Aparatul de proiectare: scop și tipuri

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Toată lumea este familiarizată cu conceptul de amortizare - poate fi găsit în absolut toate sferele vieții, în special în inginerie mecanică. Amortizarea este un proces care vă permite să absorbiți, să stingeți o parte din impactul exercitat de un corp sau o forță asupra altui corp. Acest principiu este folosit peste tot, de la atenuarea impactului traficului asupra unei mașini până la luarea în considerare a uzurii echipamentelor dintr-o fabrică.

Cu toate acestea, în acest articol nu vom vorbi în mod specific despre depreciere, ci despre un lucru precum un angrenaj de tracțiune. Dacă majoritatea oamenilor au auzit de amortizoare, atunci astfel de dispozitive pot fi noi pentru mulți. Faptul este că angrenajul de tracțiune este un dispozitiv extrem de specializat, care este cel mai des folosit în trenuri. În această zonă, acest mecanism este foarte important, este instalat în toate mașinile, dar poate diferi în ceea ce privește tipurile de absorbție. Este exact ceea ce va fi discutat în articol. Ce tipuri de aparate există și în ce scopuri pot fi utilizate în diferite cazuri?

Ce este asta?

În primul rând, ar trebui să înțelegeți ce este un angrenaj de tracțiune și la ce servește acesta. Deci, acest dispozitiv este proiectat să ramburseze sau să absoarbă (de aceea se numește așa) o parteenergia cinetică de impact, reducând astfel impactul diferitelor forțe, inclusiv forțe de tracțiune și compresiune, asupra cadrului mașinii în care este instalat. Cum funcționează un absorbant? În interiorul dispozitivului apare rezistența, ceea ce asigură transformarea forței cinetice în alte tipuri de forțe care nu dăunează mașinii. Prin urmare, prezența unui astfel de dispozitiv în mașină nu este o chestiune de alegere, ci o condiție prealabilă, în caz contrar forțele care acționează pot duce la deteriorarea gravă a trenului, ceea ce va duce la consecințe triste. În ceea ce privește tipurile de unelte de tracțiune, există un număr destul de mare, dar nu toate sunt răspândite. Acest articol va descrie în detaliu principalele tipuri și acțiunea acestora, precum și tipurile mai puțin populare de dispozitive.

Fără arcuri

Dispozitive precum angrenajul de tracțiune RT-120 sunt acum comune, dar nu folosește arcuri, așa cum a făcut la început. Dispozitivul are următoarele specificații:

• Tip de aparat: frecare.
• Cursa maximă: 120 de milimetri.
• Capacitate maximă de energie: 90 kJ.
• Tura de viață (înainte de reparare): 16 ani.
• Viața totală: 32 de ani

Inițial, astfel de dispozitive erau exclusiv cu arc, dar în timp au fost înlocuite cu dispozitive utile și convenabile, precum și mult mai funcționale și eficiente. Au fost mai multe probleme, iar prima dintre ele a fost prea mult întoarcerea izvoarelor. Adică sunt buneau absorbit energie cinetică, dar în același timp au dat-o aproape la fel de mult, ceea ce le-a nivelat utilitatea. În al doilea rând, pentru ca acestea să funcționeze competent în mașini, a fost nevoie să se formeze produse destul de mari, s-ar putea spune voluminoase, așa că au fost abandonate. Consumul redus de energie s-a dovedit a fi un factor decisiv, deoarece alte dispozitive puteau fi realizate la fel de eficiente precum cele cu arc, dar mult mai compacte. Din acest motiv, dispozitivele precum transmisia de tracțiune RT-120 sunt utilizate în prezent în mașini, iar modelele cu arc sunt utilizate exclusiv în dispozitivele tampon.

Dispozitive cu frecare cu arc

Totuși, faptul că dispozitivele cu arc nu au prins rădăcini în aproape nicio zonă nu înseamnă că astfel de mecanisme au încetat să mai fie folosite în acest domeniu. Pur și simplu s-au dovedit a nu fi foarte eficiente, așa că au fost create dispozitive de frecare cu arc care transferă acțiunea principală mișcărilor de frecare, în timp ce arcurile au doar o funcție suplimentară, adică sunt responsabile exclusiv de energia potențială și nu cinetică. Să vedem cum funcționează. De exemplu, angrenajul de tracțiune APE preia energia cinetică care este generată de coliziunea a două mașini. Mai întâi trebuie să indicați caracteristicile tehnice ale acestui dispozitiv:

• Greutatea dispozitivului: nu mai mult de 165 de kilograme.
• Cursa de proiectare a dispozitivului: 90 de milimetri.
• Intensitatea energetică nominală: 110 kJ.
• Intensitatea energetică maximă: 130 kJ.
• Forța inițială de strângere: 230 kN.
• Forța de închidere statică: 1600 kN.
• Viața totală: 32 de ani
• Durata de viata inainte de reparatie: 16 ani.

După impact, ieșirea nu este energia de recul a arcurilor, ci forța cinetică de frecare (adică frecare) și energia potențială de deformare a arcurilor. Acest rezultat s-a dovedit a fi mai mult decât satisfăcător pentru deprecierea vagoanelor, astfel încât astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă.

Acum puteți găsi uneltele de tracțiune 73ZW și alte modele similare peste tot. Specificațiile produsului sunt următoarele:

• Greutatea mașinii: 214 kg.
• Cursa de proiectare a dispozitivului: 90 mm.
• Limita temperaturii de funcționare: +50°С până la -60°С.
• Dimensiuni: lungime - 625 mm, latime - 318 mm, in altime - 230 mm.
• Forța inițială de strângere: 200 kN.
• Forța de închidere a mașinii: 1600 kN.

Avantajele dispozitivelor cu frecare cu arc

Dispozitivele cu frecare cu arc au început să fie instalate pe mașini cu foarte mult timp în urmă și sunt folosite și astăzi. Există și alte tipuri de dispozitive, dar acest tip este unul dintre cele mai comune. Acest lucru se întâmplă din mai multe motive. În primul rând, este simplitatea. În al doilea rând, instalarea angrenajelor de tracțiune de acest tip este un proces destul de simplu și convenabil. Dimensiunile lor sunt mult mai mici decât cele ale dispozitivelor cu arc, astfel încât angrenajele de tracțiune ale vagoanelor de marfă sunt ușor de instalat și nu provoacă dificultăți înservicii suplimentare. În plus, desigur, este necesar să rețineți variabilitatea și designul elementar al acestor dispozitive.

Mașini hidraulice

Clasele de unelte de tracțiune sunt foarte diverse, iar printre ele se poate distinge încă un tip foarte popular. Dispozitivele hidraulice diferă semnificativ de dispozitivele cu frecare cu arc în modul lor de acțiune, deoarece se bazează pe un lichid, care asigură o absorbție maximă a șocurilor. Dispozitivul are deschideri ale accelerației calibrate corespunzător. Cursele servesc pentru a se asigura că fluidul de absorbție a șocurilor curge prin ele. Aceste găuri leagă două cavități, care, în funcție de sarcină, sunt umplute prin acestea prin pasaje. Ca rezultat, se creează o rezistență elastică uniformă, care funcționează eficient chiar și cu lovituri destul de puternice.

Inițial, a existat o mică problemă, care a constat în faptul că lichidul nu a putut reveni rapid la poziția inițială, prin urmare, un astfel de aparat ducea la lovituri ratate, adică la acele momente în care lichidul din o cavitate nu a avut timp să se scurgă în alta pentru a atenua tremuratul vagonului. De aceea, în timp, pentru a asigura rezistența elastică maximă în dispozitivele hidraulice, a început să fie folosit gaz inert. Repararea acestui tip de angrenaj de tracțiune este puțin mai complexă și mai costisitoare, dar este un proces eficient și convenabil de utilizat. Dispozitivul este considerat defect dacă este detectată o scurgerefluid, modificarea cursei sau uzură semnificativă.

Cum este amortizarea la mașinile hidraulice?

Dacă luăm în considerare angrenajul hidraulic al mașinii, atunci aici merită să ne gândim mai detaliat asupra principiului de funcționare al acestui dispozitiv. Cum poate apa să înmoaie lovitura? Răspunsul la această întrebare este dat de fizică, deoarece densitatea și vâscozitatea apei asigură rambursarea și absorbția energiei cinetice de impact, care se pierde în procesul de trecere prin lichid, în momentul în care este depășită și împinsă în cavitatea adiacentă prin găuri speciale. Astfel, angrenajul de tracțiune al unui cuplaj automat, al vagonului și al oricărui alt element poate fi hidraulic, deoarece nu este nici prea complicat. Utilizarea unui gaz inert în acest caz nu este obligatorie. Dar datorită acestei substanțe, rezistența lichidului crește de mai multe ori și, de asemenea, accelerează revenirea la starea inițială pentru a primi următoarea lovitură.

Consumul de energie al aparatului

Dacă se ia în considerare un angrenaj de tracțiune, atunci unul dintre cei mai importanți parametri ai săi este intensitatea energetică și trebuie să acordați atenție în primul rând acestuia. Acest parametru reprezintă cantitatea de energie cinetică pe care dispozitivul este capabil să o absoarbă înainte de comprimarea completă a elementelor sale de absorbție a șocurilor, adică până în momentul în care dispozitivul nu mai poate absorbi impactul. În consecință, cu cât este mai mare acest indicator, cu atât mai bine. Izvoarele auintensitate energetică extrem de scăzută, motiv pentru care nu sunt folosite la mașinile mari, unde forța de impact comprimă arcul foarte repede, care absoarbe prea puțină energie. De asemenea, merită să acordați atenție faptului că dispozitivele sunt create în așa fel încât energia cinetică să nu fie complet absorbită - trebuie să existe cantitatea potrivită de energie care să poată readuce dispozitivul în poziția inițială. Acesta este motivul pentru care gazul inert este utilizat în mașinile hidraulice, deoarece nu necesită multă energie cinetică pentru a readuce fluidul în poziția inițială.

Alte tipuri de dispozitive

Tipurile de unelte de tracțiune descrise mai sus nu sunt singurele - sunt multe altele, dar, așa cum am menționat la începutul articolului, doar cele mai populare vor fi descrise aici. Deci, merită remarcat angrenajul elastomer, care este, de asemenea, foarte popular în diverse domenii, inclusiv atunci când este instalat în mașini. Acest tip copiază aproape exact dispozitivele hidraulice descrise, totuși, principala diferență este că în loc de apă obișnuită, care este reglată prin găuri calibrate, aceste dispozitive folosesc un fluid elastomeric special cu o vâscozitate mult mai mare, care îi crește intensitatea energetică, dar la în același timp, îngreunează serviciul și, de asemenea, crește costul. De asemenea, dispozitivele de frecare, care sunt considerate dispozitive din elemente elastice, nu pot fi ignorate. În ele, absorbția energiei cinetice se realizează datorită deformării elementelor din cauza frecării lor. Cu un tip similar, tu dejaam ajuns să ne cunoaștem superficial când am citit despre dispozitive precum dispozitivele cu frecare cu arc.

Mașini combinate

Separat, merită să vorbim despre dispozitive combinate, unul dintre exemplele cărora este aproape cel mai comun tip - frecare cu arc. Mai simplu spus, dispozitivele combinate le includ pe cele care combină diferite tipuri de amortizare. În acest caz, acestea sunt tipuri de arc și frecare. Combinațiile pot fi variate. După cum se indică în articol, combinația dintre acțiunea arcurilor și a elementelor de frecare a dat mai mult decât un rezultat pozitiv. Acest tip de aparat combinat este de departe cel mai faimos. În acest domeniu de activitate nu sunt permise toate tipurile de combinații a două tipuri de unelte de tracțiune. Cel mai simplu exemplu este combinația de dispozitive elastomerice și hidraulice, deoarece acestea sunt construite în mod similar și diferă în principal doar prin fluidul utilizat pentru întreținerea lor.

Selectați mașina

Ce dispozitiv ar trebui ales pentru a atinge obiectivul? În primul rând, se atrage atenția asupra principalului parametru al angrenajelor de tracțiune - intensitatea energetică a acestora. Nu are sens să instalați un dispozitiv de mare energie pe vagoane sau alte obiecte cu forță de impact cinetic scăzută, deoarece costurile ridicate vor fi observate fără creșterea productivității. De asemenea, dispozitivele cu intensitate energetică scăzută nu trebuie plasate în niciun caz pe obiecte care sunt supuse unor impacturi grave, deoarece energia dispozitivului pur și simplu nu va fi suficientă pentru aabsorbind cantitatea potrivită de energie, iar loviturile vor fi mult mai puternice decât cele permise în conformitate cu standardele stabilite.

Bineînțeles, există și alți parametri cărora ar trebui să acordați atenție, cum ar fi stabilitatea, adică numărul de șocuri absorbite cu succes în raport cu numărul lor total sau cantitatea de energie care iese ireversibil, care este complet absorbit de dispozitivul de absorbție și nu este utilizat în continuare pentru a-l readuce în poziția inițială. Acești parametri sunt luați în considerare individual pentru fiecare proiect, conveniți înainte de a alege un anumit tip de echipament de tracțiune, în conformitate cu toate standardele și cerințele stabilite.