Potreba po montaži delov tako, da se lahko premikajo med delovanjem mehanizma, je privedla do izuma preprostih in zapletenih vrtljivih spojev. V tem članku bomo o tem govorili podrobneje.
Kaj je vrtljivi spoj?
Naprava, s katero sta dva dela povezana med seboj, hkrati pa ohranjata mobilnost okoli skupne osi, se imenuje vrtljivi spoj. Sestavljen je iz zatiča in sponke. Naprava je bila deležna najširšega razvoja in modifikacije. Uporablja se na različnih področjih industrije in nacionalnega gospodarstva.
V cilindričnem spoju ima nastavek običajno obliko palice. Vtisne se v luknje drugega dela, ki se imenuje sponka. Najenostavnejši primer zgibnega sklepa so tečaji vrat. Če jih natančno pogledamo, je enostavno razumeti načelo delovanja naprave. Oba dela tečajev sta opremljena z votlimi cilindri, ki so sponke povezave. Zatič (običajno tesno pritisnjen v enega od njih) je prst.
Tako povezani deli se premikajo okoli skupne osi. Cilindrični tečaj najdemo v preprostih in zapletenih mehanizmih. Prisoten je tudi v običajnemspenjalnik.
Zapletene artikulacije
Kompleksnejši vrtljivi spoj je sestavljen iz stojala, vtisnjenega v notranji obroč drsnega ali kotalnega ležaja, ki se vrti v njem. Brez uporabe tega sklopa ni mogoče sestaviti nobenega električnega motorja. Rotor je obešen v statorju s pomočjo cilindričnega tečaja z uporabo drsnih ali kotalnih ležajev. Kolesa železniških vagonov so pritrjena na podstavne vozičke s pomočjo tečaja, katerega kletka je osna škatla, zatič je os kolesa, ki drsi v njej s pomočjo valjčnega ležaja.
kroglični zglob
Obstajajo tudi druge vrste zgibnih sklepov, ki lahko zagotovijo več stopenj svobode za vrtljive strukture. Povezava delov, pri kateri se gibljejo okoli skupnega središča, se imenuje kroglični zglob. Zatič v njem je narejen v obliki krogle.
Za razliko od cilindričnega ima zatič krogličnega zgloba vse stopnje svobode. Ker je omejen le v svojem položaju, zagotavlja zgibnim delom z njim možnost premikanja v različne smeri.
Kroglični zglob se imenuje sferični kinematični par. Ohišje, v katerem je sferični nastavek, je običajno izdelan iz litega železa. Deli, sestavljeni v takem vozlišču, se lahko med seboj postavijo pod različnimi koti. Za zmanjšanje trenja površin v tečaju je zobnik zaščiten s posebnimi oblogami pred stikom z ohišjem, napolnjenim z mastjo. Prašniktesni tečaj pred umazanijo in preprečuje puščanje maščobe.
Vsi obstoječi mehanizmi so sprva vidni v naravnih pojavih. Pa tudi kroglični sklep, ki zelo spominja na kolčne sklepe in hrbtenična vretenca človeškega telesa.
Evolucija cilindričnega sklepa
Pri kardanskem prenosu se uporablja enota dveh cilindričnih zglobov s pravokotno nameščenimi držali. Ime je dobil po Gerolamu Cardanu, ki ga je opisal v 16. stoletju.
Cilindrični kinematični par, ki ga je izumil angleški fizik Robert Hooke, ki se uporablja za prenos navora. Nemoteno delovanje sklopa je zagotovljeno z obveznim izpolnjevanjem pogoja poravnave delov pogonske gredi. V nasprotnem primeru se pri določenih obremenitvah vrtljivi spoj začne zrušiti. V primeru kršitve poravnave gibanja delov je priporočljivo uporabiti kardan z dvema križcema. Ta metoda se uporablja, če se navor prenaša vzdolž osi pod kotom. Z dodajanjem križa se poveča število stopenj svobode, razbremeni obremenitev zatiča in vilic ter prepreči njihovo uničenje.
Uporabi
Uporaba Hookeovega zgloba v avtomobilski industriji je omogočila prenos rotacijskega gibanja z menjalnika na kolesa, tudi v prisotnosti pomembnih kotov artikulacije elementov. Ta enota je kasneje tvorila osnovo tečaja odmikalnega diska, sestavljenega iz diska vilic in odmikačev, ki se uporabljajo predvsem vtovornjaki.
CV zglob
Nenavaden mutant, ki ga dobimo s križanjem krogličnega zgloba s Hookeovim kardanom, predstavlja popolnoma nov tip povezave elementov. Je deformiran kroglični ležaj, pri katerem je notranja tekma dobila obliko krogle z režami, zunanja pa krogle z utori na notranji površini. Oba obroča sta pritrjena na pogonsko gred. Kroglice, nameščene med njimi, drži ločilo.
Šarning enakih kotnih hitrosti pri pomembnih kotih vrtenja je izpostavljen velikim obremenitvam. "Obrnjena kolesa" pri nazivnih hitrostih so obremenjena s poškodbami sklopa.
CV spoji so obvezni tesnjeni s prašniki. Njihovo mesto delovanja prispeva k vdoru prahu in vlage v tečaj, kar ga hitro onemogoči. Abrazivi in korozija uničijo utore, kroglice, ubijejo separator. Pri sodobnih avtomobilih se uporablja zelo zanesljiv vrtljivi spoj, zapečaten v ohišju, ki prispeva k polni uporabi njegovih virov.
Vrtje zahteva redni pregled gumijastega škornja. Ohranjanje njegove celovitosti ščiti sklop pred kontaminacijo. Če se odkrije kršitev njegove tesnosti, je zaželeno zamenjati celoten tečaj.
Nekonvencionalni tečaji
Izvirna aplikacija je našla cilindrično povezavo pri izdelavi pohištvenih izdelkov. Vrata, žaluzije, okrasne predelne stene, sestavljene iz letvic, so postale na voljo s prihodom rezalnikov za obdelavo lesa na trgu. Z majhnim strojem bo lažjenaredite vrtljivo z lastnimi rokami.
Prehod rezalnika robnih šivov tvori grob utor na enem od ozkih robov lesene letve. Nato se po njem obdela z rezalnikom za utore, da dobimo kodrasti utor.
Na drugi strani se oblikuje konica. Dobimo ga v dveh zaključnih prehodih. Pomagal bo pri izdelavi valjastega vrtljivega sklepa z robnim kodrastim rezalnikom. Po zaokroženju robov ima tirnica dokončan videz.
Izmenično pritrdite ustrezen rezalnik na rezkalni stroj in po njem podajate leseno suro, se izdelajo tečajni spoji. Z montažo tirnic s konico v utor dobimo gibko pločevino, ki jo glede na širino delov in gostoto spojev lahko zvijemo v cev s premerom do 15 cm.
Cevni spoji imajo v svoji zasnovi veliko skupnega s CV spoji: dve sferični sponki, med katerima se krogle, ki jih drži separator, nahajajo v utorih. Uporaba fluoroplastičnega obroča zagotavlja radialno tesnjenje spoja. Notranji obroč je priključen na en konec cevovoda, zunanji pa na drugega.
Tako se lahko oba cevovoda vrtita v vseh smereh drug glede drugega. Medsebojno pritrditev sponk zagotavljajo kroglice, ki se nahajajo med njimi.
Drenažni in polnilni elementi cevovodov delujejo v pogojih pogoste spremembe smeri dovoda transportirane snovi. Za pospešitev selitve na takšnih avtocestah se uporabljajo vrtljive cevi. Tose lahko uporablja v naftni, petrokemični, živilski ali plinski industriji.
Povzetek
V današnjem svetu, kamor koli pogledate, so tečaji povsod: lutke in slušalke, kolesa in stolpni žerjavi, otroški krmilni avtomobilčki in zibajoče postelje - vse je narejeno z uporabo njih. Včasih so spremenjeni do neprepoznavnosti.
