Возвратно-поступательный механизм: виды, устройство, применение

Недостатки кулачковых механизмов

Самым заметным минусом служит сложность и высокая себестоимость производства деталей механизма. Наиболее трудоемким является изготовление управляющего профиля. Технологический процесс начинается с отливки заготовки из высокопрочных стальных сплавов, обладающих особой устойчивостью к переменным механическим напряжениям, истиранию и перепадам температуры. Далее требуется провести высокоточную механическую обработку с последующей шлифовкой и полировкой поверхностей. Упрочнение рабочей поверхности достигается термообработкой и цементацией. Такие распредвалы или кулачки привода масляного насоса обходятся дорого, но зато смогут отработать сотни тысяч километров пробега.

Еще одним минусом считается небольшая нагрузка, которую может толкнуть толкатель. Это происходит из-за большого трения в сопряжении пары, кроме того, возникают значительные боковые нагрузки на шток. Этот недостаток ограничивает мощностные возможности исполнительного органа устройства.

Для борьбы с этим недостатком используют роликовый толкатель, размещенный на шариковом или игольчатом подшипнике. Для крупных двигателей с большим диаметром клапанов и мощными возвратными пружинам используют коромысленную схему. Разная длина плеч коромысла работают как рычажная система, трансформируя больший ход на одном плече в большее усилие на другом.

Неочевидные факты

Наверняка, в каждой семье среди необходимых инструментов есть электрическая дрель ударного действия: на ее корпусе есть специальный переключатель, позволяющий выбирать режим работы – только вращение сверла или поступательно-возвратное смещение вместе с вращением. В первом случае вопросов не возникает: электродвигатель через вал и редуктор передает часть своих оборотов сверлу. Но что происходит, когда включается режим перфорирования? Ничего сложного нет – просто вступает в действие кулачковый механизм, преобразующий часть вращательного момента в горизонтальное смещение. Подобное решение используется во многих инструментах и бытовых приборах. Также без подобных механизмов было бы невозможно существование двигателей внутреннего сгорания в их классическом виде.

Простота конструкции и низкая стоимость – вот основные преимущества подобных механических преобразователей. При этом есть и недостаток – если на исполнительный механизм оказывается чрезмерное давление (сопротивление движению), то возможно повреждение элементов. Например, чтобы поломать дрель ударного действия, достаточно при сверлении отверстия слишком сильно прижимать сверло к поверхности, фактически, блокируя поступательное его движение.

Подготовка

Когда решено, какими параметрам соответствует планируемая телега, стоит сделать чертежи, а после просчитать количество требуемого материала, в том числе и швеллера. Умельцы рекомендуют основываться на тех деталях, которые уже имеются под рукой, а при необходимости что-то докупать. Профильная труба прямоугольного или квадратного сечения легко заменяется круглой, имеющейся в наличии. Все обнаруженные детальки обязательно очищаются от коррозийных пятен и покрываются преобразователем ржавчины с грунтующей функцией. Согласовываясь с чертежами, некоторые из них придется откорректировать, удалив лишние элементы. Затем их останется только подогнать и объединить.

Из инструментов, которые могут пригодиться при работе, специалисты называют аппарат для сварки, дрель или полноценный сверлильный станок, болгарку с обдирочными и отрезными дисками, а также специальное устройство, укомплектованное заклепками.

Строительство[править | править код]

Строительство в IndustrialCraft² проще всего вести при помощи строительной пены (), которая служит источником пенобетона () — крепкого и взрывоустойчивого блока, который к тому же можно покрасить и прикрепить текстуру любого другого блока. Если строительную пену сжать, то пенобетон становится очень дешёвым строительным материалом, поскольку при распылении из одной сжатой пены получается 12 блоков пенобетона.

Освещение помещений в IndustrialCraft² можно делать не только факелами, но и с помощью электролампы, из которой формируется напольный, настенный, настольный или потолочный светильник (), в зависимости от размещения. Светильник созданный из электролампы для освещения потребляет электричество.

Водяные часы

Данный способ управления поворотным устройством был изобретен одной предприимчивой канадской студенткой лет и отвечает за поворот лишь одной оси, горизонтальной.

Принцип работы также прост и заключается в следующем:

1. Солнечная батарея устанавливается в изначальное положение, когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент перпендикулярно.
2. После этого к одной из сторон цепляют емкость с водой, а к другой стороне цепляют какой-нибудь предмет такого же веса, что и емкость с водой. Дно емкости должно обладать небольшим отверстием.
3. Через него вода будет понемногу вытекать из емкости, из-за чего будет уменьшаться вес, а панель будет потихоньку наклоняться в сторону противовеса. Определить размеры отверстия для емкости придется экспериментально.

Данный способ является наиболее простым. К тому же он экономит материальные средства, которые ушли бы на покупку двигателя, как в случае с часовым механизмом. К тому же, провести монтаж поворотного механизма в виде водяных часов можно самостоятельно, даже не обладая какими-либо специальными знаниями.

§2. Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы применяют в тех случаях, когда пере­мещение, скорость и ускорение ведомого звена должны изме­няться по заранее заданному закону, в частности, когда ведомое звено должно периодически останавливаться при непрерывном движении ведущего звена.

Чаще всего кулачковый механизм состоит из трех звеньев (рис. 3, а): кулачка 1, толкателя 2 и стойки 3. На рис. 3, б представлен четырехзвенный кулачковый механизм (четвертое звено — ролик 4).

Кулачковые механизмы под­разделяются на плоские и про­странственные. Плоскими назы­вают такие кулачковые механизмы, у которых кулачок и толкатель перемещаются в одной или парал­лельных плоскостях; простран­ственными — такие, у которых кулачок и толкатель перемещают­ся в непараллельных плоскостях.

На рис. 4 представлена схема пространственного цилиндриче­ского кулачкового механизма с профильным пазом на боковой по­верхности.

Для увеличения стойкости кулачки изготовляют из высокока­чественной стали с рабочей поверхностью высокой твердости. С целью уменьшения трения и износа на толкателе устанавливают ролик, который вращается на оси и катится без скольжения по рабочей поверхности кулачка (рис. 3, б).

Кроме износа звеньев недостатком кулачковых механизмов является необходимость обеспечивать постоянное соприкоснове­ние (замыкание) между звеньями. В процессе работы кулачкового механизма могут возникать большие силы, главным образом инерционные, направленные на отрыв рабочей поверхности тол­кателя от кулачка. Для восприятия этих сил применяется либо геометрическое (кинематическое), либо силовое замыкание кине­матической цепи.

Геометрическое (кинематическое) замыкание применено в пред­ставленном на рис. 4 и 5 механизме с пазовым кулачком. Толкатель движется поступательно. При вращении кулачка ролик толкателя соприкасается с боковыми сторонами паза, прорезан­ного на кулачке. Паз создает два рабочих профиля кулачка, которые перемещают ролик толкателя в обоих направлениях.

При силовом замыкании толкатель во всех положениях прижат к кулачку с силой, которая больше силы, стремя­щейся оторвать толкатель от кулачка.

Замыкающая сила в подав­ляющем большинстве случаев создается пружиной (см. рис. 3).

К числу недостатков кулачковых механизмов следует отнести сложность изготовления профиля кулачка, от которого требуется большая точность.

В тех случаях, когда толкатель должен перемещаться с перио­дическими остановками, участки профиля кулачка, соответствую­щие этим периодам, должны быть очерчены дугами окружности, проведенными из центра вращения кулачка.

Регулировка кулисы

Теперь плавно подошли к такому вопросу, как регулировка кулисы. Всегда можно прибегнуть к замене компонента, в таком случае сможете быть уверены, что в ближайшем будущем проблема больше не потревожит. Не всегда замена является выходом. Регулировка кулисы необходима, если уверены, что в отрегулированном состоянии она сможет прослужить долго.

Как происходит процесс.

1. Для начала попробуем осуществить регулировку компонента с использование задней передачи. Для этого включите заднюю передачу и ослабьте хомут. Кроме того, потребуется также выставить селектор коробки переключения скоростей в такое положение, в котором он должен находиться при включенной передаче заднего хода.
2. Когда эти шаги выполнены, хомут агрегата можно затянуть обратно.
3. На этом процесс регулировки можно считать завершенным, в 99% случаев эта процедура позволяет решить проблему некорректного включения скоростей.

 Загрузка …

Но есть еще один метод. Данный способ актуально использовать, когда не можете переключиться на заднюю передачу.

Потребуется осуществить все действия, связанные с регулировкой первой скорости:

1. Рычаг КПП выставить на первую скорость.
2. Хомут кулисы, как и в предыдущем случае, ослабляется. Если не знаете, где расположен данный хомут в транспортном средстве, порекомендуем изучить сервисный мануал к авто. Там может быть наиболее точно указана информация по этому поводу. Если мануала нет или по каким-то причинам информации нет в нем, необходимо залезть под днище авто, чтобы обнаружить хомут.
3. Когда хомут ослаблен, привод кулисы необходимо провернуть против часовой стрелки. Проворачивать привод необходимо, пока селектор коробки передач не упрется в пластмассовый стопор задней скорости. Почувствуете это сразу.
4. Когда рычаг уперся в стопор, нужно пробраться под днище и затянуть хомут. Так заканчиваете процедуру регулировки механизма в авто.

В процессе нет ничего сложного, подробнее о механизме можно узнать из фото. Придерживайтесь всех действий, указанных в инструкции, и сможете все проделать сами. Но если не уверены, что это решит проблему, то лучше обратиться к специалистам. Возможно, они смогут осуществить качественную диагностику и при необходимости заменить механизм.

Устройство и принцип действия сдвоенного механизма

Наибольшее распространение получила конструкция коленно-рычажный механизма сдвоенного типа. Она состоит из следующих элементов:

1. Неподвижной траверсы.
2. Гидравлического цилиндра.
3. Четыре колоны, служащие для соединения основной части к плите.
4. Подвижная плита.
5. Пятишарнирный механизм.
6. Серьги.
7. Шарниры.
8. Салазки.

Отличительной особенностью можно назвать наличие пятишарнирного механизма. Он состоит из нижеприведенных деталей:

1. Коромысла.
2. Короткой серьги.
3. Рычага.
4. Штока.
5. Траверсы.

Гидравлический выталкиватель обеспечивается удаление отлитых изделий из формы. При этом применение пятишарнирного механизма обеспечивает передачу высокого усилия для открытия формы. Увеличить ход плиты при открытии можно за счет изменения передней серьги. Также может проводится изменение расстояния между шарнирами, которые также расположены на неподвижной траверсе. Особые конструктивные особенности конструкции определяют практически полное отсутствие бокового усилия, которое полностью компенсируется. Именно поэтому устройство устанавливается намного чаще, так как вероятность потери груза существенно снижается.

Салазки можно назвать важной частью конструкции. Они требуются для разгрузки колонн от оказываемой нагрузки подвижной плиты. При их изготовлении применяется материал, который характеризуется высокой износостойкостью и другими привлекательными качествами

Точность размеров салазок позволяет исключить существенно отклонение при передвижении подвижного элемента

При их изготовлении применяется материал, который характеризуется высокой износостойкостью и другими привлекательными качествами. Точность размеров салазок позволяет исключить существенно отклонение при передвижении подвижного элемента.

Текст

(и 1663916 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соввтскмн Социалистически Расл ублажи(23) Приоритет удеретеенай-неинтет СССР ее делам нзобрвтеннй н етнрмтнй(53) УДК 621,837.7 (088.8) убликоваио 25.05,79, бюллетень Мт та опубликования описания 25.05.79 Авторизобретеии Г, Горенчик(71) Заявитель 4) КРИВОШИПНО — КУЛИСНЫЙ ЫЕХАНФИзобретение относится к машиностроению и. приборостроешпо и может быть использовано вустройствах и механизмах, требующих прямолинейного возвратно-поступательного движения исполнительного органа,Известен кривошипно-кулисный мехзнизм, содержащий стойку, основную и шарнирно закрепленную к ее средней части одним своим концомя шарнирно установленную на стойке.вспомогательную кулису с кулисными камнями и криво.шип, шарнирно связанный с кулисным камнем тфвспомогательной кулисы 111.,Недостатком этого механизма является непря.молинейное движение основной кулисы, вследствие конструктивных особенностей механизма.Для обеспечения прямолинейного движенияосновной кулисы кривошип выполнен в видеколенчатого вала, шейки которого размещены вплоскости, проходящей через ось врзщения кри.вошипа, и который шарнирно связан одной своейшейкой с кулисным камнем и другой шарнирно-е кулиснь.м камнем основной кулисы, з длинавспомогательной кулисы, расстояние между осями вращения кривошина и одной ее шейкой и расстояние между осями вращения кривошнпа и другой ее шейкой соответственно равно 1,25- 1,3; 0,08; 0,1 расстояния между осями враще. ния кривошипа и вспомогательной кулисы.На чертеже дана кинематическая схема предлагаемого кривошипно-кулисного механизма.Он имеет стойку 1, основную кулису 2 и шарнирно прикретщенную к ее средней части одним свопы концом и шарнирно устзновленную на стойке 1, вспомогательную кулису 3 с кулис- ными камнями 4 и 5 и кривошип 6, шарнирна связанный с кулисным камнем 5 вспомогзтель. ной кулисы 3. Кривошип 6 выполнен в виде коленчатого взла, шейки 7, 8 которого разме 1 цены в плоскости, проходящей через ось 00, вращения кривошипа 6, и который шарнирно : связан с кулисным камнем 5 одной своей шейкой 7 и другой — шарнирно с кулисным камнем 4 основной кулисы 2. Длина вспомогательной кулисы 3, расстояние между осями 00, и 020 з вращейия кривошипа и одной ее шейки 7 — и расстояние между осями 00, и 00, вращения кривоппша и другой ее шейки 8, соответственно равны 1,25 — 1,3; 0,08; 0,1 расстояния между ося6639 Составйтель В. Быстрыйдактор Т. Шагова Техред И,Асталош Корректор ОЖовинская Тираж 1138 ЦНИИПИ Государств по делам нзобрете113035, Москва, Жаказ 2963 Подан снонного комитета СССРннй н открытийРаушская наб., д. 4/5 ал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная 4 3ми 00, н Оа 0, вращения криво 1 пипа 6 и вспомо. гательной кулисы 3.Механизм работает следующим образом.При вращении кривошипа 6 его шейка 7 обеспечивает качательное движение вспомогательной З кулисы 3 вокруг осиОеОт, а шейка 8 — возвратно-поступательное движение основной кулисы 2, прямолинейность движения которой обеспечива. ется подбором геометрических размеров указанных элементов механизма. 10 Формута изобретенияКривошипно-кулисньгй механизм, содержащий стойку, основную и шарнирно закрепленную к ее 1 средней части одним своим концом и шарнирно установленную на стойке вспомогательную кули- . су с кулисными камнями и кривошип, шарнирно связанный с кулисами камнем вспомогатель 16 4ной кулисы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения прямолинейного движения основной кулисы, кривошип выполнен в виде коленчатого вала, шейки которого размещены в плоскости, проходящей через ось вращения кри

вошнпа, и которы 1 шарнирно связан одной своей шейкой с,кулисным камнем и другой — шарнирно с кулисным камнем основной кулисы, а длина вспомогательной кулисы,»расстояние между осями вращения кривошипа и одной ее шейки и расстояние между осями вращения криво- шипа и другой ее шейки соответственно равны 1,25 — 1,3; 0,08; 0,1 расстояния между осями вращения кривошипа и вспомогательной кулисы.Источники информащи,.принятые во внимание при экспертизе1. Артобалевскнй И. И

Механизмы в современной технике. М., «Машиностроение», 1971, т, 2, механизм У 1000

И. Механизмы в современной технике. М., «Машиностроение», 1971, т, 2, механизм У 1000.

Смотреть

Структурный анализ рычажных механизмов

Проводя исследование рычажного механизма следует уделять внимание возможности выбора двух основных направлений, одно из которых связано с непосредственным анализом, другой синтезом. Оба понятия существенно отличаются друг от друга, что нужно учитывать

Структурный анализ – процесс определения структурных особенностей, который может заключаться в следующем:

1. Определении кинематической пары.
2. Изучение структур групп.
3. Определение особенностей связи кинематической цепи.

Сегодня анализ проводится для определения дефектов структуры, которые в дальнейшем при необходимости могут устраняться.

Каждый случай исследования по-своему уникален

В рассматриваемом случае уделим внимание плоскому рычажному механизму, характеризующийся нерациональной структурой. Его особенности заключаются в нижеприведенных моментах:

1. Работоспособность механизма сохраняется исключительно при определенном соотношении длины звеньев. Образующаяся фигура в ходе построения напоминает параллелограмм.
2. Для исключения вероятности эксплуатации устройства с дефектами следует точно знать о наличии или отсутствии избыточных взаимосвязях, возможности пассивного распространения и их количества. Стоит учитывать, что они могут возникать исключительно в кинематических цепях замкнутого контура.
3. На сегодняшний день выделяют два основных типа контуров: замкнутые и зависимые. Независимым считается вариант исполнения, у которого хотя бы один элемент контура отличается от других.

Зависимые варианты исполнения дублируют друг друга. Для определения числа контура применяется специальная формула.

Также для исключения вероятности появления дефекта проводится расчет количества структурных групп и некоторые другие моменты. В общем можно сказать, что проводимый анализ направлен на достижение следующих задач:

1. Построение различных механизмов. При этом проводится определение подвижности и маневренности, так как подобные параметры считаются основными.
2. Создание плоских механизмов. Процедура подразумевает анализ состава структуры, а также определяет подвижности.

В целом можно сказать, что преследуемые цели зачастую направлены на определение возможной деформации структуры. Провести полноценный анализ можно только при всестороннем рассмотрении механизма.

Кулисный механизм

Кулиса представляет собой прямой или изогнутый рычаг с прорезью, в которой скользит конец другого рычага. Он движется относительно кулисы прямолинейно. Кулисные механизмы бывают качающиеся, вращающиеся и прямые.

Кривошипно-кулисные механизмы способны обеспечивать высокую скорость линейного перемещения исполнительных органов. Характерным примером механизма кулисного типа служит система управления клапанами в автомобильных моторах, устройство управления реверсом парового двигателя и т. д.

Используются кулисные пары в металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станках, там, где рабочий орган должен совершать многократные линейные перемещения с возвратным ходом.

Еще одна область применения- аналоговые вычислительные устройства, там кулисные пары помогают определять значения синусов либо тангенсов заданных углов.

Поршни

Деталь представляет из себя стальную или алюминиевую отливку в виде перевернутого стакана. Скользя по стенкам цилиндра, он принимает на себя давление сгоревшей топливной смеси и превращает его в линейное движение. Далее через кривошипный узел она превращается во вращение коленчатого вала, а затем передается на сцепление и коробку передач и через кардан к колесам. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, приводят транспортное средство или стационарный механизм в движение.

Деталь выполняет следующие функции:

• на такте впуска, двигаясь вниз (или в направлении от коленчатого вала, если цилиндр расположен не вертикально) на, он увеличивает объем рабочей камеры и создает в ней разрежение, затягивающее и равномерно распределяющее по объему очередную порцию рабочей смеси;
• на такте сжатия поршневая группа движется вверх, сжимая рабочую смесь до необходимой степени;
• далее идет рабочий такт, деталь под давлением идет вниз, передавая импульс вращения коленчатому валу;
• на такте выпуска он снова идет вверх, вытесняя отработанные газы в выхлопную систему.

На всех тактах, кроме рабочего, поршневая группа движется за счет коленчатого вала, забирая часть энергии его вращения. На одноцилиндровых двигателях для аккумуляции такой энергии служим массивный маховик, на многоцилиндровые такты цилиндров сдвинуты во времени.

Конструктивно изделие подразделяется на такие части, как:

• днище, воспринимающее давление газов;
• уплотнение с канавками для поршневых колец;
• юбка, в которой закреплен палец.

Палец служит осью, на которой закреплено верхнее плечо шатуна.

Назначение и принцип работы храпового механизма

В различных машинах для их нормального функционирования используется не только непрерывное, но и прерывистое вращательное движение. Для того чтобы его осуществлять, используются специализированные механизмы, называемые храповыми.

В технике храповыми механизмами принято называть такие кинематические устройства, которые используются для того, чтобы преобразовывать возвратно-вращательное движение в движение прерывистое вращательное, имеющее одно направление. Отличительной особенностью храповых механизмов является то, что они позволяют производить изменение величины периодических перемещений рабочих частей станков и машин различного назначения, причём в весьма широком диапазоне и достаточно тонко.

Храповой механизм можно охарактеризовать, как устройство которое периодически создаёт препятствие воздействию силы на механизм и снова создаёт условия для его движения. Кроме того, их применяют с целью устранения возможности перемещения каких-либо звеньев машин и механизмов в одном направлении. Еще одно назначение храповых механизмов состоит в том, чтобы давать связанным между собой звеньям возможность свободно поворачиваться в одном направлении. Все храповые механизмы подразделяются на зубчатые и фрикционные.

Основными элементами зубчатых храповых механизмов являются зубчатая рейка или зубчатое храповое колесо и ползун или коромысло, на которых закреплена так называемая «собачка». На храповом колесе могут располагаться внутренние, наружные, а также торцевые храповые зубья. Что касается «собачек», то их в большинстве случаев делают поворотными. К колесам они прижимаются или под влиянием собственного веса, или под действием специальных пружин.

Нередко бывают ситуации, когда нужно обеспечить вращение храповика как в одну, так и в другую сторону. Для обеспечения такого функционирования устройства его собачка делается перекидной, а зубья используются прямоугольной конфигурации. Для того чтобы изменит направление вращения храповика, необходимо переключить «собачку» из одного положения в другое.

Фрикционные храповые механизмы в современной технике получили весьма широкое распространение. Они подразделяются на колодочные, кулачковые и роликовые.

Чаще всего фрикционные храповые механизмы используются тогда, когда нужно обеспечить надежное сцепление различных элементов при значительных скоростях, причем в любом их угловом положении друг относительно друга. Движение в одном определенном направлении в таких механизмах выполняется за счет того, что при заклинивании промежуточных звеньев фрикционных обойм возникает большая сила трения.

Сфера применения храповых механизмов различных типов и конструкций весьма широка. Чаще всего их используют в самом разнообразном станочном оборудовании. К примеру, без храповых механизмов с наружным храповым колесом не обходится практически ни один современный поперечно-строгальный станок. В продольно-строгальном оборудовании обычно используются механизмы с торцевыми храповыми муфтами. Их устанавливают в приводах подач. В конструкции некоторых круглошлифовальных станков применяются храповые механизмы с поршневыми приводами. Они монтируются в системах радиальных подач.

Помимо станкостроения храповые механизмы используются также в приборостроении, автомобилестроении, авиастроении. Их часто можно встретить в различных отсчетных устройствах, заводных механизмах, стартерах, лебедках, домкратах и т.п.

Признаки наличия неисправностей в работе КШМ

Для своевременного выявления сбоев и начинающих развиваться негативных процессов в кривошипно- шатунной группе полезно знать из внешних признаков:

• Стуки в двигателе, непривычные звуки при разгоне.  Звенящие звуки часто бывают вызваны детонационными явлениями. Неполное сгорание топлива во время рабочего такта и взрывообразное его сгорание на такте выпуска приводят к скоплению нагара на кольцах и днище поршня, к ухудшению условий их охлаждения и разрушению. Необходимо залить качественное топливо и проверит параметры работы системы зажигания на стенде.
• Глухие стуки говорят об износе шеек коленвала. В этом случае следует прекратить эксплуатацию, отшлифовать шейки и заменить вкладыши на более толстые из ремонтного комплекта.
• «Поющий» на высокой звонко ноте звук указывает на возможное начало плавления вкладышей или на нехватку масла при повышении оборотов. Также нужно срочно ехать в сервис.
• Сизые клубы дыма из выхлопного патрубка свидетельствуют о избытке масла в рабочей камере. Следует проверить состояние колец и при необходимости заменить их.
• Падение мощности также может вызываться закоксовыванием колец и снижением компрессии.

При обнаружении этих тревожных симптомов не стоит откладывать визит в сервисный центр. Заклиненный двигатель обойдется намного дороже, и по деньгам, и по затратам времени.