125 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое храповик на автомобиле

Храповый механизм

За долгий период развития индустрии по производству механизированного оборудования было создано довольно большое количество устройств, которое может применяться для передачи усилия. Примером можно назвать храповой механизм. Он считается одним из старейших изобретений человека, так как конструкция достаточно проста и эффективна, оно считается актуальным на сегодняшний день. Рассмотрим все его особенности подробнее.

Конструкционное исполнение

Классический храповый механизм предназначен для передачи прерывистого вращения в одном направлении. Чаще всего устанавливается для зубчатого колеса. Рассматриваемое устройство храпового механизма характеризуется следующими особенностями:

  1. При изготовлении заготовки применяется технология литья и ковки. За счет этого обеспечивается высокая степень надежности.
  2. Наиболее важной частью любого устройства можно назвать зубчатые колеса. Они представлены колесами из металла, на поверхности которого есть зубья.
  3. Количество зубьев на поверхности зависит от целевого предназначения механизма. Как показывает практика, чаще всего встречается вариант исполнения с 12 зубьями для 30-градусного поворота.
  4. Для стяжных ремней-передач часто устанавливается вариант исполнения, который имеет только 6 зубьев.

Еще одним важным конструктивным элементом можно назвать собачку. Она выступает в качестве стопорного элемента. Основные свойства элемента и его схема расположения, определенные функции и размеры во многом зависят то конкретной модели и ее области применения.

Как работает храповый механизм

Распространение храпового механизма можно связать с достаточно простым механизмом и принципом действия, за счет чего обеспечивается длительный срок эксплуатации. Храповик как деталь во многом напоминает трещоточный элемент, так как во время работы возникает соответствующий звук. К особенностям принципа работы отнесем следующие моменты:

  1. Основная деталь представлена крюком, рычагом или приводом. Спусковой элемент приводит всю систему в действие.
  2. Вначале работы собачка находится в зацеплении с колесом, но после активации механизма основной элемент совершает осевое вращение. При этом фиксатор смещается на небольшое расстояние относительно первоначального расположения.
  3. Тяга может быть представлена различными механизмами. Часто можно встретить наличие механизма, который обеспечивает регулировку силы.
  4. На момент осевого вращения собачка скользит по поверхности. Из-за прерывистого движения в некоторых случаях использовать рассматриваемый механизм не возможно, так как возникает сильный гул.
  5. Собачка, которая необходима для обеспечения функциональности устройства, на момент остановки осевого вращения западает в специальный паз, за счет чего осуществляется фиксация основной детали.

Основной цикл может повторяться до того момента, пока не будет достигнут требуемый результат. Примером можно назвать подъем устройства и некоторые другие цели.

Область применения

Сегодня храповик как деталь применяется при создании различных промышленных агрегатов с компонентами инженерных конструкций. При этом может обеспечиваться стабильная работа различных небольших элементов инструментов. Этот момент указывает на универсальность применения храповых механизмов.

С точки зрения технической интеграции устройство обходит многие другие варианты исполнения.

Простейший храповая деталь позволяет проводить регулировку расположение оголовки и его фиксацию.

Очень часто производители используют храповик в качестве элемента, через который проводится установка рабочих параметров. Примером можно назвать фиксацию шага реза в определенном диапазоне. Кроме этого, установка проводится при непосредственном изготовлении станочного оборудования.

В последнее время установка проводится в станках для круглой шлифовки, устройство обеспечивает радиальную подачу. Встречается механизм в домкратах и различных лебедочных системах, заводных автомобилях и других устройствах.

Разновидности механизма

В продаже встречаются самые различные фрикционные храповые механизмы. Они могут применяться для реализации самых различных задач. Среди особенностей проводимой классификации отметим следующие моменты:

  1. Профилированная поверхность часто изготавливается в виде барабана или рейки.
  2. Реечный вариант исполнения встречается крайне редко, так как функциональность устройства существенно снижается. Барабанные фрикционные храповые механизмы встречаются намного чаще по причине компактности и других свойств.
  3. Профиль основы также классифицируется по большому количеству признаков. Чаще всего встречаются радиальные, прямоугольные и пологе варианты исполнения. Радиальные получили широкое распространение, так как они компактные и просты в установке.

В большинстве случаев зуб имеет классическую форму, за счет чего обеспечивается надежность работы.

Особенности работы двунаправленных механизмов

Многие храповые механизмы характеризуются тем, что вращение колеса или рейки проводится только в одном направлении. Также стали производить варианты исполнения, которые могут вращаться в обоих направлениях. Ключевыми моментами можно назвать следующее:

  1. Вращение реализуется влево и направо. Именно этот момент существенно повышает функциональность устройства.
  2. Форма зубцов прямоугольная. Только за счет этого обеспечивается равномерное вращение колеса в обоих направлениях.
  3. Ключевая особенность также заключается в том, каким образом работает фиксирующая собачка. Она на момент вращения основного элемента не перескакивает, а приподнимается. За счет этого устройство становится более функциональным, но при этом и менее надежным.

Область применения подобного элемента сегодня получил весьма широкое распространение. При его изготовлении могут применяться самые различные материалы, в большинстве случаев уделяется внимание вариантам исполнения с повышенной коррозионной стойкостью.

Как самостоятельно изготовить храповик?

Для того чтобы существенно сэкономить на создании механизма можно изготовить храповик своими руками. Расчет храпового механизма проводится в зависимости от требований, которые предъявляются к системе. Изготовить храповый механизм своими руками можно следующим образом:

  1. В качестве основного элемента можно использовать металлическую трубу. На используется для создания вала, который будет применяться для непосредственной передачи вращения. При выборе трубы следует уделить внимание тому, чтобы толщина стенки была требуемой величины. В противном случае он не сможет выдержать требуемую нагрузку.
  2. Из стального листа вырезается небольшой кусок профиля, который играет роль фиксирующей детали. Рекомендуется уделять внимание сплавам с повышенной прочностью и износостойкостью. В большинстве случаев уделяется внимание варианту исполнения, который прошел закалку для повышения твердости поверхностного слоя.
  3. Больше всего проблем возникает в случае подгонки основных элементов друг к другу. Только в этом случае устройство будет работать правильно. Именно поэтому при работе приходится использовать точные измерительные инструменты. Примером можно назвать микрометр или штангенциркуль.
  4. Несущая база изготавливается из металлических листов, которые соединяются между собой при применении технологии сварки. Подобная база создается в зависимости от особенностей будущей конструкции.
  5. Колесо должно иметь на рабочей поверхности зубья, за счет которых обеспечивается зацепление. Этот элемент соединен с валом зачастую при помощи шпонки, которая характеризуется высокой надежностью. Колесо изготовить самостоятельно достаточно сложно, так как поверхностный слой должен характеризоваться высокой надежностью и прочностью. Чаще всего храповое колесо снимается с других механизмов или заказывается у мастера, который предоставляет соответствующие услуги.
  6. Вал крепится посредством сварки. Подобный тип соединения характеризуется повышенной прочностью и длительным эксплуатационным сроком. Нужно уделять довольно много внимания качеству сварочного шва, так как даже незначительные дефекты могут стать причиной возникновения существенных проблем. Собачка изготавливается при применении пружины и ходового элемента. Пружину можно снять с других механизмов, ходовая деталь отвечает за смещение собачки относительно зуба.

В целом можно сказать, что процесс изготовления рассматриваемой конструкции характеризуется довольно большим количеством сложностей. Только при наличии требующихся навыков и инструментов можно достигнуть поставленных задач. Храповой механизм чертеж можно скачать в интернете. При применении правильно разработанного проекта может быть уверенным в том, что все детали идеально подойдут друг к другу.

Расчет храпового механизма

При рассмотрении того, как работает храповый механизм следует уделить внимание тому, что самое опасное положение, когда вершина собачки упирается в вершину зуба. Подобное явление становится причиной возникновения сильного удара, за счет которого механизм изнашивается довольно быстро. Среди особенностей проводимых расчетов отметим следующее:

  1. Проводится расчет прочности кромок.
  2. Определяется окружная сила.

При проектировании могут применяться самые различные формулы, а некоторая информация берется из таблиц.

Расчет храпового механизма создает довольно много трудностей, так как в некоторых случаях выбирается требуемый параметр в зависимости от условий эксплуатации.

Расчет храпового колеса

Провести расчет храпового колеса можно самостоятельно. Среди особенностей процедуры отметим нижеприведенные моменты:

  1. Во все случаях проводится расчет коэффициента, который представлен соотношение ширины зуба к показателю модуля. Большие значения применяются для устройств, во время работы которых может возникать существенная ударная нагрузка. Ширина собаки составляет 2-4 мм, за счет чего компенсируется вероятность неточности проведения монтажных работ.
  2. При расчетах могут применяться самые различные формулы, все зависит от того, какие данные известны в начале расчетов.
  3. Проводится расчет сопротивления на изгиб при рассмотрении зуба как балки, так как на него будет оказываться высокая нагрузка.

Можно встретить просто огромное количество различных формул, которые могут применяться при проведении расчетов.

Расчет собачки храпового механизма

Устанавливаемая собачка храповика выступает в качестве важного элемента конструкции. Среди особенностей его изготовления отметим нижеприведенные моменты:

  1. При создании подвижной собачки механизма применяется сталь 40Х, которая дополнительно обрабатываются термическим методом для повышения твердости. Рассматриваемый материал после термической обработки становится более защищенным от воздействия окружающей среды.
  2. Для обеспечения надежной фиксации применяется специальная пружина или вес.
  3. При установке собачки уделяется внимание тому, что ось ее вращения располагается так, чтобы ее контактная поверхность соприкасалась с зубом под углом 90 градусов или близким к нему. За счет этого обеспечивается более высокая надежность фиксации.

Работа рассматриваемого устройства определяет то, что не приходится выполнять периодической обслуживание. При длительной эксплуатации есть вероятность быстрого износа поверхности. Кроме этого, со временем пружина может потерять свои основные свойства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как работает храповый механизм?

Храповик – одно из старейших механических изобретений человека. Конструкционная простота и функциональная эффективность позволили ему сохранять актуальность даже в эпоху цифровых технологий. Разумеется, и целевые системы, в которых применяется храповый механизм, сложно назвать технически высокоразвитыми, но это не отменяет эксплуатационные достоинства их устройства.

Сфера применения

На храповиках базируются и промышленные агрегаты с компонентами инженерных конструкций, и работа мелких фурнитурных элементов для инструмента. Это говорит об универсальности устройства и его гибкости с точки зрения технической интеграции. Например, простейший храповый механизм для касок позволяет осуществлять регулировку ремня оголовка через колесико, передающее движение системе фиксации.

В инструментах данное устройство служит как средство установки определенных рабочих параметров. В конструкции секатора, в частности храповик позволяет четко фиксировать шаг реза в рамках заданного диапазона. Если же говорить о более ответственных направлениях, то на первый план выйдет станочное производственное оборудование. Поперечно-строгальные агрегаты оснащаются наружными колесами храповиков, которые выдерживают большие физические нагрузки. В круглошлифовальных станках данное устройство задействуется в целях обеспечения радиальных подач – монтаж производится в комбинации с поршневыми приводами. Помимо этого, храповики используют в лебедочных системах, домкратах, стартерных и заводных механизмах.

Читать еще:  Как открутить болт не повредив краску

Конструкционное исполнение

Функциональные части механизма работают на обеспечение прерывистого движения, требуемого для одностороннего смещения зубчатого колеса. Последнее выступает наиболее значимой частью системы и представляет собой металлический диск с зубцами. Для обеспечения надежности колесо изначально выполняется по технологии ковки или литьевым способом.

Количество зубцов может быть разным – это зависит от рабочего диапазона целевой конструкции. В типовых моделях возможность 30-градусного поворота обеспечивают 12 зубцов. Минимальное число переходных пазов достигает 6 – к примеру, такая конфигурация используется в храповых механизмах для стяжных ремней-рэчетов. Кроме рабочего колеса, в конструкцию также входит крепежная «собачка», стопорный механизм, вал и рычаг. Физические свойства элементов, схема расположения, наличие отдельных функциональных компонентов и размеры могут меняться в зависимости от модели и особенностей конструкции.

Как работает храповый механизм?

В каждом устройстве предусмотрен своего рода спусковой элемент (рычаг, привод, крюк), приводящий систему в действие. Изначально «собачка» находится в контакте с колесом, но после активации механизма начинается осевое вращение, влекущее за собой и смещение фиксатора.

Тяга может обеспечиваться разными источниками тяги. В том же секаторе пуску способствует ручной нажим, а в станках – электродвигатель. Так или иначе, в процессе движения колеса «собачка» начинает скольжение и последующее перемещение по внешним поверхностям зубцов. Важно подчеркнуть, что в этот момент она не оказывает никакого влияния на колесо. Но после остановки движения храповый механизм запирается посредством упора «собачки» в один из пазов. Данный цикл может повторяться до тех пор, пока не будет получен требуемый результат при осуществлении регулировки, подъема или настройки по определенным параметрам целевой системы.

Разновидности механизма

Существует множество классификаций, обусловливающих разнообразие храповиков. К примеру, профилированная поверхность может быть реечной или барабанной. Первый вариант используется в особых случаях, так как линейное размещение зубцов менее функционально и эргономично, чем по окружности. Барабанные же системы как раз и представляют собой устройства с рабочими колесами. Есть и классификация профиля основы, на которой располагаются пазы. Он может быть прямоугольным, радиальным и пологим. Чаще применяются радиальные системы как наиболее удобные в использовании, надежные и компактные. С прямоугольным профилем обычно выполняется храповый стяжной механизм, поскольку небольшие размеры регулирующей оснастки в данном случае не позволяют использовать зубцы с заостренными и наклонными гранями.

Особенности работы двунаправленных механизмов

Одной из ключевых черт классического храповика является вращение колеса или рейки только в одну сторону. Но есть также и отдельный класс механизмов, которые сохраняют тот же эксплуатационный эффект, но действуют иначе. Вращение у двунаправленных систем реализуется и влево, и вправо. Причем зубцы обязательно должны быть прямоугольными – только в этой конфигурации можно обеспечить равномерность смещения колеса. Главная же особенность храпового механизма двунаправленного типа заключается в системе перемещения «собачки». Она не переходит и не сползает по поверхности колеса, а перекидывается. Это расширяет возможности управления системой, но и усложняет ее, делая менее надежной.

Как самостоятельно изготовить храповик?

Техника выполнения конструкции будет зависеть от требований к системе, в которой она будет использоваться. За основу можно взять вал в виде отрезка металлической трубы, вырезку из стального листа и кусок профиля, который выполнит роль «собачки». Основная сложность будет заключаться в подгонке размеров этих компонентов, ведь только при условии оптимального схождения можно обеспечить стабильную работоспособность храпового механизма. Своими руками также следует изготовить несущую базу – для нее используют металлический каркас, собранный из тех же стальных листов. Посредством сварки к нему с двух сторон крепится вал, на который садится предварительно обработанный диск с вырезанными пазами. Для установки «собачки» следует предусмотреть ходовой зажим с пружинной системой. Инсталляция осуществляется метизами или сваркой.

В заключение

У храповиков немало преимуществ, но есть и слабые места, которые необходимо учитывать при покупке устройств с таким механизмом. В первую очередь, на систему ложится высокая ответственность, что обуславливает и повышенные требования к обслуживанию.

В тех же станках и грузоподъемных агрегатах обязательным условием является регулярная смазка колеса и пятен контакта с «собачкой». Использование храпового механизма в мелком инструменте и дополнительных приспособлениях тоже имеет свои недостатки, обусловленные заеданием небольших деталей. Но в каждом случае качество работы системы будет зависеть от характеристик изделия. Крупные производители применяют в конструкции храповиков долговечные компоненты с оптимальным сочетанием эксплуатационных свойств. Другое дело, что наличие такого механизма может существенно повышать ценник устройства.

Что такое храповик — где он применяется в авто?

  • Что такое храповик — где он применяется в авто?
  • 1. Устройство храповика.
  • 2. Принцип работы храповика.
  • 3. Область применения храповых механизмов.

Впервые о храповом механизме упоминается в древних легендах, относящихся к 400 году до нашей эры, ко времени войны между Карфагеном и Сиракузами. В приданиях говориться об арбалетах, так называемых гастрофетах, в которых использовались храповые механизмы. Вдоль гастрофета проходила канавка, в которой передвигался ползунок, предназначенный для оказания действия на стрелу. С двух сторон канавки были прикреплены зубчатые рейки, на которых и скользили храповики. Эти храповики предотвращали возможность выстрелить во время натяжения арбалета.

В XV веке Леонардо да Винчи доработал и усовершенствовал храповой механизм. Это дало возможность заметно улучшить условия работы и повысить безопасность рабочих, которые поднимали и держали на весу тяжёлые грузы. Именно поэтому храповик ещё называют ремнём безопасности XV века.

1. Устройство храповика.

По форме храповик – это зубчатое колесо, имеющее несимметричные зубья с упором на одну сторону (одна сторона зубья пологая, а другая – поднутренная или отвесная). Движение колеса в обратном направлении ограничено собачкой, прижимающейся пружиной или собственным весом. Устройство храповика несложное.

Конструктивно храповой механизм состоит из таких элементов:

1. Храповое колесо.

2. Вал.

3. Собачка с осью, которая должна крепиться на неподвижный элемент.

4. Рычаг.

5. Иногда, в конструкции предусмотрена дополнительная стопорная собачка.

Храповое колесо – это основной элемент любого храпового механизма. По внешнему виду – это обычное колесо, в котором предусмотрены зубья. Храповое колесо изготавливают методом ковки или методом литья из разных видов стали.

Храповые механизмы отличаются между собой и по количеству зубцов на храповых колёсах. Количество зубцов определяет долю окружности, на которую предполагается делать поворот храповика. Для обеспечения поворота на шестьдесят градусов понадобится шесть зубцов (шестьдесят градусов равно одной шестой окружности). Для возможности поворачивать механизм на 30 градусов понадобиться храповик с 12 зубцами (тридцать градусов равно одной двенадцатой окружности). И так далее. Самое минимальное количество зубцов для храповика равно шести. Храповиков с меньшим количеством зубцов, обычно, не производят.

Храповое колесо крепится на специальный вал, на котором оно может свободно вращаться. Для максимальной свободы вращения пространство между валом и колесом смазывают машинным маслом. Собачка предназначается для ограничения движения храпового колеса. Она зацепляется с храповиком и задерживает его движение в сторону спуска, но при этом не останавливает движение в сторону подъёма. Для того, чтобы храповик смог крутиться в сторону подъёма, собачку необходимо вывести из зацепления с ним. Для этого собачку нужно разгрузить при помощи специального механизма.

Существуют храповые механизмы, способные обеспечить вращение как вправо, так и влево. В там случае зубцы храпового колеса делают прямоугольными, а собачку перекидной. Если собачку перекидывать с одной стороны на другую, то можно менять направление вращения храпового механизма. В некоторых вариациях храповиков предусмотрена дополнительная стопорная собачка. Она нужна для обеспечения более высокой надёжности всего механизма.

Управление собачкой производиться при помощи рычага, который способен как ввести, так и вывести её из зацепления. Чем размеры храповика больше, тем больший рычаг потребуется. Именно по такой причине храповики производят максимально маленькими (на сколько это возможно). Высота одного зубца рассчитывается как 0,3-0,4 от величины шага.

Различают два типа храповых механизмов в зависимости от типа профилированной поверхности:

1. Барабанные – рабочая профилированная поверхность являет собой окружность или её фрагмент.

2. Реечные – профилированная поверхность механизма линейна.

В зависимости от профиля храпового колеса различают такие виды храповых механизмов:

1. Храповые механизмы с прямоугольным профилем.

2. Храповые механизмы с пологим профилем.

3. Храповые механизмы с радиальным профилем.

В зависимости от количества рычагов в механизме, бывают храповики таких видов:

1. Храповики с одним рычагом.

2. Храповики с двумя рычагами.

Механизмы с двумя рычагами обеспечивают большую устойчивость и не допускают перекосов во время работы механизма.

По типу зубцов бывают храповики таких видов:

1. Храповики с прямыми зубцами.

2. Храповики со скошенными зубцами.

У храповиков со скошенными зубцами упор для собачки более надёжный, что обеспечивает более надёжное зацепление составляющих механизмов.

2. Принцип работы храповика.

Рассмотрим какой же принцип работы храповика. Рычаг с собачкой возле храповика находится в свободном вращении. Эта собачка одним своим концом находиться на храповике, а вторым – прикреплена на подвижное осевое соединение. Когда на храповой механизм воздействует тяга от другого механизма, рычаг начинает качаться в разные стороны. Во время отклонения рычага собачка просто скользит по пологой стороне зубцов, не оказывая никакого влияния на вращение храповика. Если воздействие тяги прекращается, собачка упирается на отвесную сторону зубца и препятствует обратному движению храповика. То есть, постепенно качаясь то в одну, то в другую сторону, рычаг с собачкой обеспечивает поступательные движения храпового механизма.

К примеру, рассмотрим принцип действия храповика в подъёмном механизме. Поворачивая рукоятку, можно поднять груз на определённую высоту. Но если рукоятку отпустить, то груз не упадёт, а будет удерживаться в подвешенном состоянии из-за того, что храповик находится в зацеплении с собачкой. Для того, чтобы появилась возможность опустить груз, необходимо для начала приподнять собачку (удерживать рукоятку) и спокойно в медленном темпе опустить груз, поворачивая рычаг.

Читать еще:  Как перезагрузить посудомоечную машину бош

3. Область применения храповых механизмов.

Применение храповых механизмов очень широкое. Их используют во многих конструкциях и приборах, например, в домкратах, турникетах, замках наручников, лебёдках, гаечных ключах, заводных механизмах часов, отвёртках, механизмах заднего хода велосипедов, строгальных станках, обгонных муфтах, шифровальных машинах (например, «Энигма»),защитных устройствах электроинструментов и в транспортных средствах (в механизме коленчатого вала).

Храповой механизм в основном используется как задерживающее устройство. В подъёмных машинах, оснащённых лебёдкой, зубчатое колесо храповика соединяется с барабаном лебёдки, а собачка предотвращает обратное раскручивание барабана под давлением со стороны груза. В механических часах с пружинным заводом храповик предотвращает самостоятельное раскручивание заводной пружины.

В коленчатом вале транспортных средств также используются храповые механизмы. Они необходимы для обеспечения моментальной остановки всего механизма и предотвращения его прокручивания в обратном направлении. Храповой механизм в коленчатом вале даёт возможность присоединения пусковой рукоятки. С помощью храпового механизма передаётся вращательное движение от рукоятки к коленвалу, что обеспечивает его запуск. Кроме того, храповик обеспечивает отсоединение коленвала от рукоятки в автоматическом режиме после запуска двигателя в самые короткие сроки.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Храповые механизмы

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Храповые механизмы находят широкое применение в шаговых двигателях, грузоподъемных устройствах и различных отраслях техники. Храповой механизм — устройство, допускающее вращение оси в одном направлении и исключающее вращение этой же оси в противоположном направлении. Он состоит из храпового колеса и собачки. Собачка 1 обычно прижата к колесу пружиной 2 (рис. 1). Реже используют храповые механизмы, в которых собачка взаимодействует с поступательно перемещающейся рейкой. Храповые колеса и собачки изготовляют из сталей 35, 50, У10А, 15Х, 20Х, 25ХГСА. При значительных нагрузках, а также для уменьшения износа их либо подвергают объемной закалке, либо цементируют, а затем закаливают. В приборах храповые колеса изготовляют также из латуней ЛК80-Э и ЛС63-3 и бронзы Бр.КМцЗ-1. Иногда и собачки изготовляют из латуни. Используют также сплавы алюминия.

Пружины храпового механизма создают момент, прижимающий собачку к храповому колесу. Однако этот момент не предназначен для преодоления сил и моментов, которые могут действовать на собачку от храпового колеса. Усилие пружины оказывается для этой цели недостаточным. Оно лишь вводит собачку в зацепление с храповым колесом. Поэтому положение оси С собачки выбирают с таким расчетом, чтобы окружная сила F и вызываемая ею сила трения F обеспечивали появление равнодействующей силы Fn, момент которой на плече Са прижимал бы собачку к храповому колесу, а не выводил ее из зацепления (рис. 1). Это достигается в том случае, если угол a положения оси собачки больше угла j трения. Для обеспечения этого неравенства необходимо удалить ось С собачки от оси храпового колеса (см. собачку, показанную выше колеса). Однако при этом следует опасаться переброса собачки на другую сторону храпового колеса, особенно после некоторого износа собачки. В таких случаях храповой механизм может срываться. Поэтому недопустимо и слишком большое удаление оси С собачки от оси храпового колеса. У собачки, показанной слева от

колеса, для надежного функционирования храпового механизма также необходимо выполнять неравенство к > j, что может быть обеспечено, когда ось, наоборот, находится ближе к оси колеса, а собачка сделана достаточно длинной. При этом момент силы Fnприжимает собачку к храповому колесу. Соответствующее направление нормальной силы Fn можно обеспечить поднутрением передней грани зубьев храпового колеса на угол a. Тогда ось собачки может располагаться на касательной к средней окружности зубьев храпового колеса (рис. 2). Для обеспечения прижатия собачки к зубьям храпового колеса в этом случае необходимо, чтобы угол поднутрения был больше угла трения. Часто a выбирается равным 10°. У этой конструкции при малом окружном шаге зубьев зуб храпового колеса получается ослабленным.

Окружная сила, действующая на диаметре d храпового колеса, F = 2M/d, где М крутящий момент на оси храпового колеса; d — диаметр впадин зубьев храпового колеса, d == mz; z — число зубьев храпового колеса; т модуль, т = pt/p , рt окружной шаг зубьев храпового колеса по окружности впадин. На основании расчета по среднему допускаемому давлению можно определить модуль зубьев храпового колеса:

Рис. 3

где [p] допускаемое давление на единицу ширины зуба храпового колеса; определяется по справочнику; y = b/т, b — ширина колеса.

На рис. 3 показана конструкция храповика часового механизма. Вместо храпового колеса использовано обычное колесо с зубьями часового профиля. Это упростило конструкцию, так как сократилось число колес в механизме. Собачка 1 имеет несколько выступов и удерживается на оси винтом 4. На рис. 3, а показано положение собачки относительно колеса 2 при подзаводке часов. Момент Мзав отводит собачку, которая одним из своих выступов непрерывно прижимается под действием пружины 3 к зубьям колеса 2, пропуская их. Выступ собачки захватил конец Д пружины 3, деформируя последнюю. Конец Г пружины закреплен неподвижно. На рис. 3, б показано стопорящее положение собачки, когда она удерживает колесо 2. Зуб колеса упирается в один из выступов собачки. При переходе из положения а в положение б храповое колесо немного поворачивается, благодаря чему ослабляется напряжение заводной пружины после ее тугого завода. Это способствует увеличению срока службы заводной пружины и стало возможным благодаря применению собачки с несколькими выступами.

Глава 4. Механизмы прерывистого и одностороннего движения

Храповые механизмы

Прерывистое движение в одну сторону чаще всего осуществляется при помощи храповых и мальтийских механизмов.

Храповые механизмы применяют для осуществления движений подачи инструмента и обрабатываемого материала в различных станках. Кроме того, их используют в качестве тормозных устройств, препятствующих обратному ходу.

Так, храповой меха­низм в грузоподъемных лебедках предотвращает падение под­нятого груза.

Основой храпового механизма служит храповая пара (рис. 6, а), состоящая из звена /, называемого храповиком, и звена 2, называемого собачкой или щеколдой. Замыкая оба звена пружиной 3, получаем храповой механизм.

Храповые механизмы делятся на два основных класса:

1. Механизмы, в которых храповик задерживается собачкой только в одном направлении, а в другом направлении может двигаться и приподнимать собачку. К этому классу относятся механизмы, имеющие храповики с острыми зубьями (рис. 6, а).

2. Механизмы, в которых храповик затормаживается в двух направлениях. К этому классу относятся механизмы, имеющие храповики с симметричными зубьями. Действие такого храпо­вика соответствует работе двух противоположно действующих храповых механизмов.

Широкое распространение получили фрикционные храповые механизмы (рис. 6, б). Их можно рассматривать как зубчатые с бесконечно малым шагом. Центр вращения кулачка Ох и центр дуги, по которой он очерчен, не совпадают, поэтому торможение происходит только при вращении звена / в одном направлении.

Мальтийские механизмы

Мальтийские механизмы (рис. 7) применяют для преобразования непрерывного вращения ведущего звена 1 в прерывистое движение ведомого звена 3. Палец 2, закрепленный на ведущем звене 1, последовательно входит в прорези ведомого звена (креста 3).

На рисунке показан момент начала движения креста 3. Палец 2 нахо­дится в начале прорези. При вра­щении звена 1 по часовой стрелке палец входит внутрь прорези, при­ближаясь к оси вращения креста, а затем начинает удаляться от оси и выходит из прорези. Пока палец перемещается по прорези, крест по­ворачивается, а после выхода пальца из прорези крест останавливается. Палец, продолжая вращаться, через некоторое время входит в следующую прорезь креста, и движение креста снова повторяется. Если крест имеет четыре прорези, как показано на рис. 7, то при одном полном повороте пальца крест поворачи­вается на четверть поворота. Чтобы крест во время остановки не поворачивался самопроизвольно, поверхность между его прорезями делается вогнутой, а поверхность ведущего диска — выпуклой.

Мальтийские механизмы изготовляют с тремя, четырьмя, пятью, шестью и восемью прорезями креста, что соответствует 1/3, 1/4, 1/6 и 1/8 оборотам ведомого звена за один полный оборот ведущего звена.

Глава 5. ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

§1.Общие сведения

В фрикционной передаче вращательное движение от веду­щего катка к ведомому передается силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков (рис. 7.1).

Условие работоспособности передачи

где Ft — передаваемая окружная сила; Rf — сила трения в месте контакта катков.

Нарушение условия (7.1) приводит к буксованию. При буксо­вании ведомый каток останавливается, а ведущий скользит па нему; при этом рабочие поверхности катков изнашиваются. Для, создания требуемой силы трения Rf катки прижимают друг к дру­гу силой Fr, которая во много раз превышает силу Ft.

§2. Классификация передач.

В зависимости от назначения разли­чают фрикционные передачи: с нерегулируемым переда­точным числом и с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного числа. Такие передачи называют вариаторами.

В зависимости от взаимного расположения осей валов фрик­ционные передачи бывают: цилиндрические — при па­раллельных осях; конические — при пересека­ющихся осях; лобовые — при скрещивающихся осях.

В зависимости от условий работы фрикционные передачи подразделяют на: открытые — работают всухую изакрытые— работают в масляной ванне.

В закрытых фрикционных передачах масляная ванна обеспе­чивает хороший отвод теплоты, делает скольжение менее опас­ным, увеличивает долговечность передачи.

Достоинства. 1. Простота конструкции и обслуживания. 2. Равномерность и бесшумность вращения. 3. Возможность бес­ступенчатого регулирования передаточного числа, причем на хо­ду, без останова передачи. 4. Невозможность аварий при пере­грузках.

Недостатки. 1. Большое и неравномерное изнашивание рабо­чих поверхностей катков при буксовании. 2. Большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы Fr, что требует увеличе­ния размеров валов и подшипников и, следовательно, делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает передавае­мую мощность. 3. Непостоянное передаточное число из-за про­скальзывания катков.

Читать еще:  Как определить показания счетчика электроэнергии

Применение. Фрикционные передачи с нерегулируемым пе­редаточным числом в машиностроении применяют сравнительно редко. В качестве силовых передач они громоздки и малонадеж­ны. Эти передачи используют преимущественно в приборах (спи­дометры, магнитофоны и др.), где требуется плавность и бесшум­ность работы. Фрикционные передачи с бесступенчатым регули­рованием — вариаторы — широко применяют в различных машинах, например в металлорежущих станках, в текстильных и транспортирующих машинах и т. д. Фрикционные передачи предназначены для мощностей, не превышающих 200 кВт, ок­ружная скорость катков допускается до 25 м/с.

§3. Материалы катков

Материалы фрикционных катков должны иметь высокие ко­эффициент трения (для уменьшения требуемой силы прижатия F,) и модули упругости Е (для уменьшения упругого скольжения и потерь на перекатывание), должны быть износостойкими и влаго непоглощающими.

Для фрикционных катков применяют следующие сочетания материалов:

1. Закаленная сталь по закаленной стали. Рекомендуются стали 40ХН, 18ХГТ, ШХ15 и др. Применяют в быстроходных закрытых силовых передачах. Такие передачи отличаются высо­кими износостойкостью и к.п.д., малыми габаритами, но требуют точного изготовления.

2. Текстолит, гетинакс или фибра по стали. Применяют в слабонагруженных открытых передачах. Катки из этих материалов имеют пониженную износостойкость.

Значения коэффициентов трения / следующие:

Сталь по стали (в масле). 0,04. 0,05

Сталь по стали или чугуну (всухую) 0,15. 0,18

Текстолит или фибра по чугуну или стали (всухую) 0,20. 0,25

Сталь по бронзе (периодическое смазывание) . 0,08. 0,10

В открытых фрикционных передачах коэффициент трения выше, прижимная сила Fr катков меньше.

§4. Виды разрушения рабочих поверхностей фрикционных катков

Усталостное выкрашивание. Встречается в закрытых переда­чах, работающих при обильной смазке и защищенных от попада­ния абразивных частиц. Прижимная сила F, вызывает в месте соприкасания катков высокие контактные напряжения, которые при работе меняются циклически вследствие пе­ремещения места контакта по ободу. Циклическое действие кон­тактных напряжений способствует развитию усталостных мик­ротрещин на рабочих поверхностях и образованию мелких рако­вин.

Для предотвращения усталостного выкрашивания произво­дят расчет на контактную прочность. Повышение твердости по­верхностей катков обеспечивает более высокие допустимые кон­тактные напряжения.

Заедание. Возникает в быстроходных сильно нагруженных передачах при разрыве масляной пленки на рабочей поверхно­сти катков. В месте касания катков развивается высокая темпе­ратура, масляный слой разрывается и катки непосредственно соприкасаются друг с другом. В результате происходит привар частиц металла с последующим отрывом от одной из поверхно­стей катков. Приварившиеся частицы задирают рабочие повер­хности в направлении скольжения.

Для предупреждения заедания применяют специальные масла.

Изнашивание. Повышенное изнашивание имеют открытые передачи.

Все виды разрушения рабочих поверхностей катков зависят от контактных напряжений ан.

§ 4. Прижимные устройства.

Постоянная по значению прижимная сила катков допустима при передаче постоянной нагрузки. При переменной нагрузке прижатие катков должно изменяться авто­матически, соответственно ее значению, что повышает к.п.д. и до­лговечность передачи.

Постоянное прижатие катков осуществляют пружинами, ко­торые периодически регулируют. Автоматическое прижатие катков осуществляется самозатягиванием элементов передачи, а также нажимными устройствами, например, винтового типа.

К.п.д. фрикционных передач

К.п.д. фрикционных передач зависит от потерь на скольжение катков и потерь в подшипниках. Скольжение в зоне контакта обусловлено деформациями поверхностей катков. Потери в под­шипниках зависят от нагрузки на валы, которая определяется прижимной силой Fr.

Для закрытых фрикционных передач η= 0,88. 0,93, для открытых η =0,78. 0,86.

Назначение и характеристики. Вариаторы служат для плав­ного (бесступенчатого) изменения на ходу угловой скорости ве­домого вала при постоянной угловой скорости ведущего.

В качестве механизма главного движения применяют переда­чи различного типа — фрикционные, ременные, цепные. Выпол­няются в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом веду­щего и ведомого катков или с промежуточным элементом. Применяются в стан­ках, прессах, конвейерах и т. п.

Бесступенчатое регулирование ско­рости способствует повышению произ­водительности работы машины вслед­ствие возможности выбора оптималь­ного процесса, оно благоприятно для автоматизации и управления на ходу.

В некоторых машинах — воло­чильные станы, текстильные, бумаго­делательные и подобные им машины — плавное регулирование скорости яв­ляется технологически обязательным.

Главной характеристикой вариа­тора является диапазон регули­рования, равный отношению ма­ксимальной угловой скорости ведомого катка к его минималь­ной угловой скорости Вариаторы подбирают по каталогам или справочникам в зависимости от передаваемого момента, диапазона регулирова­ния и угловой скорости ведущего вала.

Разновидности вариаторов. В зависимости от формы тела качения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и др.

Лобовые вариаторы применяют в вин­товых прессах и приборах. Бесступенчатое изменение угловой скорости ведомого вала достигается передвижением малого кат­ка вдоль вала, т. е. изменением радиуса R2. Допускают реверси­рование вращения. Имеют интенсивный износ рабочих поверхно­стей катков и пониженный к.п.д. вследствие разности скоростей на площадке контакта.

Вариаторы с раздвижными конусами имеют наибольшее применение в машиностроении. Промежуточным элементом является клиновой ремень или специ­альная цепь. Плавное изменение угловых скоростей ведомого вала достигается раздвижением или сближением конусных кат­ков, т. е. изменением расчетных радиусов катков.

Клиноременные вариаторы просты и надежны в эксплуатации, стандартизованы. Диапазон регулирования Д = 2. 3. При использовании широких ремней передаваемая мощ­ность достигает Р = 50 кВт при к.п.д. η =0,8. 0,9.

Цепные вариаторы слож­нее и дороже клиноременных, но компактнее, долговечнее и более надежны; обеспечи­вают постоянство передаточ­ного числа; применяются для мощностей до 30 кВт; Д

Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; Нарушение авторского права страницы

Введение

Дано задание описать технологический процесс ремонта храпового механизма: для этого необходимо выбрать слесарный и измерительный инструмент, оборудование, приспособления для выполнения процесса ремонта, определить правила по безопасной работе.

Храповые механизмы преобразуют колебательное движение в прерывистое вращательное (реже поступательное). Он применяется в металлорежущих станках для поперечной подачи, в велосипедах, грузоподъёмных машинах, в конструкции дачных инструментов (секаторы), в гайковёртах, а также в поперечно-строгальных станках для поперечной подачи и в других механизмах промышленного оборудования (рисунок 1).

В поперечно-строгальных станках стойка 1 и поперечина 2 подвергаются изгибу и скручиванию; чем шире заготовка, тем деформации больше. Деталь устанавливается на столе, имеющем возвратно-поступательное движение, а суппорты с резцами закрепляются на неподвижных стойках. При такой конструкции величина и характер усилий, возникающих в суппортах и стойке станка, не зависят от длины строгания. Поскольку суппорты имеют только движение подачи, удобно обрабатывать деталь одновременно несколькими инструментами, что очень важно для крупногабаритных заготовок.

Собранный и отрегулированный храповой механизм станка должен обеспечивать возможность подачи в обоих направлениях и регулирование подачи в пределах от одного зуба храповика до числа зубьев, соответствующего максимальному углу качания собачки.

Храповой механизм используется и как стопорное устройство в лебёдках и других подъёмных машинах, предохраняя вал ручной лебёдки от проворачивания. У лебедки при подъеме груза храповик с собачкой не даёт барабану провертываться обратно. В этом случае он состоит только из храповика, стопорной собачки и стойки. Храповые механизмы могут быть с наружным, внутренним и торцовым зацеплением. Угол поворота храпового колеса регулируют обычно изменением положения кривошипного пальца путём его радиального перемещения в пазу ведущего диска. Храповые механизмы могут использоваться в качестве стопорных устройств, разрешающих движение ведомых звеньев в одном направлении и препятствующих их движению в противоположном.

Храповые колёса и собачки выполняют из сталей 35, 50, 25ХГСА с закалкой и 15Х, 20Х, 12ХН13 с цементацией и закалкой до твёрдости НRС 45-52. Это конструкционные, качественные и высококачественные стали, с добавлением хрома, марганца, кремния, содержание углерода в этих сталях колеблется от 0,12% до 0,5%.

Назначение храпового механизма и технические требования на него

Храповые механизмы широко применяют в металлорежущих станках, автоматических линиях и грузоподъемных механизмах. Они служат для периодической подачи режущего инструмента в процессе резания заготовок, переключения вращения с рабочего хода на холостое и обратно, удержания груза по мере подъёма или спуска.

Устройство храпового механизма периодической подачи стола поперечно — строгального станка показано на рисунке 2. а.

Кривошипный диск 6 механизма устанавливают на ведущем валу 8, частота вращения которого совпадает с частотой вращения кривошипного диска, приводящего в движение кулису станка. За счет этого обеспечивается подача стола один раз за двойной ход кулисы, осуществляемая во время холостого хода.

В Т-образном пазу кривошипного диска установлен палец 7, который закрепляется с помощью гайки. Палец может перемещается вдоль паза вручную (при этом изменяется радикс кривошипа). С пальцем 7 одним концом шарнирно соединен шатун 5, вторым концом шатун связан с рычагом 2 храпового механизма.

Рычаг 2, установленный на валу 4 по посадке с зазором, может совмещать относительно этого вала качательное движение. На том же валу 4 при помощи шпонки установлено храповое колесо 1. В корпусе рычага 2 находится собачка 3, которая под воздействием пружины прижимается к храповому колесу и входит в одну из его впадин.

Периодическую подачу в таком механизме регулируют, изменяя радиус кривошипа, в зависимости от которого меняется угол качания рычага с собачкой и, следовательно, количество зубьев храпового колеса, захватываемых за одно качание рычага.

Конструкция храпового механизма с постоянным радиусом кривошипа, а следовательно, с постоянным углом качания собачки показана на рис. 1.б.

Количество зубьев, захватываемых собачкой за одно качательное движение, регулируется щитком 9. Поворачиваясь, щиток перекрывает часть зубьев, и собачка при качании частично проскальзывает по нему. Для упрощения конструкции довольно часто вместо собачки с пружиной применяют перекидные собачки (рис.2. в, г).

Если храповой механизм должен обеспечить только одностороннюю подачу, то зубья храпового колеса выполняют скошенными, а собачку односторонней. Такие механизмы применяют, как правило, в грузоподъёмных устройствах. При подъёме груза собачка скользит по скошенным зубьям, а при остановке она упирается в зуб, препятствуя самопроизвольному опусканию груза.

Рисунок 1 — Поперечно-строгальный станок: 1 — станина, 2 — стойка; 3 — стол; 4 — траверса; 5 — откидная доска; 6 — суппорт; 7 — ползун

Рисунок 2 — Храповой механизм: а — с качающей собачкой; б — с постоянным радиусом кривошипа, в, г — с перекидной собачкой; 1- храповое колесо; 2 — рычаг; 3 — собачка, 4, 8 — валы, 5 — шатун, 6 — кривошипный диск, 7 — палец, 9 — щиток.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×