Jak funguje ráčnový mechanismus?

Za dlouhou dobu rozvoje průmyslu na výrobu mechanizačních prostředků vzniklo poměrně velké množství zařízení, která lze použít k přenosu síly. Příkladem je ráčnový mechanismus.

Je považován za jeden z nejstarších lidských vynálezů, protože design je poměrně jednoduchý a účinný, je dnes považován za relevantní. Pojďme se blíže podívat na všechny jeho vlastnosti.

Strukturální verze

Klasický ráčnový mechanismus je určen k přenosu přerušovaného otáčení v jednom směru. Nejčastěji se instaluje pro ozubené kolo. Uvažované zařízení rohatkového mechanismu se vyznačuje následujícími vlastnostmi:

1. Při výrobě obrobku se používá technologie odlévání a kování. To zajišťuje vysoký stupeň spolehlivosti.
2. Gears lze nazvat nejdůležitější součástí jakéhokoli zařízení. Představují je kolečka vyrobená z kovu, na jejichž povrchu jsou zuby.
3. Počet zubů na povrchu závisí na účelu mechanismu. Jak ukazuje praxe, nejběžnější verze je s 12 zuby pro otočení o 30 stupňů.
4. U stahovacích pásů se ozubená kola často instalují ve verzi, která má pouze 6 zubů.

Dalším důležitým konstruktivním prvkem lze nazvat psa. Působí jako dorazový prvek. Hlavní vlastnosti prvku a jeho rozložení, určité funkce a rozměry do značné míry závisí na konkrétním modelu a jeho rozsahu.

Jak funguje ráčna

Rozšíření ráčnového mechanismu může být spojeno s poměrně jednoduchým mechanismem a principem činnosti, čímž je zajištěna dlouhá životnost. Ráčna jako detail v mnoha ohledech připomíná ráčnový prvek, protože při provozu vzniká odpovídající zvuk. Mezi vlastnosti principu činnosti patří následující body:

1. Hlavní část představuje hák, páka nebo pohon. Spouštěcí prvek uvádí celý systém do pohybu.
2. Na začátku práce je západka v záběru s kolem, ale po aktivaci mechanismu hlavní prvek provádí axiální rotaci. V tomto případě je západka posunuta o malou vzdálenost vzhledem k jejímu původnímu umístění.
3. Trakce může být reprezentována různými mechanismy. Často můžete najít přítomnost mechanismu, který zajišťuje nastavení síly.
4. V okamžiku axiální rotace západka klouže po povrchu. Vzhledem k přerušovanému pohybu v některých případech není možné použít příslušný mechanismus, protože dochází k silnému hučení.
5. Západka, která je nezbytná pro zajištění funkčnosti zařízení, zapadne do speciální drážky v okamžiku, kdy se axiální rotace zastaví, díky čemuž je hlavní část fixována.

Hlavní cyklus lze opakovat, dokud není dosaženo požadovaného výsledku. Příkladem je zvedání zařízení a některé další účely.

Aplikace

Dnes se ráčna jako součást používá při vytváření různých průmyslových celků s prvky inženýrských staveb. Zároveň lze zajistit stabilní provoz různých drobných prvků nářadí. Tento bod ukazuje na všestrannost použití ráčnových mechanismů.

Z hlediska technické integrace zařízení předčí mnoho jiných návrhů.

Nejjednodušší část ráčny umožňuje nastavení polohy hlavy a její fixaci.

Velmi často výrobci používají ráčnu jako prvek, přes který se nastavují provozní parametry. Příkladem je fixace kroku řezání v určitém rozsahu. Instalace se navíc provádí při přímé výrobě obráběcích strojů.

V poslední době byla instalace provedena ve válcových bruskách, zařízení zajišťuje radiální posuv. Mechanismus se nachází ve zvedácích a různých navijákových systémech, navíjecích autech a dalších zařízeních.

Odrůdy mechanismu

V prodeji jsou různé třecí rohatkové mechanismy. Mohou být použity k realizaci široké škály úkolů. Mezi rysy provedené klasifikace si všimneme následujících bodů:

1. Profilovaný povrch je často vyroben ve formě bubnu nebo lišty.
2. Verze racku je extrémně vzácná, protože funkčnost zařízení je výrazně omezena. Bubnové třecí rohatkové mechanismy jsou mnohem častější díky kompaktnosti a dalším vlastnostem.
3. Základní profil je také klasifikován podle velkého počtu znaků. Nejběžnější jsou radiální, obdélníkové a vrchlíkové verze. Radiální jsou široce používány, protože jsou kompaktní a snadno se instalují.

Zub má ve většině případů klasický tvar, který zajišťuje spolehlivý chod.

Vlastnosti činnosti obousměrných mechanismů

Mnoho rohatkových mechanismů se vyznačuje tím, že otáčení kola nebo hřebenu se provádí pouze jedním směrem. Začali také vyrábět verze, které se mohou otáčet v obou směrech. Klíčové body jsou následující:

1. Otáčení je realizováno doleva a doprava. Právě tento moment výrazně zvyšuje funkčnost zařízení.
2. Tvar zubů je obdélníkový. Jen tak je zajištěno rovnoměrné otáčení kola v obou směrech.
3. Klíčovou vlastností je také to, jak funguje zajišťovací západka. V okamžiku rotace hlavního prvku neskáče, ale stoupá. Díky tomu se zařízení stává funkčnější, ale zároveň méně spolehlivé.

Rozsah použití takového prvku se dnes velmi rozšířil. Při jeho výrobě lze použít různé materiály, ve většině případů je pozornost věnována verzím se zvýšenou odolností proti korozi.

Jak si vyrobit vlastní ráčnu?

Abyste výrazně ušetřili na vytváření mechanismu, můžete si vyrobit ráčnu vlastníma rukama. Výpočet rohatkového mechanismu se provádí v závislosti na požadavcích na systém. Rohatkový mechanismus si můžete vyrobit vlastníma rukama takto:

1. Jako hlavní prvek lze použít kovovou trubku. Slouží k vytvoření hřídele, která bude sloužit k přímému přenosu rotace. Při výběru potrubí je třeba dbát na to, aby tloušťka stěny měla požadovanou velikost. V opačném případě nebude schopen odolat požadované zátěži.
2. Z ocelového plechu je vyříznut malý kousek profilu, který hraje roli upevňovací části. Doporučuje se věnovat pozornost slitinám se zvýšenou pevností a odolností proti opotřebení. Ve většině případů je věnována pozornost variantě provedení, která byla tvrzena pro zvýšení tvrdosti povrchové vrstvy.
3. Nejvíce problémů vzniká v případě slícování hlavních prvků k sobě. Pouze v tomto případě bude zařízení fungovat správně. Proto musíte při práci používat přesné měřicí přístroje. Příkladem může být mikrometr nebo posuvné měřítko.
4. Nosná základna je vyrobena z plechů, které jsou navzájem spojeny technologií svařování. Taková základna je vytvořena v závislosti na vlastnostech budoucího designu.
5. Kolo musí mít na pracovní ploše zuby, které zajišťují záběr. Tento prvek je často spojen s hřídelí pomocí pera, což je vysoce spolehlivé. Je poměrně obtížné vyrobit kolo sami, protože povrchová vrstva se musí vyznačovat vysokou spolehlivostí a pevností. Nejčastěji se rohatka vyjme z jiných mechanismů nebo se objedná u specialisty, který poskytuje příslušné služby.
6. Hřídel je připevněna svařováním. Tento typ spoje se vyznačuje zvýšenou pevností a dlouhou životností. Kvalitě svaru je třeba věnovat poměrně velkou pozornost, protože i drobné vady mohou způsobit značné problémy. Západka je vyrobena pomocí pružiny a pojezdového prvku. Z jiných mechanismů lze pružinu vyjmout, posuvná část odpovídá za posunutí západky vůči zubu.

Obecně lze říci, že výrobní proces dané konstrukce se vyznačuje poměrně velkým počtem obtíží. Pouze pokud máte požadované dovednosti a nástroje, můžete dosáhnout svých cílů. Výkres ráčnového mechanismu lze stáhnout na internetu. Při použití správně navrženého projektu si můžete být jisti, že všechny díly do sebe dokonale zapadnou.

Výpočet ráčnového mechanismu

Při zvažování toho, jak funguje ráčnový mechanismus, je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že nejnebezpečnější je poloha, kdy horní část západky spočívá na vrcholu zubu. Tento jev způsobuje silný náraz, díky kterému se mechanismus poměrně rychle opotřebuje. Mezi vlastnosti provedených výpočtů zaznamenáváme následující:

1. Vypočítá se síla hran.
2. Určí se obvodová síla.

Při navrhování lze použít různé vzorce a některé informace jsou převzaty z tabulek.

Výpočet rohatkového mechanismu vytváří poměrně mnoho obtíží, protože v některých případech je požadovaný parametr vybrán v závislosti na provozních podmínkách.

Výpočet rohatkového kola

Rohatku si můžete spočítat sami. Mezi funkcemi postupu si všimneme následujících bodů:

1. Ve všech případech se vypočítá koeficient, což je poměr šířky zubu k indikátoru modulu. Větší hodnoty se používají pro zařízení, která mohou během provozu zaznamenat značné rázové zatížení. Šířka psa je 2-4 mm, což kompenzuje možnost nepřesnosti při montážních pracích.
2. Při výpočtech lze použít různé vzorce, vše závisí na tom, jaké údaje jsou známy na začátku výpočtů.
3. Odolnost v ohybu se vypočítá, když se zub uvažuje jako nosník, protože bude vystaven vysokému zatížení.

Můžete najít jen obrovské množství různých vzorců, které lze použít při provádění výpočtů.

Výpočet ráčnové západky

Instalovaná západka ráčny působí jako důležitý designový prvek. Mezi vlastnosti jeho výroby si všimneme následujících bodů:

1. Při vytváření pohyblivé západky mechanismu je použita ocel 40X, která je navíc tepelně zpracována pro zvýšení tvrdosti. Po tepelném zpracování je daný materiál více chráněn před vlivy prostředí.
2. Pro zajištění spolehlivé fixace se používá speciální pružina nebo závaží.
3. Při instalaci psa je třeba dbát na to, aby jeho osa otáčení byla umístěna tak, aby se jeho kontaktní plocha dotýkala zubu pod úhlem 90 stupňů nebo blízko něj. Tím je zajištěna vyšší spolehlivost fixace.

Provoz příslušného zařízení určuje, že není nutné provádět pravidelnou údržbu. Při dlouhodobém používání existuje možnost rychlého opotřebení povrchu. Pružina navíc může časem ztratit své základní vlastnosti.

Rohatkový mechanismus (obr. 11) se skládá ze čtyř hlavních článků: hřeben 1, rohatka (ozubené kolo) 4, páka 2 a část 3 s výstupkem, kterému se říká západka. Na hnané hřídeli mechanismu je nasazena ráčna se zuby zkosenými v jednom směru. Na stejné ose s rukojetí je zavěšena páka 2, která se působením hnací tyče 6 otáčí (kýve). Na páce je také zavěšena západka, jejíž výstupek má tvar odpovídající dutině mezi zuby ráčna. Během chodu rohatkového mechanismu se začne pohybovat páka 2. Při pohybu doprava západka volně klouže po zaoblené části rohatkového zubu, poté vlivem své hmotnosti nebo speciální pružiny skočí do dutinu a opřenou o další zub jej tlačí dopředu. V důsledku toho se ráčna a s ní i hnaná hřídel otáčí Zpětnému otáčení ráčny s hnanou hřídelí při volnoběhu páky se západkou 3 brání druhá – aretační – západka 5, zavěšená na pevném osa a přitlačena k ráčně pružinou. Obrázek 11 Ráčnový mechanismus Popsaný mechanismus převádí kývavý pohyb páky na přerušovaný rotační pohyb hnané hřídele. Používá se v hoblících s křížovým posuvem a v jiných mechanizmech průmyslových zařízení. Rohatkový mechanismus se také používá jako aretační zařízení navijáků a jiných zvedacích strojů. Zde se skládá pouze z ráčny, aretační západky a stojánku.

Pohonné mechanismy

Pohon je soubor mechanismů, které přenášejí pohyb z jeho zdroje na článek, který vykonává pracovní pohyb ve stroji (vřeteno, jezdec, třmen, stůl atd.)

Elektrické pohony

U naprosté většiny moderních strojů a strojů je zdrojem pohybu individuální elektromotor.

Hydraulické pohony

U hydraulických pohonů je pohyb z elektromotoru na mechanismy stroje přenášen kapalinou. Protahovací, hoblovací, frézovací, brousicí, vrtací, vyvrtávací, multiřezné stroje se vyrábějí s hydraulickými pohony, hydraulika se používá i pro ovládání upínacích zařízení a hydraulických automatizačních zařízení. Hlavní výhodou hydraulických pohonů je plynulé ovládání v širokém rozsahu otáček a posuvů pracovních mechanismů obráběcích strojů. Tyto pohony se vyznačují jednoduchostí a snadným ovládáním, schopností přenášet velké síly při malých rozměrech mechanismů a odolností částí pohonu. Jakýkoli typ hydraulického pohonu se skládá z čerpadla, rozvodu, ovládacích a bezpečnostních zařízení, pracovního válce nebo hydromotoru a zásobníku oleje. Na Obr. Obrázek 12 ukazuje typický hydraulický hnací obvod pro vratný pohyb. Z olejové nádrže 1 je olej nasáván přes sítko 2 zubovým čerpadlem 4 a přes škrticí klapku 6, která reguluje množství přiváděného oleje, je posílán do pracovního válce 9; Přebytečný olej je vypouštěn zpět do nádrže pojistným ventilem 3. V závislosti na poloze, která je dána cívce 7 otáčením páky 14, bude olej přiváděn buď do levé dutiny válce 9 přes olejové potrubí 15, nebo do pravé dutiny přes olejové potrubí 16 a nastaví stůl 10 stroje v vratném pohybu. Pomocí vaček 11 a 12 namontovaných na stole lze otáčení páky 14 a reverzaci pohybu stolu provádět automaticky. Třícestný ventil 5 lze použít k zastavení stolu kdekoli. Rychlost translačního pohybu stolu se zvyšuje nebo snižuje seřízením výkonu čerpadla nebo pomocí škrticí klapky, pokud čerpadlo pro takovou regulaci není dimenzováno. Škrticí klapku lze nainstalovat na vstup oleje do válce nebo na výstup z válce – na olejové potrubí 18. Obrázek 12 Schéma hydraulického pohonu Čerpadla v hydraulických systémech Čerpadla čerpající olej do pracovních válců jsou hlavními mechanismy hydraulických pohonů. Zubová, lamelová a pístová čerpadla se používají v hydraulických pohonech průmyslových zařízení. Zubová čerpadla se obvykle vyrábějí s neregulovaným (konstantním) výkonem, zatímco lopatková a pístová čerpadla se vyrábějí jak s konstantním, tak proměnným výkonem. U nastavitelných lamelových čerpadel se objem pohybovaného oleje zvyšuje nebo snižuje pohybem statoru vzhledem k rotoru a u nastavitelných pístových čerpadel změnou délky zdvihu pístu. Ovládací, regulační a ovládací zařízení hydraulických systémů K řízení a regulaci množství, tlaku, směru a rychlosti proudění kapalin v hydraulických systémech se používají ventily a škrticí klapky a také regulátory otáček. Ventily chrání hydraulický systém před přetížením, řídí směr proudění kapaliny a vytvářejí a udržují konstantní tlak kapaliny v jednotlivých oblastech systému. Na Obr. 13, а ukazuje činnost vypouštěcího kulového ventilu. V dutině 1 ventilu se vytváří tlak potřebný pro činnost hydraulického pohonu. Při normálním tlaku v systému tlačí pružina 5 kuličku 4 k sedlu 2 a omezuje nebo úplně blokuje průchod kapaliny. Se zvýšeným tlakem v systému olej tlačí na kuličku 4, zvedne ji a prochází dutinou 3 k odtoku. Síla pružiny 5 se nastavuje šroubem 6. Obr. poskytuje představu o činnosti škrticí klapky. 13, б. Otáčením regulátoru 2 v tělese 1 škrticí klapky se mění průřez vnitřní dutiny škrticí klapky pro průchod kapaliny. Čím menší je tato průtoková plocha, tím méně oleje jí proteče za jednotku času. Jak se průtok oleje škrticí klapkou snižuje, tlak v systému se začíná zvyšovat. Přebytečná kapalina v něm vytvořená je odváděna přes pojistný ventil, kterým je škrticí klapka vybavena. Regulátory rychlosti se používají v systémech s ovládáním škrticí klapky, což poněkud komplikuje provoz těchto systémů při měnících se rychlostech pracovní tekutiny. Regulátory rychlosti, které jsou kombinací plynu a speciálního (redukcionistický) ventily zajišťují konstantní tlakový rozdíl před a za škrticí klapkou. Řízení průtoků kapalin v hydraulických systémech, zapínání a vypínání jednotlivých sekcí těchto systémů, řízení hodnoty tlaku a doby zastavení pohyblivých částí stroje při reverzaci se provádí pomocí šoupátkových zařízení, rotačních pilotů atd. Cívka zařízení se používají k distribuci toků tekutin. Šoupátkové ventily lze ovládat ručně, dorazy, hydraulicky nebo elektricky. Ve složitých technologických procesech se šoupátková zařízení kombinují s ventily, škrtícími klapkami, regulátory otáček a jejich ovládání se kombinuje (např. ruční ovládání je kombinováno s elektrickým ovládáním). N a Obr. 13, в je zobrazeno cívkové zařízení, které funguje ze zarážek nebo z ruky pracovníka. Z dutiny 5 zařízení vstupuje olej do pracovní dutiny válce; ze své nepracovní dutiny vstupuje do nádržky přes komoru 3 a škrticí klapku 4. Pro změnu směru kapaliny je třeba přepnout páku 7. Otočením osy 8 páka posune cívku 1 doleva; olej vstoupí do komory 3 a poté do pracovní dutiny válce. Z nepracovní dutiny bude olej vystupovat přes komoru 2 a škrticí klapku 6 do zásobníku. Obrázek 13 Ovládací, regulační a ovládací zařízení Piloty jsou pomocné prvky řízení šoupátka. Jsou dimenzovány pro nízké průtoky (8–10 l/min), a proto jsou malé. Existují různé typy a provedení pilotů, jedno z provedení (rotační pilot) je znázorněno na Obr. 13, г. Jeho litinové tělo 1 má čtyři otvory pro připojení pilota k hydraulickému systému. V tělese je instalován kohout 2, těleso je uzavřeno víkem 3, kterým prochází dřík kohoutu. Rukojeť 4, připevněná ke konci představce, lze otočit o 45° od dorazů a ručně. Závitník 2 má čtyři diametrálně umístěné průchozí otvory. Když se otáčí, olej vstupující do pilotního pouzdra jedním nebo druhým otvorem může být nasměrován do jedné z dutin válce nebo do nějaké jiné řízené jednotky. Pokud připojíte rotační pilot pomocí potrubí k šoupátkovému zařízení hydraulického systému, můžete ovládat jeho pracovní cyklus na dálku.