دستگاه پیش نویس: هدف و انواع

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

همه با مفهوم استهلاک آشنا هستند - این مفهوم را می توان مطلقاً در همه حوزه های زندگی، به ویژه در مهندسی مکانیک یافت. استهلاک فرآیندی است که به شما امکان می دهد بخشی از ضربه وارد شده توسط یک جسم یا نیروی بر جسم دیگر را جذب، خاموش کنید. این اصل در همه جا مورد استفاده قرار می گیرد، از کاهش تأثیر ترافیک بر روی خودرو گرفته تا در نظر گرفتن فرسودگی تجهیزات در یک کارخانه.

با این حال، در این مقاله به طور خاص در مورد استهلاک صحبت نمی کنیم، بلکه در مورد چیزی به عنوان چرخ دنده پیشرو صحبت خواهیم کرد. اگر بیشتر مردم نام کمک فنرها را شنیده باشند، ممکن است چنین دستگاه هایی برای بسیاری جدید باشند. واقعیت این است که چرخ دنده یک دستگاه بسیار تخصصی است که بیشتر در قطارها استفاده می شود. در این زمینه، این مکانیسم بسیار مهم است، در همه خودروها نصب می شود، اما می تواند در انواع جذبی متفاوت باشد. این دقیقاً همان چیزی است که در مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت. چه نوع دستگاه هایی وجود دارد و برای چه اهدافی می توان از آنها در موارد مختلف استفاده کرد؟

این چیست؟

اول از همه، شما باید بفهمید که دنده کششی چیست و چه کاربردی دارد. بنابراین، این دستگاه برای بازپرداخت یا جذب (به همین دلیل به آن) قطعه طراحی شده استانرژی جنبشی ضربه و در نتیجه تاثیر نیروهای مختلف از جمله نیروهای کششی و فشاری بر روی قاب خودرو که در آن نصب می شود را کاهش می دهد. جاذب چگونه کار می کند؟ مقاومت در داخل دستگاه ایجاد می شود که تبدیل نیروی جنبشی به انواع دیگر نیروها را تضمین می کند که به خودرو آسیبی نمی رساند. بنابراین، وجود چنین وسیله ای در خودرو یک امر انتخابی نیست، بلکه یک پیش نیاز است، در غیر این صورت نیروهای عامل می توانند منجر به آسیب جدی به قطار شوند که عواقب غم انگیزی را در پی خواهد داشت. در مورد انواع چرخ دنده، تعداد نسبتاً زیادی از آنها وجود دارد، اما همه آنها گسترده نیستند. این مقاله انواع اصلی و عملکرد آنها و همچنین انواع کمتر محبوب دستگاه ها را با جزئیات شرح می دهد.

بدون فنر

دستگاه هایی مانند چرخ دنده RT-120 در حال حاضر رایج هستند، اما مانند ابتدا از فنر استفاده نمی کنند. این دستگاه دارای مشخصات زیر است:

• نوع دستگاه: اصطکاک.
• حداکثر ضربه: 120 میلی متر.
• حداکثر ظرفیت انرژی: 90 کیلوژول.
• طول عمر (قبل از تعمیر): 16 سال.
• عمر کل: 32 سال

در ابتدا، چنین دستگاه هایی منحصراً فنری بودند، اما به مرور زمان با دستگاه های مفید و راحت و همچنین بسیار کاربردی تر و کارآمدتر جایگزین شدند. مشکلات متعددی وجود داشت و اولین آنها بازگشت بیش از حد فنرها بود. یعنی خوب هستندانرژی جنبشی را جذب کردند، اما در عین حال تقریباً به همان اندازه آن را از دست دادند، که مفید بودن آنها را یکسان کرد. ثانیاً، برای اینکه آنها در خودروها به خوبی کار کنند، لازم بود محصولاتی کاملاً بزرگ، شاید بتوان گفت حجیم، تشکیل داد، بنابراین آنها رها شدند. ثابت شد که مصرف انرژی کم یک عامل تعیین کننده است، زیرا دستگاه های دیگر را می توان به اندازه دستگاه های فنری کارآمد، اما بسیار فشرده تر ساخت. به همین دلیل است که در حال حاضر دستگاه هایی مانند چرخ دنده RT-120 در اتومبیل ها استفاده می شود و مدل های فنری منحصراً در دستگاه های بافر استفاده می شود.

دستگاه های اصطکاک فنری

اما این که دستگاه های فنری تقریباً در هیچ منطقه ای ریشه نگرفته اند به این معنی نیست که چنین مکانیزم هایی در این زمینه متوقف شده اند. معلوم شد که آنها خیلی مؤثر نیستند، بنابراین دستگاه های اصطکاک فنری ایجاد شدند که عمل اصلی را به حرکات اصطکاکی منتقل می کنند، در حالی که فنرها فقط یک عملکرد اضافی دارند، یعنی آنها منحصراً مسئول پتانسیل هستند و نه انرژی جنبشی. بیایید ببینیم چگونه کار می کند. به عنوان مثال، چرخ دنده پیشرو APE انرژی جنبشی را می گیرد که از برخورد دو اتومبیل ایجاد می شود. ابتدا باید مشخصات فنی این دستگاه را مشخص کنید:

• وزن دستگاه: حداکثر 165 کیلوگرم.
• طراحی دستگاه: 90 میلی متر.
• شدت اسمی انرژی: 110 کیلوژول.
• حداکثر شدت انرژی: 130 کیلوژول.
• نیروی سفت شدن اولیه: 230 kN.
• نیروی بسته شدن استاتیک: 1600 kN.
• عمر کل: 32 سال
• عمر خدمات قبل از تعمیر: 16 سال.

بعد از ضربه، خروجی انرژی پس زدگی فنرها نیست، بلکه نیروی جنبشی اصطکاک (یعنی اصطکاک) و انرژی پتانسیل تغییر شکل فنرها است. این نتیجه برای استهلاک واگن ها رضایت بخش بود، بنابراین چنین دستگاه هایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

اکنون می توانید چرخ دنده 73ZW و سایر مدل های مشابه را در همه جا پیدا کنید. مشخصات محصول به شرح زیر است:

• وزن دستگاه: 214 کیلوگرم.
• طراحی دستگاه: 90 میلی متر.
• محدودیت دمای کارکرد: 50+ تا -60 درجه سانتی گراد.
• ابعاد: طول - 625 میلی متر، عرض - 318 میلی متر، ارتفاع - 230 میلی متر.
• نیروی سفت شدن اولیه: 200 کیلو نیوتن.
• نیروی بسته شدن دستگاه: 1600 کیلو نیوتن.

مزایای دستگاه های اصطکاک فنری

دستگاه های اصطکاکی فنری از مدت ها قبل روی خودروها نصب شدند و هنوز هم استفاده می شوند. انواع دیگری از دستگاه ها وجود دارد، اما این نوع یکی از رایج ترین آنها است. این به دلایل متعددی اتفاق می افتد. اول، سادگی است. ثانیاً، نصب چرخ دنده های پیش نویس از این نوع فرآیند نسبتاً ساده و راحت است. ابعاد آنها بسیار کوچکتر از دستگاه های فنری است، بنابراین چرخ دنده های کشنده واگن های باری به راحتی نصب می شوند و مشکلی در کار ایجاد نمی کنند.خدمات بیشتر علاوه بر این، البته باید به تنوع و طراحی ابتدایی این وسایل نیز توجه داشت.

ماشین های هیدرولیک

کلاس های چرخ دنده بسیار متنوع هستند و در میان آنها می توان یک نوع بسیار محبوب دیگر را متمایز کرد. دستگاه های هیدرولیک به طور قابل توجهی از دستگاه های اصطکاک فنری در نحوه عملکرد خود متفاوت هستند، زیرا آنها بر پایه یک مایع هستند که حداکثر جذب ضربه را فراهم می کند. دستگاه دارای منافذ دریچه گاز است که بر این اساس کالیبره شده است. ضربه‌ها برای اطمینان از جریان یافتن مایع ضربه‌گیر از طریق آنها عمل می‌کنند. این سوراخ ها دو حفره را به هم متصل می کنند که بسته به بار، از طریق این سوراخ ها پر می شوند. در نتیجه، یک مقاومت الاستیک یکنواخت ایجاد می شود که حتی با ضربات نسبتاً قوی به طور موثر عمل می کند.

در ابتدا، یک مشکل کوچک وجود داشت، که شامل این واقعیت بود که مایع نمی تواند به سرعت به موقعیت اولیه خود بازگردد، بنابراین، چنین دستگاهی منجر به سکته مغزی از دست رفته، یعنی به آن لحظاتی شد که مایع از یکی از حفره ها وقت نداشت که در حفره دیگری جریان یابد تا لرزش واگن را کاهش دهد. به همین دلیل است که با گذشت زمان، برای اطمینان از حداکثر مقاومت الاستیک در دستگاه های هیدرولیک، گاز بی اثر شروع به استفاده کرد. تعمیر این نوع چرخ دنده‌ها کمی پیچیده‌تر و گران‌تر است، اما استفاده از آن فرآیندی کارآمد و راحت است. در صورت تشخیص نشتی دستگاه معیوب تلقی می شودمایع، تغییر سکته مغزی یا سایش قابل توجه.

استهلاک در ماشین های هیدرولیک چگونه است؟

اگر چرخ دنده هیدرولیک ماشین را در نظر بگیریم، در اینجا ارزش دارد که با جزئیات بیشتری در مورد اصل عملکرد این دستگاه صحبت کنیم. چگونه آب می تواند ضربه را نرم کند؟ پاسخ به این سوال توسط فیزیک داده شده است، زیرا چگالی و ویسکوزیته آب بازپرداخت و جذب انرژی جنبشی ضربه را تضمین می کند که در فرآیند عبور از مایع از بین می رود و در لحظه ای که بر آن غلبه می کند و به داخل رانده می شود. حفره مجاور از طریق سوراخ های ویژه. بنابراین، دنده پیش نویس یک جفت کننده اتوماتیک، واگن، و هر عنصر دیگر می تواند هیدرولیک باشد، زیرا آن نیز خیلی پیچیده نیست. استفاده از گاز بی اثر در این مورد اجباری نیست. اما به لطف این ماده مقاومت مایع چندین برابر می شود و همچنین بازگشت آن به حالت اولیه را تسریع می بخشد تا ضربه بعدی را وارد کند.

مصرف برق دستگاه

اگر یک چرخ دنده در نظر گرفته شود، یکی از مهمترین پارامترهای آن شدت انرژی است و در وهله اول باید به آن توجه کنید. این پارامتر نشان دهنده مقدار انرژی جنبشی است که دستگاه می تواند قبل از فشرده شدن کامل عناصر ضربه گیر خود جذب کند، یعنی تا لحظه ای که دستگاه دیگر نتواند ضربه را جذب کند. بر این اساس، هر چه این شاخص بالاتر باشد، بهتر است. چشمه ها دارندشدت انرژی بسیار کم، به همین دلیل است که از آنها در اتومبیل های بزرگ استفاده نمی شود، جایی که نیروی ضربه فنر را خیلی سریع فشرده می کند، که انرژی بسیار کمی را جذب می کند. همچنین شایان توجه است که دستگاه ها به گونه ای ساخته شده اند که انرژی جنبشی به طور کامل جذب نشود - باید مقدار مناسبی انرژی وجود داشته باشد که بتواند دستگاه را به موقعیت اولیه خود بازگرداند. به همین دلیل است که از گاز بی اثر در ماشین های هیدرولیک استفاده می شود، زیرا برای بازگرداندن سیال به موقعیت اولیه به انرژی جنبشی زیادی نیاز ندارد.

سایر انواع دستگاه

انواع چرخ دنده‌هایی که در بالا توضیح داده شد تنها مواردی نیستند - تعداد بیشتری از آنها وجود دارد، اما همانطور که در ابتدای مقاله ذکر شد، فقط محبوب‌ترین آنها در اینجا توضیح داده می‌شود. بنابراین، شایان ذکر است که چرخ دنده کششی الاستومری، که در زمینه های مختلف، از جمله در هنگام نصب در اتومبیل، نیز بسیار محبوب است. این نوع تقریباً دقیقاً از دستگاه های هیدرولیک توصیف شده کپی می کند، با این حال، تفاوت اصلی این است که به جای آب معمولی که از سوراخ های کالیبره شده عبور می کند، این دستگاه ها از یک مایع الاستومری مخصوص با ویسکوزیته بسیار بالاتر استفاده می کنند که شدت انرژی آن را افزایش می دهد، اما در در همان زمان خدمات را دشوار می کند و هزینه را نیز افزایش می دهد. همچنین دستگاه های اصطکاکی که از عناصر الاستیک به حساب می آیند را نمی توان نادیده گرفت. در آنها جذب انرژی جنبشی به دلیل تغییر شکل عناصر در اثر اصطکاک آنها انجام می شود. با یک نوع مشابه، شما در حال حاضروقتی در مورد وسایلی مانند دستگاه‌های فنری اصطکاک می‌خوانیم، به صورت سطحی با یکدیگر آشنا شدیم.

ماشین آلات ترکیبی

به طور جداگانه، لازم است در مورد دستگاه های ترکیبی صحبت کنیم که یکی از نمونه های آن تقریباً رایج ترین نوع - اصطکاک فنری است. به عبارت ساده تر، دستگاه های ترکیبی شامل مواردی است که انواع مختلف استهلاک را ترکیب می کنند. در این مورد، اینها انواع فنری و اصطکاکی هستند. ترکیب ها می توانند متنوع باشند. همانطور که در مقاله اشاره شد، ترکیب عمل فنرها و عناصر اصطکاکی بیش از یک نتیجه مثبت بود. این نوع ترکیبی از دستگاه است که تا حد زیادی معروف ترین است. در این زمینه فعالیت، همه انواع ترکیب دو نوع دنده پیش نویس مجاز نیست. ساده‌ترین مثال ترکیبی از دستگاه‌های الاستومری و هیدرولیک است، زیرا آنها به طور مشابه ساخته شده‌اند و عمدتاً فقط در مایع مورد استفاده برای نگهداری آنها متفاوت هستند.

انتخاب دستگاه

کدام وسیله را باید برای رسیدن به هدف انتخاب کرد؟ اول از همه، توجه به پارامتر اصلی چرخ دنده های پیش نویس - شدت انرژی آنها جلب می شود. نصب دستگاه پرانرژی روی واگن ها یا سایر اجسام با نیروی ضربه جنبشی کم منطقی نیست، زیرا هزینه های بالایی بدون افزایش بهره وری مشاهده می شود. همچنین، به هیچ وجه نباید دستگاه هایی با شدت انرژی کم بر روی اجسامی که در معرض ضربه های جدی قرار می گیرند، قرار داده شوند، زیرا انرژی دستگاه به سادگی کافی نخواهد بود.جذب مقدار مناسب انرژی، و ضربات بسیار قوی تر از حد مجاز مطابق با استانداردهای تعیین شده خواهد بود.

البته پارامترهای دیگری نیز وجود دارد که باید به آنها توجه کنید، مانند پایداری، یعنی تعداد ضربه هایی که با موفقیت جذب شده اند نسبت به تعداد کل آنها یا مقدار انرژی خروجی برگشت ناپذیر که کاملاً است. توسط دستگاه جاذب جذب می شود و بیشتر برای بازگرداندن آن به موقعیت اولیه خود استفاده نمی شود. این پارامترها به‌صورت جداگانه برای هر پروژه در نظر گرفته می‌شوند و قبل از انتخاب نوع خاصی از تجهیزات پیش‌نویس، مطابق با تمام استانداردها و الزامات تعیین‌شده، توافق شده است.