заданных законов движения и улучшения характеристик. Наиболее широко применяются рычажные механизмы в сочетании с зубчатыми механизмами или зубчато-рычажные механизмы. Такой вид механизмов представляют собой устройства, содержащие взаимодействующие между собой зубчатые и рычажные механизмы, причем их соединения могут быть последовательными или параллельными.

В различных станках, машинах и автоматических системах управления в машиностроительных производствах применяют в основном параллельно соединенные зубчато-рычажные механизмы. В частности, используется так называемая римская передача – семизвенный механизм с ползуном, приводимым в движение через суммирующий рычаг и два шатуна от двух зацепляющихся между собой зубчатых колес. В таком механизме ведущим или ведомым может быть либо рычаг, либо зубчатое колесо. Зубчато-рычажные механизмы в ряде вариантов содержат обычно две пары взаимодействующих зубчатых колес, из которых одно связано со звеном рычажного механизма. В целом зубчато-рычажные механизмы позволяют получать различные законы движения звеньев, улучшать силовые характеристики всего механизма. В большинстве случаев зубчато-рычажные механизмы используют в качестве направляющих и передаточных механизмов (особенно в станочных автоматических линиях, применяемых во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России).

Рым

Рым (от голл. ring – «кольцо») – металлическое кольцо, закрепляемое на машинах (в частности, транспортных) и их частях и предназначенное для захвата, перемещения машин при транспортировании, разборке или монтаже. Рым в виде колец или скоб устанавливают на причалах (морских, речных, озерных и др.) для облегчения швартовки различных судов (грузовых и пассажирских), на палубах, в трюмах для закрепления тросов, блоков, талрепов и др.

Сваебойное оборудование

Сваебойное оборудование – различного вида оборудование, применяемое для погружения в грунт свай при выполнении строительных работ на нулевом цикле (т. е. при подготовке каких-либо фундаментов). К сваебойному оборудованию относятся свайные молоты, вибропогружатели, вибромолоты, вдавливающие и вибровдавливающие агрегаты, а также копры для подвески и подъема молота при забивании свай в грунт.

Свайный молот

Свайный молот – строительная машина ударного действия, предназначенная для забивания свай в грунт. Свайные молоты бывают трех видов:

1) механические (груз поднимают лебедкой, а потом отпускают, при этом производится удар по головке сваи);

2) паровоздушные (применяются редко);

3) дизельные, у которых массивный цилиндр (т. е. баба) сбрасывается на поршень, установленный на головке свай. При этом впрыскиваемое в цилиндр дизельное топливо сгорает, а расширяющиеся газы подбрасывают цилиндр вверх для нанесения нового удара по свае.

Скип

Скип (от англ. skip) – автоматически разгружающийся сосуд (в виде короба), предназначенный для подъема сыпучих материалов. Скип применяется в основном для подъема различных полезных ископаемых, а также сопутствующей им породы из шахты. Кроме того, скип используется для:

1) загрузки шихты в доменные печи металлургических производств;

2) вагранки;

3) подачи угля в крупных котельных или тепловых станциях (работающих на угле) и др.

Скипы в шахтных разработках для вертикальных стволов двигаются по канатным или рельсовым направляющим, а для наклонных стволов обычно устанавливаются на колесах и перемещаются соответственно по рельсам (узкой колеи).

Стойка

Стойка – устройство, имеющее широкое распространение в различных механизмах, приборах, станках и др. В теории машин и механизмов стойка определяется как звено механизма, принятое за неподвижное. Элементарный пример стойки представляет ростомер, предназначенный для измерения роста человека в положении стоя. Ростомер представляет собой стойку со шкалой, укрепленную на платформе с подвижной доской-визиром, по положению которой отсчитывают рост в сантиметрах. Другой пример – медицинские весы, предназначенные для определения массы тела человека в положении стоя. Такие весы состоят из платформы со стойкой. Стойки простой конструкции широко применяются в измерительной технике, где стойкой называют установочное устройство, в которое закрепляются в вертикальном положении измерительная головка, а на столик помещается измеряемая деталь. Стойки с неподвижным столиком изготавливают типа C-III с круглым столиком и типа С-IV с широким прямоугольным столиком. Обе указанные стойки имеют присоединительное отверстие – 8-мм – для гильз измерительных головок. Стойки с подвижным столиком имеют присоединительный размер – 28 мм. Эти стойки изготавливают типа С-II с круглой колонкой и круглым столиком типа С-I, имеющие ребристую колонку с вертикальными направляющими, ребристый столик прямоугольной формы и основание повышенной жесткости. Для измерения размеров методом сравнения с мерой и отклонений формы поверхностей деталей машин и инструментов применяются разнообразные стойки.

Строп

Строп (от голл. strop – «петля») – широко применяемое простейшее устройство, используемое для подвешивания различных грузов к крюкам, скобам, траверсам – отрезок троса или цепи, замкнутый в кольцо или образующий петлю. В некоторых подъемных механизмах применяются автостропы – автоматические приспособления, предназначенные для захвата и освобождения груза.

Для изготовления стропов применяют стальные канаты (тросы) из шести прядей по 37 проволок или шести прядей по 36 проволок. Стропы из этих тросов, как более гибкие, применяют в основном для подвешивания грузов путем их обвязки, т. е. огибанием. Стропы, изготовленные из более жесткой проволоки, не применяют для обвязки грузов, а оснащают специальными петлями или крюками из прочной стали. Универсальные или бесконечные стропы изготавливают в виде петли нужной длины путем сращивания концов заплеткой на длину не менее 40 диаметров троса. Облегченные стропы с заделанными концами изготавливают с петлями и коушами или крюками на одном или на обоих концах в зависимости от назначения. Часто применяются при погрузо-разгрузочных работах так называемые пауки – стропы, изготавливаемые из двух, четырех и более ветвей (тросовых). Стропы после их изготовления испытывают нагрузкой, вдвое превышающей допускаемую, при этом к ним прикрепляют бирку с указанием их грузоподъемности и даты испытания. Для разгрузки труб большого диаметра к концам строп прикрепляют специальные крюки в виде торцовых захватов.

Свободного хода механизм

Свободного хода механизм – устройство, в котором возможно свободное движение входного или выходного звена относительно соответственно выходного или входного звена при изменении направления их движения. Условия взаимодействия входного и выходного звеньев механизма свободного хода при их относительном движении в том или ином направлении различны. Это различие может быть достигнуто путем обеспечения давления звеньев при их движении в одном направлении и исключения давления в другом направлении, либо путем заклинивания, самоторможения одного звена относительно другого в одном направлении и свободном движении в другом направлении. В первом случае механизм свободного хода называется нефрикционным, а во втором – фрикционным. В обеих разновидностях различие условий взаимодействия достигается выбором углов давления одного звена на другое. Механизм свободного хода в зависимости от какого-либо вида позволяет обеспечивать различные режимы движения. Механизмы свободного хода могут быть предназначены для преобразования поступательного движения и для преобразования вращательного движения.

Примером механизма свободного хода является механизм прерывистой подачи – устройство, транспортирующее материал в виде металлического стального прутка или стальной ленты, периодически захватывая и перемещая его, т. е. материал. В механизме прерывистой подачи (в одном из многих вариантов) применяются специальные упругие зажимы. Металлический пруток при действии одного из двух зажимов неподвижен, а при освобождении прутка от его действия перемещается вместе с первым зажимом. Второй зажим является управляемым и замыкающим. При введении в неподвижный конус его упругие элементы сходятся, приближаются друг к другу и зажимают металлический пруток. Действие первого зажима такого механизма (т. е. прерывистой подачи) основано на разности сопротивления перемещению прутка при рабочем и холостом ходе. Упругие элементы первого зажима все время прижаты к металлическому прутку, но при холостом ходе (когда пруток зажат вторым зажимом) они скользят по поверхности прутка, а при рабочем ходе перемещаются вместе с ним. Первый зажим механизма совершает возвратно-поступательное движение с помощью коромыслово-ползунного механизма, состоящего из трех звеньев подвижных. Регулировка подачи металлического прутка в данном механизме обеспечивается перемещением специального ползуна. В процессе работы механизма свободного хода при изменении длины плеча коромысла изменяется ход первого зажима и соответственно скорость подачи металлического прутка. В некоторых случаях применяется механизм свободного хода одинарный одностороннего действия, имеющий два основных звена – входное и выходное. При этом входное звено передает вращающий момент только в одном направлении, а в другом направлении вращается свободно относительно выходного звена, т. е. перестает быть ведущим. Чаще всего применяется в различных машинах механизм одинарный свободного хода двустороннего действия, имеющий три основных звена: входное, выходное и звено управления. В данном варианте, кроме режимов механизма свободного хода одинарного одностороннего действия, осуществляется с помощью звена управления свободное вращение входного звена в обоих направлениях относительно выходного звена. Указанные механизмы свободного хода имеют обычно ролики, звездочку, обойму и три пружины, но для повышения несущей способности механизма свободного хода в некоторых случаях вместо роликов используют клинья, кулачки, эксцентриковые элементы; при этом обеспечивается большой приведенный радиус кривизны в месте контакта либо вообще контакт осуществляется по поверхности. В большинстве случаев для обеспечения плавного перехода с режима передачи движения на режим свободного движения и для уменьшения потерь на трение в переходных режимах используют механизм свободного хода планетарный с приводным сателлитом. (Примечание: сателлит (от лат. satellitis – «спутник», «телохранитель») – зубчатое колесо планетарной передачи с подвижной осью вращения. Сателлит одновременно вращается вокруг своей оси и совершает движение вместе с водилом.)

Синтез механизмов

Синтез механизмов – проектирование схемы каких-либо механизмов машин, станков и другого оборудования по заданным свойствам движения отдельных составных элементов и в целом всей системы. Синтез механизмов включает в себя выбор структурных схем и определение постоянных параметров выбранной схемы механизмов по заданным определенным свойствам. Различают два вида синтеза механизмов.

I. Кинематический синтез – определение параметров кинематической схемы механизмов по заданным кинематическим свойствам.

II. Динамический синтез – проектирование кинематической схемы с определением параметров, характеризующих распределение масс звеньев, составляющих конкретный механизм.

В синтезе механизмов нередко применяется так называемый метод Монте-Карло (или случайный поиск) в виде определения выходных параметров синтеза, при котором переход от одной комбинации параметров к другой носит произвольный характер. Такой метод предусматривает следующие этапы:

1) произвольный выбор выходных параметров из набора случайных чисел и проверку ограничений;

2) вычисление целевой функции;

3) выбор других случайных значений выходных параметров, проверку ограничений и вычисление целевой функции;

4) повторение этапов до тех пор, пока величина целевой функции не станет равной допустимой величине или практически перестанет уменьшаться.

Начиная со второй половины 90-х гг. ХХ в. во многих передовых странах мира (США, Англии, Японии и др.) стали широко применяться компьютерные методы синтеза механизмов, что намного облегчило решение весьма трудных задач по выбору кинематических схем механизмов.

Стопор

Стопор (от англ. stopper – «пробка», «затычка», от stop – «преграждать», «останавливать») – деталь (или часть детали в виде выемки или выступа) или специальное устройство, останавливающее, удерживающее звенья какого-либо механизма в определенном положении при наличии самоторможения в направлении перемещения удерживаемого звена.

Стопоры, в отличие от фиксаторов, не выключаются от действия сил в направлении перемещения какого-либо удерживаемого звена механизма.

Включаются стопоры по-разному – принудительно или автоматически (последнее чаще всего), а выключаются только принудительно. Выполняют стопоры в нескольких вариантах:

1) в виде ползуна, входящего в паз перемещаемого звена под действием пружины; выводится ползун-стопор из паза с помощью кнопки;

2) в виде защелки, которая прижата к храповому колесу под действием пружины. Рычаг с защелкой при движении по часовой стрелке увлекает за собой храповое колесо; затем при нажатии на рукоятку защелка выводится из зацепления с храповым колесом;

3) стопор с защелкой, соединенной с рукояткой, поджимается к пазам звена пружиной. При нажатии на рукоятку защелку выводят из зацепления со звеном механизма;

4) защелка-стопор прикреплена к рукоятке в виде листовой пружины, под действием которой западает в паз звена механизма;

5) ползун-стопор выполнен в виде цилиндрической металлической зубчатой рейки.

Вводится и выводится ползун-стопор в зацепление с сопряженной деталью механизма поворотом шестерни. Выделяются в особую группу так называемые беззазорные стопоры, обеспечивающие жесткое соединение сопрягаемых звеньев какого-либо механизма.

Соответственно стопоры выполняются в следующих видах:

1) стопор оформлен разрезным упругим, при этом при введении его во взаимодействие с зубом он расклинивается в направляющей и тем самым обеспечивает беззазорное соединение;

2) стопор в виде клина входит во взаимодействие с клиновым пазом звена механизма; клин расклинивается в направляющем пазу с помощью второго клина, благодаря чему выбираются зазоры в соединении;

3) стопор-кулачок при вращении входит в паз звена механизма и стопорит его;

4) два круглых диска имеют вырезы с радиусом кривизны, равным радиусу сопряженного диска.

При определенном положении дисков, являющихся составными элементами механизма, свободно вращается один из дисков, но стопорится второй. Существуют и другие варианты выполнения стопора в механизмах, машинах, автоматических системах управления станками, оборудовании, работающем в автоматическом режиме с компьютерным контролем, включая контроль с помощью фотоэлементов, связанных со стопором.

Ступица

Ступица – центральная, обычно утолщенная часть колеса с отверстием для посадки его на ось или вал какого-либо транспортного средства (начиная с простой повозки или телеги, кончая автомобилем). Ступица соединяется с ободом колеса спицами или диском.

Суппорт

Суппорт (от англ. и фр. support от позднего лат. supporto – «поддерживаю») – узел какого-либо металлорежущего станка (в частности, токарновинторезного), предназначенный для крепления и перемещения резца в процессе резания. Ступор состоит из:

1) каретки, которая движется по направляющим станины (станка);

2) фартука;

3) поперечных салазок, движущихся по направляющим каретки;

4) поворотной плиты;

5) верхних (резцовых) салазок, на которых закреплен резцедержатель.

При обработке конических поверхностей на токарно-винторезном станке верхние салазки суппорта поворачиваются вместе с поворотной плитой (при отжиме двух фиксирующих гаек на винтах).

Передача движения от ходового вала или ходового винта к суппорту производится передаточным механизмом, находящимся в фартуке и преобразующим вращательное движение ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное движение суппорта. На суппорте крепится резцедержатель станка на своей опоре при помощи конусного сопряжения.

Сцепление

Сцепление – специальное устройство в виде управляемой сцепной муфты, устанавливаемой между двигателем и коробкой передач какого-либо автомобиля (легкового или грузового). Сцепление оформляется следующим образом: у маховика двигателя фрикционная поверхность взаимодействует с диском, к которому при включенном сцеплении прижат другой диск. Прижатие осуществляется специальной пружиной, воздействующей на второй диск через рычаги (эти рычаги располагают симметрично под углом в 120° один к другому). Прижатие диска (второго) в трех точках обусловливает его плотное прилегание к первому диску. Для того чтобы выключить сцепление, нажимают на педаль, движение при этом через тягу и рычаг передается на подшипник, при этом, сжимая пружину, отводят рычаги от второго диска; под действием других пружин второй диск отходит от первого. В большинстве транспортных машин применяется гидравлическая система управления сцеплением. В этой системе при нажатии на педаль движение через шатун передается поршню, который продавливает рабочую жидкость (специальную гидравлическую) по специальному каналу. Под действием давления гидравлической жидкости перемещается поршень и через шатун осуществляется воздействие на рычаг. Возвращается рычаг в исходное положение пружиной. В больших транспортных машинах и тягачах применяется дополнительный усилитель в системе управления сцеплением. В этом случае нажатием на педаль приводят первый рычаг в движение через систему звеньев. Первый рычаг через шатун и второй рычаг воздействует на два клапана. Две пружины сжимаются, и клапан открывает доступ сжатому воздуху по каналу в полость пневмоцилиндра. Шток перемещается и передвигает третий рычаг. Одновременно перемещается второй рычаг, и клапан перекрывает доступ сжатого воздуха, а при прекращении нажатия на педаль второй клапан открывает канал, по которому сжатый воздух из полости выходит в атмосферу. Таким образом осуществляется выключение сцепления.

Таль

Таль (от голл. talie) – подвесное грузоподъемное устройство, содержащее лебедку для подъема груза и тележку. Таль выполняют в основном в четырех вариантах. Первый вариант: соосно двигателю располагают барабан с тросом и редуктор. Двигатель в данном варианте имеет подпружиненный конусный ротор. При включении двигателя ротор втягивается в статор и тормоз размыкается. При включении двигателя ротор под действием пружины перемещается влево, и тормоз автоматически замыкается. Второй вариант: двигатель тали непосредственно встроен в барабан, и его статор вращается вместе с барабаном. В корпусе редуктора дополнительно установлен тормоз. Третий вариант: барабан тали в виде обечайки без торцовых стенок установлен на подшипниках. Двигатель в этом варианте с неподвижным корпусом встроен в барабан. Четвертый вариант: двигатель тали встроен в барабан и соединен с планетарным трубчатым редуктором, установленным в отдельном корпусе. В различных отраслях промышленнохозяйственного комплекса России широко применяются тали рычажные марки ТР-1М и шестеренчатые ручные тали. Технические данные рычажной тали ТР-1М таковы: грузоподъемность – 1 т, максимальная высота подъема груза (при длине цепи в 5 м) – 2,2 м; усилие на рукоятке (при номинальном грузе) – 0,26 кН (0,27 кг/с), шаг грузовой цепи – 25 мм; расстояние между крюками: максимальное – 2500 мм, минимальное – 455 мм. Основные размеры: длина (с рукояткой) – 510 мм, ширина – 170 мм; масса (с грузовой цепью – 19,6 кг). Технические данные шестеренчатой ручной тали: грузоподъемность – 2 т, максимальная высота подъема груза – 12 м, тяговое усилие на цепи – 0,49 кН (50 кг/с), масса 75 кг.

Тельфер

Тельфер – грузоподъемный механизм, включающий такие элементы, как:

1) электродвигатели – 2 шт.;

2) редукторы – 2 шт.;

3) лебедку;

4) трос или цепь с крюком и стропами для захвата груза;

5) пульт управления электродвигателями (дистанционное управление);

6) тележку, перемещающуюся по направляющим (направляющие выполняются из швеллера шириной 80 мм).

Один из электродвигателей приводит в движение тележку тельфера (через редуктор зубчатой передачи). Второй двигатель, смонтированный в одном узле с лебедкой, через второй редуктор зубчатой передачи осуществляет вращение барабана лебедки с последующей намоткой троса (или цепи) при подъеме груза или размотку троса при опускании крюка со стропами для обеспечения захвата груза. Лебедка вместе с электродвигателем перемещается вдоль поперечной балки тельфера с помощью четырех небольших колес, выполненных в виде дисков. Тельфер имеет максимальную грузоподъемность до 5 т, а высоту подъема до 6 м. Тельферы обычно устанавливаются в складских помещениях предприятий и рассчитаны на выгрузку-погрузку малых партий груза в виде металлических труб небольшого диаметра, а также металлопроката (уголки, прутки, балки, швеллеры и т. д.). Под лебедкой тельфера устанавливается ограничитель подъема груза.

Тормоз

Тормоз (от греч. tormos – «отверстие для вставки гвоздя, задерживающего вращение колеса») – устройство для уменьшения скорости или полной остановки машины. Тормоза являются очень важным составным элементом грузоподъемных и транспортных машин, железнодорожного подвижного состава (включая тепловозы, электровозы, мотодрезины и др.).

Тормоз грузовой

Тормоз грузовой – устройство, предназначенное для удержания от вращения вала грузоподъемной машины; подразделяется на:

1) ленточный;

2) колодочный;

3) дисковый;

4) конусный.

Тормоз грузовой включается при отключенной системе питания привода. Выключают такой тормоз путем размыкания колодок или ленты (специальной тормозной). Управление тормозом грузовым выполняют с использованием:

1) электромагнитов;

2) гидроцилиндров;

3) центробежного толкателя или других устройств в зависимости от конструкции грузоподъемной машины.

Электромагниты по-разному осуществляют управление тормозом:

1) элементы электромагнита непосредственно воздействуют на два рычага и, сжимая две пружины, раздвигают тормозные колодки;

2) электромагнит установлен между двумя коромыслами; при включении электромагнита одно коромысло притягивается к другому и через толкатель первое коромысло воздействует на пружину и раздвигает колодки.

От гидроцилиндра управление тормозом производится через пространственный механизм, при этом воздействуя на специальный рычаг, раздвигают тормозные колодки. В другом варианте пружины и гидроцилиндр размещают между рычагом и стойкой, при этом также оказывается воздействие на тормозные колодки через рычаг. В системе тормозов ленту (специальную тормозную) или колодки замыкают обычно пружинами. Например, лента тормозная огибает шкив, а через два рычага она соединена с коромыслом, взаимодействующим с магнитом. Три звена (коромысло и два рычага) образуют двухкоромысловый механизм, при этом два рычага соединены пружиной. Третий рычаг и вторая пружина используются для того, чтобы при отключении тормоза отводить ленту от шкива. Тормоза у железнодорожного подвижного состава образуют целую систему, в которой они связаны между собой и управление осуществляется совместно или раздельно по группам. Такая система из нескольких тормозов состоит из: пневмоцилиндров, балансирных звеньев, нескольких тяг и рычагов с выходом на специальные тормозные колодки, охватывающие колеса вагонов. (Тормозные колодки для подвижного железнодорожного состава выполняются из специальных марок чугуна, причем для тепловозов и электровозов они делаются усиленными.) В данном случае тормозные колодки связаны шарнирно со всем семизвенным механизмом, в который входит и пневмоцилиндр. В процессе управления тормозной системой колодки при соответствующем положении звеньев прижимаются к колесу (при включении системы тормозов для выполнения торможения) или удаляются от него. Кроме того, семизвенный механизм обеспечивает самоустановку колодок в зависимости от положения оси колеса.

У транспортных средств тормозные системы устроены по-разному. Простейшая система тормозов автомобиля управляется раздельно педалью и специальной рукояткой. В данном случае тормозная система включает в себя: тяги, рычаги, троса, кулачки управления колодками (тормозными), тормозной барабан. В другом варианте автомобильная система тормозов выполнена вакуумной и состоит из: педали, рычагов, тяги, пневмораспределителя (соединяющего полость цилиндра с всасывающим трубопроводом), поршня, кулачка, колодок (тормозных автомобильных), тормозного барабана, цилиндра. Поршень под действием атмосферного давления перемещается, поворачивает рычаг и через тягу поворачивает кулачок, который раздвигает колодки и прижимает их к тормозному барабану. При отпускании педали она возвращается в начальное положение, при этом пневмораспределитель соединяет полость цилиндра с атмосферой и тормозная система выключается. В тех случаях, когда тягач и прицеп составляют автопоезд, для управления тормозами используется специальный тормозной пневматический кран. Последовательность включения тормозных систем при различии времени их срабатывания обеспечивает синхронность подачи воздуха к тормозам тягача и прицепа.

Торсион

Торсион – торсионный вал (от фр. torsion – «скручивание», «кручение») – гибкий вал, служащий для передачи вращающих моментов. Торсион представляет собой пружину или тонкий металлический стальной стержень, работающий на кручение. Такой вал применяется в тех случаях, когда выполнение жесткого вала по конструктивным причинам затруднительно, например, для соединения станочных автоматических систем управления с приборами (например, рабочих органов механических систем с рычагами управления). Торсион применяется чаще всего в торсионных подвесках – подвесках ходовых колес. Во второй половине ХХ в. торсионные подвески использовались в легких танках и в некоторых автомобилях с небольшой полной массой.

Трансмиссия

Трансмиссия (от лат. transmissio – «переход», «передача») – устройство, предназначенное для передачи вращения от двигателя к потребителям энергии. Обычно под трансмиссией понимают силовую передачу для параллельного или смешанного соединения нескольких потребителей с одним двигателем. Примером трансмиссии является, например, трансмиссионный тормоз – устройство для торможения транспортной машины, устанавливаемое обычно на выходном валу коробки передач и приводимое вручную перемещением рукоятки управления. Трансмиссионный тормоз состоит из рукоятки управления, защелки, сектора, пружины, рычагов, подвижных звеньев, толкателя, колодок, шариков, тормозного шкива, связанного с валом. Торможение в трансмиссионном тормозе осуществляется следующим образом: от рукоятки движение через подвижное звено и один из рычагов передается толкателю, в свою очередь толкатель перемещает шарики, которые раздвигают колодки до их контакта с поверхностью тормозного шкива, связанного с валом. Начальное положение тормозных колодок в трансмиссионном тормозе регулируют с помощью специального кланового механизма.

Транспортер

Транспортер (от лат. transporto – «переношу», «перемещаю», «перевожу») – устройство, предназначенное для транспортировки каких-либо материалов (например, сыпучих) или грузов на небольшое расстояние. Транспортеры разных видов и типов широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России. Самый простой и небольшой по размерам транспортер винтовой применяется на многих станках-автоматах. Такой транспортер устанавливается в верхнем корыте основания станка под зоной резания металлических заготовок и предназначен только для удаления сыпучей стружки (в частности, стружки ступенчатой). Еще в 70-х гг. ХХ в. был создан конструкторами Союзводоканалпроекта скребковый транспортер для прямоугольных отстойников, который предназначался для очистки дна нефтеловушек и нефтеотделителей от выпадающих из жидкости осадков. Такой транспортер сгребал илистые осадки с горизонтального дна секций к специальным приямкам. Дальнейшее удаление осадков из приямков производится через донные клапаны и илоотводящий трубопровод. Скребковый транспортер применялся и применяется в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах для очистки оборотной воды от всплывающих нефтепродуктов. Такой транспортер представляет собой две шарнирно-пластинчатые цепи, к которым по их длине через 2—4 м прикреплены скребки из досок. Цепи приводятся в движение электродвигателем через редуктор и звездочки, закрепленные на четырех валах. Валы вращаются в самоустанавливающихся подшипниках, расположенных на кронштейнах, прикрепленных к стенкам. Один из четырех валов монтируется на подвижных подшипниках с направляющими, что позволяет натягивать цепи. Привод скребкового транспортера осуществляется от электродвигателя КОМ-22-6 мощностью 1,7 кВт с частотой вращения 930 мин^-1 через редуктор ГТ-V-175,6 с передаточным числом i = 175,6 и цепные передачи с общим передаточным числом i = 16. При разгрузке сыпучих грузов из вагонов и полувагонов широко применяются шнековые транспортеры, главным элементом которых является вращающийся шнек, с приводом от электродвигателя. Такой транспортер состоит из металлического желоба, в котором установлен шнек с некоторым зазором от основания желоба. Шнек по концам закреплен в подшипниках качения. Транспортеры ленточные широко применяются в различных предприятиях аграрного сектора хозяйственного комплекса России. Данные транспортеры оснащены резинотканевой транспортерной лентой, опирающейся на ролики; кроме того, на самой ленте прикреплены поперечные планки, удерживающие какой-либо груз на поверхности. Подобные транспортеры применяются, в частности, на птицефабриках и животноводческих фермах. На элеваторах и в зернохранилищах применяются в основном шнековые транспортеры, предназначенные для перемещения зерна, например при загрузке автомашин-самосвалов или специальных зерновозов бункерного типа. Автомашины-зерновозы также имеют небольшой шнековый транспортер, применяемый при выгрузке зерна или комбикормов потребителю. Шнековые транспортеры также широко применяются на предприятиях стройиндустрии России.

Трикотажная машина

Трикотажная машина – то же, что и вязальная машина – машина для изготовления трикотажных полотен и различных изделий. В зависимости от способа прокладывания и провязывания нитей (пряжи) различают трикотажные машины поперечного вязания, на которых проложенная нить провязывается на всех иглах последовательно, и трикотажные машины продольного вязания, на которых одновременно прокладывается большое число нитей (каждая на свою иглу), а затем они провязываются в петли. Трикотажные машины характеризуются классом (число игл, приходящееся на единицу длины игольницы) и подразделяются на плоские; круглые; одинарные; двойные. По назначению такие машины делятся на:

1) машины, предназначенные для выработки трикотажных полотен (гладких и рисунчатых);

2) автоматы для вязания штучных трикотажных изделий или отделки деталей изделий (так называемый регулярный трикотаж), гладких или рисунчатых;

3) полуавтоматы для изготовления трикотажных изделий или их частей, требующих последующего подкроя при окончательном пошиве какого-либо трикотажного изделия (полурегулярный трикотаж).

Тумблер

Тумблер (англ. tumbler, от tumble – «опрокидываться»), малогабаритный переключатель на два либо три положения с рычажно-пружинным приводом. Тумблер применяется главным образом для коммутации цепей управления (реже цепей питания) в электротехнических аппаратах, приборах и устройствах и в радиоэлектронной аппаратуре. Устанавливают тумблер обычно на панелях и щитках управления приборов (аппаратов) и пультах управления. Максимально допустимое напряжение 380 В, ток 3А.

Фальцовка

Фальцовка – производственный метод сгибания листа или изделия, которое производится с помощью специальных устройств, используя материал с плотностью до 200 г/м².

Разработаны устройства, способные создавать четыре параллельных и два перпендикулярных фальца, перфорацию или биговку, на бумаге плотностью 80—170 г/м².

Фальцовка применяется для изготовления буклетов, лифлетов, тетрадей, журналов, каталогов и т. д.

Фальцирующий механизм

Фальцирующий механизм – устройство, предназначенное для выполнения сгиба листа бумаги, широко применяется в полиграфических работах.

Данный механизм функционирует следующим образом: лист бумаги перемещается при вращении подающего цилиндра в положение, при котором линия сгиба располагается между захватывающими валиками.

Фальцирующий нож при этом выходит из продольной прорези барабана и образует сгиб листа. Далее лист захватывается валиками, складывается вдвое и перемещается.

Валики установлены на специальных рычагах и поджаты один к другому пружиной. Для привода фальцирующего ножа применяется планетарный зубчатый механизм. Водило фальцирующего механизма жестко соединено с цилиндром.

На указанном водиле установлены зацепляющиеся сателлиты (два). Один из сателлитов взаимодействует с неподвижным центральным колесом, а на втором сателлите жестко закреплен нож. Передаточное отношение между двумя колесами при остановленном водиле равно двум. При таком условии и длине ножа а_ω (омега), где а_ω – межосевое расстояние планетарной передачи, конец лезвия ножа во время фальцовки листа бумаги движется строго по вертикали.

Фрикционная передача

Фрикционная передача – механическая передача, служащая для передачи вращательного движения от одного вала к другому с помощью сил трения, возникающих между дисками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и прижимаемыми друг к другу. Фрикционную передачу используют в бесступенчатых передачах, фрикционных прессах и фрикционных молотах. В большинстве случаев фрикционную передачу применяют в малонагруженных механизмах.

Фрикционная передача характеризуется тем, что допускает относительный поворот валов за счет незначительного проскальзывания сопряженных поверхностей трения при возрастании передаваемого крутящего момента выше предельной величины, из-за высоких скоростей вращения валов или из-за увеличения нагрузки на весь механизм в целом.

При расчете фрикционной передачи обязательно определяют крутящий момент, учитывая инерционные явления в период установившегося движения всех элементов какого-либо механизма (станка, машины, механической системы).

Фрикционная передача, выполненная в виде бесступенчатой передачи с соответствующим регулированием работы какого-либо механизма, имеет целый ряд преимуществ перед ступенчатыми передачами:

1) облегчение возможности автоматизации и управления на ходу, например для поддержания постоянства скорости намотки пряжи в шпули, бумаги в рулоны, постоянства скорости резания при обточке нецилиндрических поверхностей заготовок или деталей на станках токарного типа, что приводит к значительному повышению производительности работы (примерно в два-три раза);

2) повышение качественных показателей:

а) получение наивысшей чистоты поверхностей, обработанных на станках токарного типа;

б) повышение точности работы испытательных машин;

в) выход из области резонанса;

3) повышение производительности и экономичности вследствие возможности выбора наиболее целесообразного режима процесса, в частности с наиболее полным использованием мощности электродвигателя (в том числе реверсивного).

Фрикционный механизм

Фрикционный механизм – устройство, в котором передачу движения, разгон или торможение осуществляют благодаря силам трения между прижимаемыми друг к другу элементами. Во фрикционном механизме, состоящем из жестких элементов (в передаче, муфте, тормозе фрикционного исполнения), минимальное требуемое усилие прижатия N = F₂₁ / f₀, где F₂₁ = -F₁₂ требуемая окружная сила, f₀ – коэффициент трения покоя. При этом определяют момент трения, передаваемый благодаря силам трения. Для фрикционной передачи: Т₁ = F₂₁R₁, T₂ = F₁₂R₂, откуда Т₁/ Т₂= R₂/ R₁ (только без учета потерь на трение).

Для колодочного тормоза тормозной момент T = f₀Nr, для дискового тормоза зависимость такая же, но R (R₂ – R₁) / 2 – радиус, для которого определяется равнодействующая сил трения. В ременных передачах, ленточных конвейерах, тормозах и муфтах натяжение в ветвях S₁ и S₂ обеспечивает прижатие ремня или транспортерной ленты (резинотканевой) к шкиву. Если T = 0, то S₁ = S₂ = S₀, а при T ≠ 0 из условия равновесия S₁ – S₂ = F, где F = T / R – окружная сила – сила трения между гибким элементом данного механизма и шкивом. При этом справедливо соотношение S₁ / S₂ = e^f0α (формула Эйлера), где α – угол охвата шкива гибким элементом.

Суммарное начальное натяжение в ветвях S₁ и S₂ остается неизменным при приложении момента Т.

Наиболее широко в различных машинах, установках, станочных автоматических линиях применяется такой вид фрикционного механизма, как фрикционная муфта (от лат. frictionis – «трение») – устройство, предназначенное для соединения двух валов с передачей вращающего момента благодаря силам трения между пластинами или дисками, связанными с этими валами. Фрикционная муфта позволяет осуществлять плавное сцепление вращающихся валов, уменьшает динамические нагрузки при пуске, предохраняет привод от перегрузок. Другим примером фрикционного механизма является синхронизатор (от греч. synchronos – «одновременный») – устройство для безударного и бесшумного переключения с одного режима на другой коробки передач. Действие такого фрикционного механизма основано на предварительном уравнивании угловых скоростей соединяемых деталей. На валу синхронизатора устанавливается колесо таким образом, что оно может вращаться. Это колесо соединяют с валом посредством муфты, содержащей два звена. При осевом перемещении второго звена оно движется совместно с первым звеном благодаря фиксации шариком. Сначала в контакт вступает специальный фрикционный элемент, не рассчитанный на передачу рабочей нагрузки, но способный уравнять скорости звеньев – первого и третьего (в виде колеса, установленного на валу). При дальнейшем перемещении второго звена шарик отжимается и это звено (т. е. второе) входит своими зубьями во взаимодействие с зубьями указанного колеса. В результате полученное соединение обеспечивает передачу вращения от вала зубчатому колесу.

Храповый механизм

Храповый механизм – устройство, в котором относительное движение звеньев возможно только в одном направлении, а в другом направлении звенья такого механизма взаимодействуют благодаря давлению их элементов и не могут перемещаться относительно друг друга. Храповый механизм применяют в качестве задерживающего устройства в грузоподъемных механизмах. Храповым механизмом является, например, грузоупорный тормоз – фрикционный тормоз, управляемый автоматически в зависимости от вращающего момента на входном звене. Грузоупорный тормоз выключается только при наличии вращающего момента на входном звене, достаточного для преодоления сил сопротивления, приведенных к входному звену. Грузоупорный тормоз включается при отсутствии вращающего момента на входном звене. Храповый механизм применяется также в передачах периодического вращательного движения, в частности в устройстве для преобразования качательного движения в однонаправленном движении и т. д.

Цанга

Цанга (от нем. Zange) – приспособление в виде разрезной втулки для зажима цилиндрических или призматических предметов. Цанга применяется очень часто при выполнении различных токарных и слесарных работ. Например, цанга является важной составной частью разжимной оправки в виде разрезной упругой гильзы, имеющей наружную цилиндрическую и внутреннюю коническую поверхности. Такая цанга (т. е. разрезная упругая гильза) надевается на конический стержень оправки. Чтобы цанга обладала необходимыми упругими свойствами, на ней сделано шесть продольных прорезей. Деталь в оправке с цангой закрепляется гайкой. С помощью другой гайки цанга вместе с деталью снимается с оправки. Кроме того, цанга выполняется в виде специального приспособления – патрона. В частности, цанговый патрон устанавливается на конце гибкого вала шлифовальной электрической машины – так называемой бормашины. В цанговом патроне указанной машины можно закреплять самые разнообразные инструменты – борфрезы, напильники, надфили, абразивные головки (используемые для шлифования). Цанговый патрон, закрепленный на гибком валу, используется также в передвижном опиловочно-зачистном станке. В этом случае в цанговом патроне также закрепляется необходимый инструмент, такой как шлифовальные абразивные головки. При выполнении токарных работ на машиностроительных предприятиях часто используются такие приспособления, как:

1) цанговый патрон, предназначенный для обработки заготовок (или деталей) малых размеров с небольшими отклонениями по диаметру;

2) цанговая оправка для обработки «стаканов» (т. е. заготовки или детали, имеющей форму стакана); такая оправка имеет разжимной конус, гайку, штифт и собственно корпус с цангой;

3) цанговые патроны с цилиндрическим хвостовиком, используемые для зажима обрабатываемой на токарном станке заготовки (или детали) небольшого диаметра.

В ручных сверлильных дрелях, а также в коловоротах устанавливаются цанговые патроны, в которых закрепляется сверло небольшого диаметра.

Цапфа

Цапфа (от нем. Zapfen) – часть оси или вала, опирающаяся на подшипник. Промежуточную цапфу называют шейкой, а концевую – пятой, если она предназначена в основном для восприятия осевой нагрузки, и шипом, если она предназначена в основном для восприятия радиальной нагрузки.

Цапфа может иметь цилиндрическую, коническую, сферическую или плоскую форму.

Цевочный механизм

Цевочный механизм – механизм, имеющий цевочное зацепление в виде зубчатого зацепления посредством цилиндрических круговых элементов – цевок и зубьев с сопряженным профилем. Примером цевочного механизма является цевочная передача, в которой используются разновидности циклоидальных профилей.

Внешние и внутренние зацепления таких колес применялись в различных машинах и станках сравнительно широко в первой половине ХХ в. В настоящее время они еще встречаются в некоторых машинах, например в механизмах вращения подъемных кранов на гусеничном ходе и в других устройствах. Одна из разновидностей цевочного зацепления колес в соответствующих механизмах – когда профили располагаются за пределами окружностей колес, что бывает необходимо для размещения в колесах подшипников и других элементов передачи. Такое цевочное зацепление называется внецентроидным.

При перекатывании колеса по колесу получается траектория центров цевок – перициклоида (укороченная Пу), а профиль зуба колеса очерчивается по эквидистанте к этой траектории ЭПу. Такое зацепление применяется в различных передачах с малой разницей чисел зубьев. Оно характеризуется большими углами давления, но позволяет передавать нагрузку при большом числе контактирующих пар зубьев, при этом точность выполнения передач очень высокая.

Цевочное зацепление рейки с колесом в цевочном механизме используется для преобразования вращательного движения в поступательное; в данном случае профиль зубьев представляет собой эвольвенту Э. В некоторых цевочных механизмах применяются также зацепления зубчатой рейки или большого зубчатого колеса с малым цевочным колесом. Для получения постоянного передаточного отношения профиль зуба должен соответствовать эквидистанте к циклоиде ЭЦ.

Цепная передача

Цепная передача – передача вращения посредством зацепления многозвенной гибкой связи с жесткими звеньями. Гибкую связь называют цепью, а жесткие звенья – звездочками. Цепная передача позволяет передавать движение при значительных межосевых расстояниях α ≤ 80ρ, ρ – шаг цепи. У данных передач меньше габаритные размеры, чем у ременных передач, но она характеризуется большей неравномерностью хода из-за непостоянства передаточного отношения. Передаточное отношение изменяется потому, что звездочка представляет собой как бы многогранник, огибаемый цепью. При постоянной угловой скорости – ведущей звездочки окружная скорость, а, следовательно, и скорость движения цепи v = ω (d / s) cos φ, где d – радиус внешней окружности звездочки, а φ – угол между условной осью окружности звездочки и ее зубом. Период изменения скорости v равен 2π / z, где z – число зубьев звездочки. Переменная скорость цепи преобразуется в переменную скорость ведомой звездочки. Коэффициент полезного действия КПД = 0,96 – 0,98. Применяют цепную передачу при мощности привода (Р) Р ≤ 100 кВт, окружной скорости v = 15 м/с и передаточном числе u ≤ 7 (u = z₂ / z₁, где z₂ и z₁ – числа зубьев звездочек). Наибольшие встречающиеся значения Р = 3500 кВт, v = 35 м/с, u = 10. Цепную передачу используют также для передачи движения между несколькими звездочками.

Цепная передача со специальной цепью (карданной, круглозвенной или пластинчатой с перекрещивающимися осями) может передавать движение при непараллельном расположении осей звездочек. Цепные передачи широко используются в конструкциях различных сельскохозяйственных машин (в частности, в комбайнах). Одним из примеров цепной передачи является цепной планетарный механизм, в котором имеется одна звездочка с подвижной осью или перемещаемая направляющей деталь.

Цепь

Цепь – многозвенная гибкая связь, используемая для подвески, подъема и опускания грузов (грузовые цепи), передачи движения в цепных конвейерах (тяговые цепи) и в цепных передачах (приводные цепи).

Грузовые цепи используют в различных грузоподъемных механизмах и машинах (например, в рычажной тали ТР-1М и шестеренчатой ручной тали) при скорости движения до 0,25 м/с. Такие цепи выполняют круглозвенными или пластинчатыми, при этом в пластинчатых цепях параллельно расположенные пластины соединены осями. Тяговые цепи используют при скорости движения до 2—4 м/с.

Наиболее распространены тяговые цепи следующих видов:

1) втулочные;

2) втулочно-катковые с гладкими катками и с гребнями на катках;

3) карданные, в которых звенья соединены перекрывающимися между собой осями;

4) втулочно-роликовые транспортерные с отгибными пластинами. Приводные цепи используют при скорости движения до 15 м/с и выше. В различных машинах и механизмах чаще всего используют такие приводные цепи, как:

1) роликовые однорядные, включающие в себя пластины, оси, втулки и ролики;

2) роликовые многорядные;

3) зубчатые с шарнирами скольжения, включающими в себя два сегмента, оси и пластины;

4) зубчатые с шарнирами качения, содержащие перекатывающиеся элементы;

5) крючковые цепи.

Зубчатые цепи удерживаются на звездочках с помощью пластин, расположенных по обеим сторонам или посредине цепи. Для роликовых и крючковых цепей используют звездочки с зубьями, профиль которых очерчен дугами окружностей. Грузовые и тяговые цепи во многих случаях изготавливают сварными, при этом диаметры барабанов и звездочек, огибаемых сварной цепью, должны быть не менее: для ручного привода – 20 диаметров звена, для машинного привода – 30 диаметров звена. Для сварных грузовых и тяговых цепей используют цепную сталь диаметром от 6 до 16 мм, а шаг таких цепей обычно составляет от 19 до 44 мм. Указанные сварные грузовые и тяговые цепи выдерживают разрушающую нагрузку в пределах от 1400 (при диаметре цепной стали в 6 мм) до 10 200 кг/с (при диаметре цепной стали в 16 мм), или от 14 до 102 кН (в системе СИ).

Цилиндр

Цилиндр (от греч. kylindros – «валик», «каток»). Термин имеет два значения:

1) геометрическое тело, ограниченное цилиндрической поверхностью и двумя секущими ее параллельными плоскостями;

2) направляющая поступательной пары двигателей внутреннего сгорания, гидравлических объемных приводов, сопряженная с поршнем.

В различных транспортных машинах, станочных автоматических линиях и других механизмах широко применяются такие разновидности цилиндра, как:

1) гидроцилиндр;

2) пневмоцилиндр.

Гидроцилиндр в зависимости от назначения содержит следующие элементы и звенья:

1) канал подвода или отвода рабочей среды (т. е. гидравлической жидкости в виде масла или жидкости или специального состава);

2) цилиндр;

3) поршень;

4) пружину;

5) шток;

6) поршневую полость;

7) штоковую полость;

8) плунжер;

9) устройства, обеспечивающие уменьшение скорости перемещения выходного звена в конце хода;

10) мембрану;

11) сильфон.

Гидроцилиндры широко применяются в различных гидросистемах как источники привода рабочих органов мобильных машин и исполнительных механизмов разного вида промышленного оборудования. По функциональным признакам гидроцилиндры – это объемные гидродвигатели, предназначенные для преобразования энергии потока рабочей жидкости (т. е. гидравлической) в механическую энергию выходного звена с возвратно-поступательным движением. Причем подвижным звеном может выступать как шток, так и корпус (т. е. сам цилиндр, выполненный в виде гильзы) гидроцилиндра. В зависимости от рабочего цикла, необходимых скоростей и усилий применяют гидроцилиндры разных типоразмеров и исполнений. Например, они могут быть одностороннего или двустороннего действия. В гидроцилиндрах двустороннего действия прямой и обратный ход совершается под давлением рабочей (гидравлической) жидкости, а в гидроцилиндрах одностороннего действия обратный ход совершается под действием внешней нагрузки или пружины. Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяются поршневые гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним выходом штока. Усилие на штоке и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается гидравлическая жидкость. Обычно противоположная полость при этом соединяется со сливной гидролинией. Гидроцилиндры с двусторонним штоком применяются в основном для поворота рабочего оборудования навесных экскаваторов, при этом подвижным звеном является корпус (т. е. цилиндр в виде гильзы). Поршневые гидроцилиндры двустороннего действия унифицированной конструкции предназначены для гидроприводов мобильных машин и эксплуатируются на гиравлической жидкости вязкостью от 10 до 3500 мм²/с в условиях умеренного (У), холодного (ХЛ) и тропического (Т) климата. (Примечание: сильфон, являющийся составной частью гидроцилиндра, представляет собой тонкостенную гофрированную трубку, которая функционирует как пружина сжатия или растяжения; используют в качестве компенсаторов изменения длины труб, чувствительных элементов – датчиков давления в приборах и разделительных герметизирующих элементах, в механизмах передачи поступательного движения из одной среды в другую.)

Чебышева параллелограмм

Чебышева параллелограмм – вид плоского механизма, имеющего подвижные звенья и кинематические пары пятого и четвертого классов. Работа такого механизма описывается формулой П. Л. Чебышева (была предложена знаменитым русским ученым еще в 1869 г.), которая имеет следующий вид: ω = 3n -2p_V -p_IV, где n – число подвижных звеньев; p_V, p_IV – число кинематических пар соответственно V и IV классов. Формула Чебышева представляет собой частный случай формулы Сомова—Малышева, которая имеет следующий вид: ω = 6n – 5p_v – 4p_iv – 3p_III -2p_ii – p_I. В общем смысле Чебышева параллелограмм является схемой пространственного механизма (плоского механизма) с определенным числом степеней свободы механической системы (это число определяется как число независимых возможных перемещений), причем для механизма, все связи которого голономные, такое число рассматривается в механике как число обобщенных координат. Для твердого тела, свободно движущегося в пространстве, число степеней свободы механической системы равно шести: три поступательных вдоль осей x, у и z и три вращательных вокруг этих осей. Для плоского механизма, к которому применима формула Чебышева (т. е. для параллелограмма Чебышева), ω = 3n – 2p_V – p_IV положение при плоском движении твердого тела определяется тремя координатами, а число накладываемых связей равно двум для пар V класса и одной для пар IV класса. При подсчете числа степеней свободы механической системы, имеющей вид параллелограмма Чебышева, с помощью приведенной формулы Чебышева исключают дублирующие (пассивные, избыточные) связи и лишние (местные) степени свободы.

Червячная передача

Червячная передача представляет собой механизм, предназначенный для передачи вращения между валами со скрещивающимися осями посредством винта, выполненного в виде червяка и сопряженного с ним червячного колеса. Червячная передача, как и зубчатая, имеет начальные и делительные поверхности, представляющие собой поверхности цилиндров (в большинстве случаев). Особой разновидностью червячной передачи является глобоидная передача, у которой делительная поверхность червяка выполнена в виде вогнутой поверхности тора. (Примечание: тор – от лат. torus – «вздутие», «выпуклость», «узел» – геометрическое тело, образуемое вращением круга вокруг прямой, лежащей в плоскости этого круга, но не пересекающей его.) Червячная передача представляет собой разновидность винтовой зубчатой передачи и характеризуется тем, что поверхности зубьев колеса огибают на определенном угле поверхности витков червяка и контактируют с витками червяка по линии, благодаря чему повышается несущая способность передачи. Червячная передача характеризуется передаточным числом u = z₂ / z₁ где z₂ – число зубьев колеса (обычно z₂ = 18 / 300); z₁ – число заходов винта на червяке (в большинстве случаев z₁ = 1 / 4), а также передаточным отношением i = ω₁ / ω₂ = u, где ω₁ и ω₂ – угловые скорости соответственно червяка и колеса. Червячная передача позволяет получать большие передаточные отношения (до 300), но имеет сравнительно низкий коэффициент полезного действия (КПД от 0,50 до 0,85). Как показали специальные исследования, КПД тем выше, чем больше угол винтовой линии червяка, вычисляемый следующим образом по формуле: γ = arctg (pz₁ / πd₁ = (mz₁) / d₁, где p – осевой шаг; d₁ – делительный диаметр червяка, m – модуль. Чем меньше угол, тем более вероятно явление самоторможения при ведущем червячном колесе. Червячные передачи используются в механизмах в тех случаях, когда требуется значительное понижение угловой скорости; повышающие червячные передачи встречаются очень редко. Цилиндрический червяк, применяемый во многих червячных передачах, может быть:

1) архимедовым – с прямолинейным профилем в осевом сечении;

2) эвольвентным – с эвольвентными винтовыми поверхностями;

3) удлиненно-эвольвентным (конволютным) – образующая прямая его винтовой линии не проходит через ось.

В червячных передачах применяются такие виды червячного зацепления, как:

1) передачи «кавекс» с цилиндрическим червяком, имеющим вогнутый профиль витков в осевом сечении; характеризуются большим КПД и повышенной несущей способностью;

2) передачи с цилиндрическим червяком, нарезанным дисковой конической фрезой или абразивным шлифовальным кругом с трапецеидальной формой профиля;

3) спироидные – с коническим червяком, зацепляющимся с полуглобоидным коническим колесом.

Для червячной передачи подбираются определенные червячные пары с учетом особенностей работы механизмов, в которых они применяются, при этом главное внимание уделяется противозадирной стойке. Специальные исследования показали, что наиболее стойки против заедания и износа червячные пары с цементованным червяком из углеродистой или легированной стали, шлифованным и полированным, и колесом (червячным) из оловянно-фосорной бронзы марки БрОФ10-1 или БрОФ6,5-0,15. Червячные передачи широко применяются во многих машинах, станках, волочильных станах металлургических предприятий и др.

Черпаковый подъемник

Черпаковый подъемник – грузоподъемная машина циклического действия с жесткими вертикальными или наклонными направляющими, по которым перемещается транспортерная лента с закрепленными на ней черпаками, выполненными в виде ковша. Транспортерная лента закреплена на грузовой цепной передаче. Движение черпакового подъемника обеспечивает электродвигатель с червячным (или зубчатым) редуктором. Черпаковый подъемник предназначен для подъема (т. е. перемещения) сыпучих или жидких грузов (материалов) на небольшое расстояние (или высоту). Черпаковый подъемник может иметь вид колеса или сильно вытянутого эллипса. Такие подъемники широко применяются в зерновых хранилищах, на элеваторах, в карьерах и др. В нижней части черпакового подъемника ковши поочередно захватывают груз (сыпучий материал) и перемещают его наверх, где происходит опрокидывание и ссыпание груза (материала). Примером черпакового подъемника может служить водоподъемное колесо, имеющее черпаки в виде ковшей.

Шайба

Шайба (от нем. Scheibe) – подкладка металлическая или пластмассовая небольших размеров (в основном), предназначенная для предотвращения самоотвинчивания гаек.

Шайба устанавливается под крепежную гайку или головку болта (или винта крепежного), выполняется в виде плоского кольца сплошного или разрезного упругого (так называемая шайба – гровер, изготовленная из пружинистой стали марки 65Г или другой). Шайба применяется с целью увеличения опорной поверхности под крепежной гайкой или головкой болта (или винта).

Шарикоподшипник

Шарикоподшипник (см. «Подшипник») – подшипник качения или скольжения, имеющий во внутренней части шарики определенных размеров, зависящих от общей конструкции подшипника и его назначения.

Шарикоподшипники подразделяются на две большие группы: шарикоподшипники качения и шарикоподшипники скольжения.

В свою очередь эти группы делятся на подгруппы:

1) шарикоподшипники качения радиальные однорядные, рассчитанные на радиальные и осевые нагрузки, в том числе на чисто осевые нагрузки в сочетании с высокой угловой скоростью;

2) шарикоподшипники радиальные однорядные (качения) со стопорной канавкой на наружном кольце, используются для радиальных и осевых нагрузок в сочетании с высокой угловой скоростью;

3) шарикоподшипники качения радиальные однорядные с защитными шайбами и со стопорной канавкой на наружном кольце;

4) то же, со специальными уплотнениями;

5) шарикоподшипники качения радиальные двухрядные сферические самоустанавливающиеся воспринимают радиальные и небольшие осевые нагрузки лучше, чем однорядные (радиальные), при этом фиксируют вал (корпус) в осевом направлении в обе стороны даже при наличии небольшого перекоса до 2—3°;

6) шарикоподшипники качения радиальноупорные широко применяются во многих механизмах, станках (в опорах шпинделей токарно-винторезных станков, фрезерных и др.), в электродвигателях небольших размеров и малой мощности, в червячных передачах и др. При этом они воспринимают радиальные, осевые и комбинированные нагрузки. Для воспринятия очень больших осевых нагрузок подшипники могут быть установлены по два, по три и более в опоре по схеме тандем;

7) шарикоподшипники качения упорные рассчитаны на воспринятие только осевых нагрузок: одинарные – в одном направлении, а двойные – в обоих направлениях. Допускаемые для этих подшипников скорости весьма ограниченны, поэтому при повышенных числах оборотов, и особенно на горизонтальных валах, их не применяют.

Данные шарикоподшипники применяются в малоскоростных редукторах, в том числе и червячных; в опорах шпинделей небольших станков, работающих в основном на малых скоростях, во вращающихся центрах токарновинторезных станков и др.

Шарики для любых видов шарикоподшипников изготавливаются из специальной легированной стали марки ШХ. Для корпусов шарикоподшипников также применяются легированные (нержавеющие) стали марок 20Х13, ШХ13, 40Х13 и др.

Шарнир

Шарнир (от нем. Scharnier – «дверная петля») – кинематическая вращательная пара, состоящая из двух подвижных элементов, являющихся составными частями какого-либо механизма.

Шарнир.

В различных машинах, механических системах и устройствах, включая станочные автоматические линии, широко применяются шарнирные механизмы и шарнирные муфты.

Шарнирные муфты

Шарнирные муфты – устройство, предназначенное для соединения валов с пересекающимися осями, содержащее также несколько цилиндрических подвижных пар. В некоторых механических системах применяется шарнирный четырехзвенный механизм (его также называют коротко-шарнирный четырехзвенник). Такой шарнирный механизм включает в себя три подвижных звена и стойку, т. е. неподвижное звено.

Шарнирный механизм

Шарнирный механизм – механизм, имеющий в своей конструкции один или несколько шарниров в виде звеньев – вращательных пар. Шарнирные механизмы подразделяются на:

1) двухзвенные (самые простые);

2) трехзвенные;

3) четырехзвенные.

Четырехзвенные шарнирные механизмы в механических системах применяются очень часто, к ним относятся:

1) кривошипно-коромысловый механизм;

2) двухкривошипный механизм;

3) двухкоромысловый механизм.

В состав кривошипно-коромыслового механизма входят: кривошип (вращающееся звено шарнирного механизма) и коромысло. Кривошипно-коромысловый механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа в качательное движение коромысла или наоборот, качательного движения коромысла во вращательное движение кривошипа. Двухкривошипный механизм представляет собой шарнирный четырехзвенный механизм, в который входят два кривошипа. Данный механизм служит для передачи и преобразования вращательного движения. При вращении первого кривошипа движение через шатун передается второму кривошипу, при этом за один оборот первого кривошипа второй кривошип совершает также один оборот. Кроме того, углу поворота данного кривошипа соответствует угол поворота другого кривошипа. Двухкоромысловый механизм функционирует как шарнирный четырехзвенный механизм, в состав которого входят два коромысла. Такой механизм служит для преобразования качательного движения одного коромысла в качательное движение другого коромысла. Первое коромысло взаимодействует со вторым коромыслом посредством шатуна, при этом каждому значению угла поворота первого коромысла (кроме крайних положений этого коромысла) соответствуют два значения угла поворота второго коромысла, и наоборот – каждому значению (кроме крайних положений второго коромысла) соответствуют два значения угла поворота. Функция положения двухкоромыслового механизма имеет замкнутую форму и может быть реализована только при задании определенного направления при переходе звеньев через «мертвые» точки.

Шатун

Шатун – звено рычажного механизма, образующее кинематические пары только с подвижными звеньями. Шатун выполняют в виде одной или нескольких жестко соединенных между собой деталей. Обычно шатун имеет отверстия, цапфы, направляющие – элементы кинематических пар, посредством которых он взаимодействует с другими звеньями. Шатун может быть соединен с тремя подвижными звеньями посредством двух вращательных пар. Кроме того, возможны и другие сочетания элементов кинематических пар, например, в коромыслово-кулисном мханизме коромысло и кулиса взаимодействуют посредством шатуна. Такой механизм служит для преобразования качательного движения входного звена (коромысла или кулисы) в качательное движение входного звена (другой кулисы или коромысла). Другой пример применения двух шатунов – механизм косилки сельскохозяйственной машины. В данном примере через первый шатун, рычаг и второй шатун движение звеньев от привода преобразуется в возвратно-поступательное движение ножа, срезающего траву.

Шатун также является важной составной частью кривошипно-ползунного механизма, в котором он шарнирно соединен с ползуном и кривошипом. В процессе работы такого механизма крайние точки хода ползуна получаются в том случае, когда центры шарниров кривошипа и шатуна располагаются на одной линии.

В кулачково-мальтийском механизме шатун является важным подвижным элементом, имеющим зацепление посредством цевки с выходным звеном.

В указанном механизме шатун движется относительно кулисы возвратнопоступательно вследствие его взаимодействия с неподвижным кулачком. Применяют кулачково-мальтийский механизм в станках-автоматах и автоматических линиях.

Шевронное колесо

Шевронное колесо (шевронное зубчатое колесо) представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями.

Часть венца шевронного колеса, в пределах которого линии зубьев имеют одно направление, называют полушевроном.

Шевронное колесо используют в специальной шевронной цилиндрической передаче, которая относится к тяжело нагруженной передаче.

Шестерня

Шестерня – зубчатое колесо с меньшим числом зубьев по сравнению с другим зацепляющимся с ним зубчатым колесом.

Шестерни в сочетании с зубчатыми колесами широко применяются в различных механических системах, в том числе в токарно-винторезных станках (в частности, в коробках скоростей и коробках подач) и других станках и машинах.

Шестерня является важным составным элементом в таких механизмах, как:

1) параллелограммно-реечном, предназначенном для получения прерывистого однонаправленного вращения выходного звена в виде шестерни при непрерывном однонаправленном вращении входного звена – кривошипа. В таком механизме шестерня совершает прерывистое движение;

2) поворот-стол станка, где шестерня взаимодействует с зубчатым сектором, при этом от шестерни движение передается столу через зубчатую пару, а при отключении шестерни от зубчатого сектора стол станка останавливается;

3) поворотный механизм – устройство для углового перемещения одной части какой-либо машины (транспортной, землеройной, грузоподъемной и др.) относительно другой. В указанном механизме (полноповоротном) шестерня является важным выходным звеном редуктора, взаимодействующим с зубчатым колесом, установленным на раме машины (например, полноповоротного ковшового экскаватора); шестерня, обегая зубчатое колесо, поворачивает платформу, на которой базируется главная часть машины;

4) реверсивный, где в трех вариантах исполнения данного механизма с автоматическим переключением используются шестерни: в первом варианте две шестерни взаимодействуют с внутренними и внешними венцами; во втором варианте коническая шестерня обкатывается по коническому венцу с одной и другой стороны; в третьем варианте одна шестерня является очень важным входным звеном, а другая поочередно зацепляется с внешним или внутренним венцом, при этом вращается соответственно в ту или иную сторону.

Таким образом, из приведенных выше примеров видно, что шестерня является очень важным элементом различных механизмов и устройств. Из специальных исследований работы шестерен получен такой вывод: чем большую твердость имеют зубья у шестерен, тем большую нагрузку выдерживает соответствующая передача. Для изготовления шестерен используют специальные легированные стали, в частности: 50С2Г, нормализованная сталь 35 ХГС, 25Х2 ГНТА, 12Х2 НУА, 38ХВФЮА-С и др. При изготовлении шестерен сталь (или другой материал) подбирается с учетом особенностей режима работы механизма или устройства, в котором они будут установлены.

Для механизмов слабонагруженных, но работающих в агрессивной среде, для изготовления шестерен используются такие пластмассы, как капролон и фторопласт, обладающие не только химстойкостью, но и высокой прочностью.

Шип вала

Шип вала является аналогом цапфы, выполняется в виде выступа на валу и предназначен в основном для восприятия радиальной нагрузки. Кроме того, шипы на валах устраивают для увеличения прочности в местах, испытывающих значительные нагрузки на изгиб или излом.

Шкив (от голл. schijf) – колесо с широким ободом, охватываемым ремнем или канатом (или транспортерной резинотканевой лентой). Шкив – такое же древнее изобретение человечества, как и колесо: с появлением колеса появились и шкивы, которые на разных языках народов мира назывались по-разному. Мореплаватели-голландцы, ходившие в далекие путешествия по морям и океанам, называли колесо шкивом, потому что оно применялось в больших количествах на парусных судах, где оно выполняло важную функцию при креплении парусов и различных грузов с помощью пеньковых канатов. На этих же судах имелись и лебедки для подъема самых различных грузов, начиная от мешков с сахаром и кончая пушками. Шкивы разных видов и размеров широко применяются в современных подъемных механизмах и машинах. Например, в лебедке двухскоростной, устанавливаемой в системе подъема и опускания лифтов – пассажирских и грузовых, применяются два шкива – канатоведущий и шкив тормоза. Другой пример – механизм литцекрутильной машины, где пучок проволок токопроводящих жил перемещается путем вращения тягового шкива. С этим же шкивом посредством зубчатой пары связан счетчик длины скрученной жилы электрического кабеля. Практически во всех подъемных механизмах, предназначенных для преимущественно вертикального перемещения различных грузов, применяется канатоведущий шкив (в частности, в автомобильных и гусеничных подъемных кранах различной грузоподъемности – от 3 до 50 т и более). (Примечание: канатоведущий шкив в грузоподъемных механизмах – это шкив с направляющими канавками, охватываемый канатами (или тросами) и передающий им тяговое усилие благодаря силам трения между поверхностью канавок и канатом.) Используют такие шкивы также и в шахтных подъемных машинах.

Шлицевое соединение

Шлицевое соединение, зубчатое соединение, пазовое соединение – подвижное или неподвижное соединение двух деталей, имеющих пазы и выступы (выступы одной детали входят в пазы другой).

В различных механизмах применяют преимущественно прямобочное шлицевое соединение. В некоторых малонагруженных механизмах применяются такие шлицевые соединения, как:

1) эвольвентное;

2) мелкозубое треугольное.

Для обеспечения концентричности деталей шлицевого соединения их центрируют по:

1) внешнему диаметру;

2) внутреннему диаметру;

3) боковым поверхностям зубьев.

Шнек

Шнек (от нем. Schnecke) – (то же, что винтовой транспортер) – транспортер, предназначенный для непрерывного транспортирования насыпных грузов, обычно в горизонтальной плоскости и с наклоном до 20°.

Шнек выполняется в двух вариантах:

1) для крутонаклонного транспортирования;

2) для вертикального транспортирования.

Шнек представляет собой полый внутри цилиндр (металлический, стальной) с винтовой поверхностью, помещенный в металлический стальной желоб.

Перемещение какого-либо сыпучего груза в желобе происходит при вращении шнека-винта.

Шнек широко используется на предприятиях стройиндустрии, на тепловых электростанциях, работающих на угле, и др.

Шнек изготавливают диаметрами от 100 до 800 мм.

Частота вращения шнека изменяется от 6 до 300 об/мин.

Шнек преимущественно используется в сельскохозяйственных машинах.

Шпилька

Шпилька (в технике) – металлический стальной стержень небольших размеров (по длине и диаметру) с резьбой на обоих концах, предназначен для крепления каких-либо деталей в механизмах, машинах, оборудовании, специальных разъемных приспособлениях. Крепление деталей с помощью шпильки осуществляется путем навинчивания гаек с обеих сторон, с предварительной установкой двух или более шайб (на концах шпильки).

Шпиндель

Шпиндель (от нем. Spindle, в буквальном переводе – «веретено») – важный рабочий орган какого-либо металлорежущего станка, передающий вращение обрабатываемой заготовке или детали. Шпинделем также называется вал прокатного стана – оборудования металлургического производства; такой вал передает вращение от двигателя к валкам, по которым осуществляется перемещение металлических стальных полос или шестигранников и др. Шпиндель токарно-винторезного станка представляет собой массивный пустотелый вал, изготовленный из легированной высокопрочной стали. На переднем конце шпинделя выполнен посадочный конус, на котором базируются патроны двух-, трех– или четырехкулачковые, предназначенные для закрепления обрабатываемых заготовок или деталей. С переднего конца шпиндель указанного станка расточен на стандартный конус Морзе № 6. В конической расточке шпинделя устанавливаются передний центр или специальные приспособления (токарные) в виде оправки. Шпиндель токарно-винторезного станка фиксируется на двух опорах качения: передняя – регулируемый двухрядный роликовый подшипник с роликами и внутренними коническими кольцами; задняя – радиально упорный подшипник с постоянным натягом, который обеспечивают пружины, упирающиеся в диск и отжимающие наружное кольцо роликоподшипника. Шпиндель токарно-винторезного станка размещается внутри так называемой передней бабки и связан с коробкой скоростей, регулирующей скорость вращения шпинделя. В современных токарных станках-автоматах, имеющих систему автоматического управления в виде УЧПУ с компьютером, крепление шпинделя и регулирование его скорости вращения выполнено по упрощенной схеме в связи с применением такого привода, как реверсивный электродвигатель. На современных станках-автоматах шпинделей устанавливается несколько: от двух до шести, при этом одни устанавливаются горизонтально, а другие вертикально, в зависимости от вида обрабатываемых заготовок или деталей. Соответственно количеству шпинделей в станках-автоматах в качестве приводов столько же применяется реверсивных электродвигателей. Таким образом, шпиндель является очень важной составной частью различных станков и прокатных станов, обеспечивая их необходимый уровень функционирования.

Шплинт

Шплинт (от нем. Splint) – металлический стальной стержень, вставляемый в отверстия деталей винтового или иного вида соединения и служащий для предотвращения самоотвинчивания гаек. Шплинты изготавливаются из мягкой прутковой стали марки Ст 0 / 10, имеют небольшую длину и диаметр. На метизных производствах шплинты изготавливаются согласно действующим техническим регламентам (ранее были советские государственные стандарты или отраслевые нормали – автомобильные, тракторные, авиационные и др.). Шплинт имеет следующий вид: после установки в отверстие детали «усики» шплинта обязательно раздвигаются, с тем чтобы он не выпал из отверстия. Шплинты имеют минимальную длину в 30 мм, диаметр 5 мм (общий или по 2,5 мм у каждой половинки), а максимальную 10 мм, диаметр 10 мм (т. е. по 5 мм у каждой половинки). При индивидуальном изготовлении на каком-либо транспортном или ремонтном предприятии шплинты могут изготавливаться и больших размеров из стального мягкого прутка.

Впервые шплинты появились на обычных повозках и телегах еще в Средние века – их изготавливали в кузницах и устанавливали в отверстия осей телег и повозок. В настоящее время шплинты применяются не только в автомобилях, тракторах, комбайнах, но также в некоторых соединениях деталей железнодорожных вагонов (грузовых и пассажирских).

Штифт

Штифт (от нем. Stift) – цилиндрический или конический металлический стальной стержень, используемый в различных механических системах (механизмах, машинах, оборудовании для неподвижного соединения двух деталей).

Штифты, например, применяются в дисковых управляемых соединительных муфтах (т. е. в цепных), в которых большие диски присоединяются к корпусу муфты радиально расположенными штифтами (в основном в однодисковых и двухдисковых муфтах). На штифты в годы существования Советского Союза в станкостроительной промышленности была введена нормаль станкостроения под номером Р95 «Элементы срезных муфт» (аналог отраслевого стандарта – ОСТа). По указанному документу были нормализованы срезные штифты предохранительных муфт для срезывающих (т. е. разрушающих) сил, имеющих значения от 70 до 3300 кг. Такие предохранительные муфты разъединяют валы при возрастании крутящего момента или скорости вращения выше допустимого значения. В последнем менее распространенном случае применяются нормально замкнутые центробежные самоуправляемые муфты, снабженные срезными штифтами (т. е. при предельных значениях скоростей или крутящего момента штифты срезаются и соответственно соединение муфты размыкается, что способствует предупреждению разрушения валов и механизма в целом). Срезным штифтам, устанавливаемым в предохранительных муфтах, придают при их изготовлении постепенно уменьшающийся угол подъема и закругленную вершину. Расположение штифтов в предохранительных муфтах осевое или радиальное, при этом их количество может быть от двух до четырехшести.

Как показали специальные исследования, применение нескольких штифтов менее надежно относительно неодинакового распределения между ними нагрузки, но более выгодно в смысле уравновешенности радиальных сил, действующих на валы (соединяемые муфтой).

Шток

Шток (от нем. Stock, в буквальном переводе – «палка», «ствол») – цилиндрический металлический стальной стержень, соединенный с поршнем и расположенный вдоль цилиндра. Шток широко применяется в таких распространенных устройствах, как:

1) гидроцилиндры;

2) пневмоцилиндры;

3) гидрораспределители;

4) пневмораспределители;

5) демпферы и др.

(Примечание: демпфер – устройство для успокоения (демпфирования) или предотвращения вредных механических колебаний звеньев машин или каких-либо механизмов путем поглощения энергии.) Например, в одном из вариантов выполнения демпфера при колебаниях штока с поршнем, помещенным в неподвижный цилиндр. Жидкость гидравлическая (специальная) перетекает через канал поочередно из одной полости в другую, при этом соответственно гасятся механические колебания. В гидроцилиндрах шток применяется в таком важном устройстве, как замок (этот замок выполняется в виде устройства, предотвращающего относительное продольное перемещение звеньев гидроцилиндра в их положениях). В первом варианте замка шток в конце хода фиксируется относительно цилиндра шариком, входящим в канавку указанного цилиндра. Во втором варианте замка гидроцилиндра на штоке и втулке выполнены продольные пазы и выступы. В зависимости от углового положения втулки выступы штока могут либо свободно перемещаться между выступами втулки, либо упираются в них. В частности, в конце хода штока выступы свободно перемещаются в крайнее правое положение, а затем разворачивают втулку таким образом, что их обратный ход невозможен. В результате исключается осевое перемещение деталей замка, т. е. обеспечивается соответственно предотвращение относительного продольного перемещения звеньев гидроцилиндра. Шток является очень важной составной частью привода качательных движений, установленного между двумя шарнирно соединенными звеньями и обеспечивающего их относительный поворот. В указанном приводе используются гидроцилиндры, причем в трех вариантах: первый вариант – гидроцилиндр через шток соединен с гибкой связью звеньев; второй вариант – шток гидроцилиндра связан с реечной передачей привода; третий вариант – шток гидроцилиндра привода взаимодействует с шарнирным механизмом.

В современных механических автоматизированных системах машиностроительных производств широко применяется автооператор – устройство, обеспечивающее загрузку ориентированных заготовок в зону обработки и съем обработанных деталей. В данном устройстве также применяется гидроцилиндр со штоком, причем привод обеспечивается перемещением цилиндра относительно штока. В процессе работы автооператора поворот штока вместе со всеми соединенными звеньями осуществляется посредством гидроцилиндра, взаимодействующего со штоком через шатун. Приведенные примеры применения штока в различных устройствах и механизмах составляют весьма незначительную часть от всех случаев использования штока как важной составной части.

Эвольвентное зацепление

Эвольвентное зацепление – определяется в механике как зубчатое зацепление, выполненное с использованием сопряженных зубьев, профиль которых идентичен эвольвенте. (Примечание: эвольвента (от лат. evolvens – «развертывающий») представляет собой кривую, геометрическим местом центров кривизны которой является другая кривая, называемая эволютой.)

Зацепления с эвольвентными зубьями были предложены известным ученым-математиком Л. Эйлером в середине XVIII в., а стали широко использоваться в различных механических системах только в конце XIX – начале ХХ вв. после того, как был предложен эффективный способ нарезания зубьев. (Примечание: эвольвентный зуб – зуб металлического стального колеса (зубчатого), профиль которого очерчен по эвольвенте.) Ввиду того что нормаль к эвольвенте всегда касается основной окружности, то общая нормаль NN к сопряженным профилям касается обеих основных окружностей в точках А и В. Эта же нормаль, в соответствии с основной теоремой зацепления, проходит через полюс «Р». Очевидно, что эта нормаль при вращении круглых колес сохраняет неизменным свое положение.

При ведущем колесе и определенном направлении его угловой скорости точка контакта «К» перемещается в направлении v_K по линии «АВ», которая представляет собой линию зацепления. Таким образом, в эвольвентном зацеплении имеет место прямая линия зацепления. Угол между линией зацепления и перпендикуляром ХХ к линии О₁О₂ называется углом зацепления и обозначается α_w, причем он равен углам АО₁Р и ВО₁Р. Угол зацепления равен углу давления в полюсе зацепления и характеризует направление силы, действующей со стороны одного колеса на другое. Радиусы начальных и основных окружностей связаны следующими зависимостями:

Rw₁ = Rв₁ / cos α_w , Rw₂ = Rв₂ / cos α_w .

Поэтому для эвольвентного зацепления:

a_w = (Rв₁ + Rв₂) / cos α_w , i ₁₂ = (Rw₂ / Rw₁) = (Rв₂ / Rв₁).

Это означает, что передаточное отношение однозначно определяется отношением радиусов основных окружностей.

В связи с этим, если, например, при неизменных Re₁ и Re₂ изменить межосевое расстояние a_w, то изменятся радиусы Rw₁ и Rw₂ и угол α_w, а останется тем же. Это свойство эвольвентного зацепления свидетельствует о том, что при погрешностях расположения осей с сохранением их параллельности передаточное отношение остается постоянным.

Эксцентрик

Эксцентрик (от лат. ех – приставка, означающая отделение и centrum – «центр») – деталь какого-либо механизма или механической системы машины или оборудования, имеющая определенное смещение функциональной оси по отношению к геометрической оси.

Например:

1) у эксцентриковых дисков ось функционального отверстия (в котором крепится другая деталь в виде стержня) смещена относительно геометрической оси диска;

2) у эксцентриковых валов ось цапфы смещена относительно оси вала;

3) у коленчатых валов оси шатунных шеек смещены относительно осей коренных шеек.

Эксцентрики часто применяются в таких механизмах, как:

1) всережимный центробежный регулятор (представляет собой устройство, обеспечивающее регулирование частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания во всех диапазонах ее изменения, задаваемых вручную). В нем диапазон регулирования задается вручную перемещением опоры коромысла с помощью рычага с эксцентриком и упругого воздействия тяги через рычаг, пружину, другую тягу на указанное коромысло;

2) кулачковый (механизм), в котором имеется эксцентрично расположенный диск – кулачок, взаимодействующий с элементом шарнира;

3) кривошипно-ползунный (механизм), где кривошип выполнен в виде эксцентрика и помещен внутрь охватывающей детали шарнира;

4) кривошипно-ползунный (механизм), в котором кривошип и шатун выполнены в виде эксцентриков, а элементы шарниров и звеньев размещены внутри ползуна;

5) кривошипно-кулисный механизм, имеющий кривошипы в виде эксцентрика, который помещен внутрь ползуна; в свою очередь ползун размещен внутри кулисы; при этом все указанные звенья вместе скомпонованы внутри шарнира;

6) кривошипно-кулисный (механизм), где кривошип выполнен в виде эксцентрика, но внутри него находится ползун вместе с кулисой;

7) кривошипно-ползунный (механизм) с кривошипом-эксцентриком, помещенным внутрь ползуна (первого), в этом варианте указанные элементы включены в систему второго ползуна.

В машиностроительном производстве часто применяются эксцентриковые зажимы, которые выполняются в виде секторов, дисков или цилиндров, рабочая поверхность которых может быть очерчена по окружности по логарифмической или архимедовой спирали. Во второй половине 70-х гг. ХХ в. на советских машиностроительных предприятиях наибольшее распространение получили круглые эксцентриковые зажимы. Эксцентриковые зажимы круглые являются быстродействующими и в настоящее время применяются в тех случаях, когда не требуется большого усилия, которое у них в 3—4 раза меньше, чем у винтового зажима при одинаковой длине рукояток. Эксцентриковые зажимы используются для закрепления обрабатываемой заготовки или детали, но они не применяются при работах, связанных с вибрацией.

Эксцентриковые зажимы выполняются в двух вариантах: со спиральным кулачком и с цилиндрическим винтовым кулачком.

Эксцентриковые детали – втулки, валы (в том числе коленчатые) обрабатывают на обычных токарно-винторезных станках, применяя специальные приспособления в виде планшайб и различных оправок (включая оправки с полой конической поверхностью).