19.1. Типи силових механізмів технологічного обладнання

Силовий механізм– механізм призначений для передачі потужності від двигуна до споживача енергії зі збільшенням сил, або крутних моментів за рахунок зменшення швидкості (частоти обертання), а інколи – задля зміни характеру руху. За структурно-конструктивними ознаками розрізняють такі механізми: клинові, гвинтові, шарнірні (важільні), кулачкові, зубчаті, фрикційні та ін.

Наприклад, у підкатному підйомнику для автобусів з електромеханічним приводом, вантажний гвинт сприймає осьове розтягуюче навантаження. Крутний момент на гвинті створюється електромеханічним приводом. На підставі розрахунку необхідно вибрати матеріал гвинта, визначити його діаметр, перевірити на міцність і виконання умови самогальмування.

Основу будь-якої машини складають механізми. Механізмом називають сукупність рухливо з’єднаних тіл, що здійснюють під дією прикладених сил визначені доцільні рухи. Сучасні механізми надзвичайно різноманітні. Їх класифікують за наступними ознаками:

• за способом перетворення рухів (механічні, електричні, гідравлічні і т.п.);

• за функціональним призначенням (передатні і виконавчі, керування і регулювання, контролюючі, транспортуючі й ін.);

• за характером руху їхніх елементів (з обертальним або поступальним, плоским або просторовим рухами).

Частини механізмів складаються з деталей, які є первинними елементами будь-якого пристрою. Деталями називають вироби, що не розділяються на складові частини при збереженні можливості виконання ними передбачених функцій. Прикладами деталей служать, зокрема, болти, гайки, шайби, зубчасті колеса, вали і т.п.

Класифікація силових механізмів гаражного устаткування подана на рис. 19.1.

Рис. 19.1. Класифікація силових механізмів гаражного устаткування

При аналізі механізму важливо знати не загальну кількість його деталей, а кількість їхніх сукупностей, об’єднаних однаковим характером спільного руху. Завдяки цьому механізм може бути схематично представлений ланкамита їх з’єднаннями.

Детальабодекілька нерухомо з’єднаних деталей, що рухаються як єдине ціле, називаютьланкою. Приклади ланок – шатун двигуна внутрішнього згоряння, що складається зі стержня, кришок, з’єднаних болтами, гайками і т.п.; поршень двигуна внутрішнього згоряння з поршневими і маслознімними кільцями; вал редуктора зі шпонками і кріпильними деталями.

З’єднання двох ланок, що забезпечує певний характер їхнього відносного руху, називається кінематичною парою. Приклади кінематичних пар – з’єднання поршня з корпусом двигуна внутрішнього згоряння, шатуна з колінчатим валом, зубчастого колеса з валом коробки швидкостей і т.п. Для всіх кінематичних пар характерна наявність елементів кінематичних пар.

19.2. Передавальні механізми гаражного устаткування

Для передачі руху від двигуна до виконавчого механізму використовують різні передавальні механізми: механічні, електричні, гідравлічні й пневматичні. Найпоширеніші в техніці механічні передачі і в першу чергу передачі обертового руху, оскільки обертовий рух можна здійснити найпростішими способами.

Передачамив машинах називають пристрої, які служать для передачі або перетворення механічного руху. У загальному випадку передачі можуть виконувати ряд функцій: а) розподіляти енергію між механізмами; б) знижувати або підвищувати швидкість ланок; в) перетворювати рух (наприклад, обертовий у поступальний або навпаки); г) регулювати швидкість; д) здійснювати пуск, зупинку і реверсування машини; е) захищати деталі машин від перевантаження.

Механічні передачі класифікують так:

а) за фізичними умовами передачі руху: передачі тертям(фрикційні, пасові, канатні); передачі зачепленнямоднієї ланки з іншою (зубчасті, гвинтові, цівкові, ланцюгові, важільні тощо);

б) за способом з’єднання вхідної та вихідної ланок: передачі з безпосереднім дотиком вхідної та вихідної ланок (фрикційні, зубчасті, гвинтові тощо); передачі з проміжною гнучкою ланкою, яка з’єднує вхідну та вихідну ланки (пасові, канатні, ланцюгові).

Кожен силовий механізм має ведучу ланку, до якої прикладається приводна сила.

У сучасних машинах поряд з механічними передачами широко використовують інші види передач – електричні, гідравлічні та пневматичні. Електричні, гідравлічні, а також фрикційні передачі дають змогу здійснювати безступінчасте регулювання швидкості, яке набуває все більшого значення у сучасній техніці. Такі передачі дозволяють використовувати робочі машини при оптимальних значеннях швидкостей руху в точній відповідності до вимог технологічного процесу, спрощують і полегшують керування машиною. Особливістю гідравлічних і пневматичних передач є їхня здатність розвивати великі зусилля при відносно малих значеннях питомого тиску рідини або повітря. Недолік цих видів передач – відносно мала швидкість рідини або повітря у трубопроводах.

Використання передач зумовлено здебільшого різницею швидкостей виконавчих (робочих) ор­ганів машин і приводних двигунів, інколи не­обхідністю одним двигуном приводити у рух декілька механізмів, змінювати швидкість машини при сталій швидкості обраного двигуна, передава­ти рух на значну відстань.

При проектуванні машин і приладів вибір виду передач залежить від конкретних умов проектування та вимог до приводу машини чи приладу. Основні вимоги до передач: надійність і необхідна довговічність; простота конструкції; компактність і невеликі габаритні розміри; малий опір руху, особливо в момент пуску двигуна; порівняно висока точність перетворення руху; можливість одержання найменшого зведеного до вала двигуна моменту інерції обертових ланок (при частих пусках і реверсах приводу зменшення зведеного моменту інерції дає можливість прискорити перехідні процеси розбігу, що має важливе значення); безшумність дії і висока вібростійкість, а також простота керування (у тому числі автоматичного і дистанційного).

При виборі передачі враховуються технологічні вимоги, що ставляться до машини, наприклад, сталість передавального відношення, безступінчастість регулювання швидкості, коефіцієнт корисної дії (ККД), маса, можлива точність і вартість виготовлення передачі.

Виходячи з конкретних вимог до приводу машини, нерідко виявляється доцільним, використовуючи позитивні властивості різних передач, створювати передачі комбінова­ного типу (гідромеханічні, електропневматичні, електрогід­равлічні тощо).