Konieczność montowania części tak, aby mogły się poruszać podczas pracy mechanizmu, doprowadziła do wynalezienia prostych i skomplikowanych przegubów obrotowych. W tym artykule omówimy to bardziej szczegółowo.
Co to jest przegub obrotowy?
Urządzenie, za pomocą którego dwie części są ze sobą połączone, zachowując mobilność wokół wspólnej osi, nazywamy przegubem obrotowym. Składa się z szpilki i klipsa. Urządzenie otrzymało najszerszy rozwój i modyfikację. Znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu i gospodarki narodowej.
W połączeniu cylindrycznym czop ma zwykle postać pręta. Jest wciskany w otwory innej części, która nazywa się klipsem. Najprostszym przykładem połączenia zawiasowego są zawiasy drzwiowe. Przyglądając się im uważnie, łatwo zrozumieć zasadę działania urządzenia. Obie części zawiasów wyposażone są w wydrążone cylindry, które stanowią klipsy połączenia. Szpilka (zwykle mocno wciśnięta w jeden z nich) to palec.
Części połączone w ten sposób poruszają się wokół wspólnej osi. Zawias cylindryczny znajduje się w prostych i złożonych mechanizmach. Jest obecny nawet w zwykłymzszywacz.
Złożone artykulacje
Bardziej złożony przegub obrotowy składa się z czopa wciśniętego w bieżnię wewnętrzną łożyska ślizgowego lub tocznego, obracającego się w nim. Żaden silnik elektryczny nie może być zmontowany bez użycia tego zespołu. Wirnik zawieszony jest w stojanie za pomocą przegubu cylindrycznego z łożyskami ślizgowymi lub tocznymi. Koła wagonów są przymocowane do wózków za pomocą zawiasu, którego koszyk jest maźnicą, sworzeń jest osią koła ślizgającego się w nim za pomocą łożyska wałeczkowego.
Przegub kulowy
Istnieją inne rodzaje połączeń przegubowych, które mogą zapewnić więcej stopni swobody dla konstrukcji obrotowych. Połączenie części, w których poruszają się one wokół wspólnego środka, nazywamy przegubem kulowym. Szpilka w nim wykonana jest w formie kuli.
W przeciwieństwie do przegubu cylindrycznego, sworzeń przegubu kulowego ma wszystkie stopnie swobody. Ograniczony tylko w swojej pozycji, zapewnia częściom z nią połączonym możliwość poruszania się w różnych kierunkach.
Przegub kulowy nazywany jest sferyczną parą kinematyczną. Obudowa zawierająca kulisty czop jest zwykle wykonana z żeliwa. Części montowane w takim węźle są w stanie zająć pozycję pod różnymi kątami względem siebie. Aby zmniejszyć tarcie powierzchni zawiasu, czop jest chroniony specjalnymi wkładkami przed kontaktem z oprawą wypełnioną smarem. Pylnikuszczelnia zawias przed zabrudzeniem i zapobiega wyciekaniu smaru.
Wszystkie istniejące mechanizmy są początkowo widoczne w zjawiskach naturalnych. Jak również przegub kulowy, który bardzo przypomina stawy biodrowe i kręgi ludzkiego ciała.
Ewolucja połączenia cylindrycznego
Zespół dwóch przegubów cylindrycznych z prostopadle umieszczonymi czopami jest używany w transmisji kardana. Jego nazwa pochodzi od Gerolamo Cardano, który opisał go w XVI wieku.
Cylindryczna para kinematyczna wynaleziona przez angielskiego fizyka Roberta Hooke'a, używana do przenoszenia momentu obrotowego. Nieprzerwaną pracę zespołu zapewnia obowiązkowe spełnienie warunku wyrównania części wału napędowego. W przeciwnym razie, pod pewnymi obciążeniami, przegub obrotowy zaczyna się zapadać. W przypadku naruszenia wyrównania ruchu części wskazane jest użycie kardana z dwoma krzyżami. Ta metoda jest stosowana, gdy moment obrotowy jest przenoszony wzdłuż osi pod kątem. Dodanie krzyża zwiększa liczbę stopni swobody, łagodzi naprężenia na czopach i widłach oraz zapobiega ich zniszczeniu.
Użyj
Zastosowanie przegubu Hooke'a w przemyśle motoryzacyjnym umożliwiło przeniesienie ruchu obrotowego ze skrzyni biegów na koła, nawet w przypadku znacznych kątów przegubowych elementów. Jednostka ta następnie stanowiła podstawę zawiasu krzywkowo-tarczowego, składającego się z tarczy wideł i krzywek, które są używane głównie wciężarówki.
Połączenie CV
Swoisty mutant, uzyskany przez skrzyżowanie przegubu kulowego z kardanem Hooke'a, reprezentuje zupełnie nowy rodzaj łączenia elementów. Jest to zdeformowane łożysko kulkowe, w którym bieżnia wewnętrzna przybrała formę kuli ze szczelinami, a zewnętrzna kuli z rowkami na powierzchni wewnętrznej. Oba pierścienie są połączone z wałem napędowym. Kulki umieszczone między nimi są przytrzymywane przez separator.
Zawias o jednakowych prędkościach kątowych przy znacznych kątach obrotu podlega dużym obciążeniom. „Odwrócone koła” przy prędkościach znamionowych są obarczone uszkodzeniem zespołu.
Połączenia CV podlegają obowiązkowemu uszczelnieniu pylnikami. Ich miejsce pracy przyczynia się do wnikania kurzu i wilgoci do zawiasu, szybko go wyłączając. Materiały ścierne i korozja niszczą rowki, kulki, zabijają separator. W nowoczesnych samochodach stosowany jest bardzo niezawodny przegub obrotowy, zamknięty w obudowie, który przyczynia się do pełnego wykorzystania jego zasobów.
Krętlik wymaga okresowej kontroli gumowej osłony. Zachowanie jego integralności chroni zespół przed zanieczyszczeniem. W przypadku wykrycia naruszenia jego szczelności należy wymienić cały zawias.
Niekonwencjonalne zawiasy
Oryginalna aplikacja znalazła cylindryczne połączenie w produkcji wyrobów meblarskich. Drzwi, żaluzje, ozdobne ścianki działowe montowane z listew stały się dostępne wraz z pojawieniem się na rynku przecinaków do drewna. Posiadanie małej maszyny z łatwością pomożezrób krętlik własnymi rękami.
Przejście przez obcinacz krawędzi tworzy nierówny rowek na jednej z wąskich krawędzi drewnianej łaty. Następnie przechodzi za pomocą frezu do rowków, aby uzyskać kręcony rowek.
Po drugiej stronie tworzy się kolec. Uzyskuje się go w dwóch przejściach wykańczających. Pomoże wykonać cylindryczne połączenie obrotowe za pomocą krajarki kędzierzawej. Po zaokrągleniu krawędzi szyna nabiera wykończonego wyglądu.
Naprzemiennie mocując odpowiedni frez na frezarce i przesuwając wzdłuż niego drewniany półfabrykat, wykonuje się połączenia zawiasowe. Montując szyny wpuszczane w rowki, uzyskuje się elastyczny materiał arkuszowy, który w zależności od szerokości części i gęstości połączeń można zwinąć w rurę o średnicy do 15 cm.
Złącza rurowe w swojej konstrukcji mają wiele wspólnego z przegubami CV: dwa kuliste zaciski, pomiędzy którymi w rowkach znajdują się kulki przytrzymywane przez separator. Zastosowanie pierścienia z fluoroplastu zapewnia promieniowe uszczelnienie złącza. Wewnętrzna króciec jest połączona z jednym końcem rurociągu, zewnętrzna z drugim.
Dzięki temu oba rurociągi mogą się swobodnie obracać we wszystkich kierunkach względem siebie. Wzajemne mocowanie klipsów zapewniają kulki znajdujące się między nimi.
Elementy odwadniające i napełniające rurociągi pracują w warunkach częstej zmiany kierunku dopływu transportowanej substancji. Aby przyspieszyć przeprowadzkę na takich autostradach, stosuje się rury obrotowe. Onomoże być stosowany w przemyśle naftowym, petrochemicznym, spożywczym lub gazowym.
Podsumuj
W dzisiejszym świecie, gdziekolwiek spojrzysz, wszędzie są zawiasy: lalki i słuchawki, koła i żurawie wieżowe, sterowane samochody dla dzieci i łóżka na biegunach - wszystko jest zrobione z nich. Czasami są modyfikowane nie do poznania.
