Σχέδιο συσκευής: σκοπός και τύποι

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Όλοι είναι εξοικειωμένοι με την έννοια της απόσβεσης - μπορεί να βρεθεί σε απολύτως όλους τους τομείς της ζωής, ιδιαίτερα στη μηχανολογία. Η απόσβεση είναι μια διαδικασία που σας επιτρέπει να απορροφήσετε, να σβήσετε μέρος της κρούσης που ασκείται από ένα σώμα ή δύναμη σε άλλο σώμα. Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται παντού, από τον μετριασμό των επιπτώσεων της κυκλοφορίας σε ένα αυτοκίνητο έως τη λήψη υπόψη της φθοράς του εξοπλισμού σε ένα εργοστάσιο.

Ωστόσο, σε αυτό το άρθρο δεν θα μιλήσουμε συγκεκριμένα για αποσβέσεις, αλλά για κάτι τέτοιο όπως το βύθισμα. Εάν οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν ακούσει για αμορτισέρ, τότε τέτοιες συσκευές μπορεί να είναι νέες για πολλούς. Το γεγονός είναι ότι ο ελκυστήρας είναι μια εξαιρετικά εξειδικευμένη συσκευή που χρησιμοποιείται συχνότερα στα τρένα. Σε αυτόν τον τομέα, αυτός ο μηχανισμός είναι πολύ σημαντικός, εγκαθίσταται σε όλα τα αυτοκίνητα, αλλά μπορεί να διαφέρει σε τύπους απορρόφησης. Αυτό ακριβώς θα συζητηθεί στο άρθρο. Τι τύποι συσκευών υπάρχουν και για ποιους σκοπούς μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαφορετικές περιπτώσεις;

Τι είναι αυτό;

Πρώτα απ' όλα, θα πρέπει να καταλάβετε τι είναι το βύθισμα και σε τι χρησιμεύει. Έτσι, αυτή η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να αποπληρώνει ή να απορροφά (γι' αυτό λέγεται έτσι) ανταλλακτικόκινητική ενέργεια κρούσης, μειώνοντας έτσι την πρόσκρουση διαφόρων δυνάμεων, συμπεριλαμβανομένων των δυνάμεων εφελκυσμού και συμπίεσης, στο πλαίσιο του αυτοκινήτου όπου είναι εγκατεστημένο. Πώς λειτουργεί ένας απορροφητής; Στο εσωτερικό της συσκευής προκύπτει αντίσταση, η οποία εξασφαλίζει τη μετατροπή της κινητικής δύναμης σε άλλους τύπους δυνάμεων που δεν βλάπτουν το αυτοκίνητο. Επομένως, η παρουσία μιας τέτοιας συσκευής στο αυτοκίνητο δεν είναι θέμα επιλογής, αλλά προϋπόθεση, διαφορετικά οι ενεργούσες δυνάμεις μπορούν να οδηγήσουν σε σοβαρή ζημιά στο τρένο, η οποία θα έχει θλιβερές συνέπειες. Όσον αφορά τους τύπους εργαλείων βύθισης, υπάρχει ένας αρκετά μεγάλος αριθμός από αυτούς, αλλά δεν είναι όλοι ευρέως διαδεδομένοι. Αυτό το άρθρο θα περιγράψει λεπτομερώς τους κύριους τύπους και τη δράση τους, καθώς και λιγότερο δημοφιλείς τύπους συσκευών.

Χωρίς ελατήρια

Συσκευές όπως ο μηχανισμός βύθισης RT-120 είναι πλέον κοινές, αλλά δεν χρησιμοποιούν ελατήρια, όπως στην αρχή. Η συσκευή έχει τις ακόλουθες προδιαγραφές:

• Τύπος συσκευής: τριβή.
• Μέγιστη διαδρομή: 120 χιλιοστά.
• Μέγιστη ενεργειακή χωρητικότητα: 90 kJ.
• Διάρκεια ζωής (πριν από την επισκευή): 16 χρόνια.
• Συνολική ζωή: 32 χρόνια

Αρχικά, τέτοιες συσκευές ήταν αποκλειστικά με ελατήριο, αλλά με την πάροδο του χρόνου αντικαταστάθηκαν από χρήσιμες και βολικές, καθώς και πολύ πιο λειτουργικές και αποδοτικές συσκευές. Υπήρχαν αρκετά προβλήματα και το πρώτο από αυτά ήταν η υπερβολική επιστροφή των ελατηρίων. Δηλαδή είναι καλοίαπορρόφησαν την κινητική ενέργεια, αλλά ταυτόχρονα την έδωσαν σχεδόν τόση, γεγονός που ισοπέδωσε τη χρησιμότητά τους. Δεύτερον, για να λειτουργήσουν άρτια στα αυτοκίνητα, χρειάστηκε να δημιουργηθούν προϊόντα αρκετά μεγάλα, θα έλεγε κανείς ογκώδη, οπότε εγκαταλείφθηκαν. Η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας αποδείχτηκε καθοριστικός παράγοντας, επειδή άλλες συσκευές θα μπορούσαν να γίνουν εξίσου αποτελεσματικές με αυτές με ελατήριο, αλλά πολύ πιο συμπαγείς. Αυτός είναι ο λόγος που συσκευές όπως ο μηχανισμός βύθισης RT-120 χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στα αυτοκίνητα και τα μοντέλα ελατηρίων χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σε συσκευές buffer.

Συσκευές τριβής ελατηρίου

Ωστόσο, το γεγονός ότι οι συσκευές ελατηρίου δεν έχουν ριζώσει σχεδόν σε κανέναν τομέα δεν σημαίνει ότι τέτοιοι μηχανισμοί έχουν πάψει να χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον τομέα. Απλώς αποδείχτηκαν ότι δεν ήταν πολύ αποτελεσματικά, έτσι δημιουργήθηκαν συσκευές τριβής ελατηρίου που μεταφέρουν την κύρια δράση σε κινήσεις τριβής, ενώ τα ελατήρια έχουν μόνο μια πρόσθετη λειτουργία, δηλαδή είναι υπεύθυνα αποκλειστικά για το δυναμικό και όχι για την κινητική ενέργεια. Ας δούμε πώς λειτουργεί. Για παράδειγμα, το γρανάζι βύθισης APE παίρνει την κινητική ενέργεια που παράγεται από τη σύγκρουση δύο αυτοκινήτων. Πρώτα πρέπει να υποδείξετε τα τεχνικά χαρακτηριστικά αυτής της συσκευής:

• Βάρος της συσκευής: όχι περισσότερο από 165 κιλά.
• Σχεδιαστική διαδρομή της συσκευής: 90 χιλιοστά.
• Ονομαστική ενεργειακή ένταση: 110 kJ.
• Μέγιστη ενεργειακή ένταση: 130 kJ.
• Αρχική δύναμη σύσφιξης: 230 kN.
• Στατική δύναμη κλεισίματος: 1600 kN.
• Συνολική ζωή: 32 χρόνια
• Διάρκεια ζωής πριν από την επισκευή: 16 χρόνια.

Μετά την κρούση, η έξοδος δεν είναι η ενέργεια ανάκρουσης των ελατηρίων, αλλά η κινητική δύναμη της τριβής (δηλαδή η τριβή) και η δυναμική ενέργεια παραμόρφωσης των ελατηρίων. Αυτό το αποτέλεσμα αποδείχτηκε κάτι παραπάνω από ικανοποιητικό για την απόσβεση των βαγονιών, επομένως τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται ευρέως.

Τώρα μπορείτε να βρείτε παντού τον μηχανισμό έλξης 73ZW και άλλα παρόμοια μοντέλα. Οι προδιαγραφές του προϊόντος είναι οι εξής:

• Βάρος μηχανής: 214 kg.
• Σχεδιαστική διαδρομή της συσκευής: 90 mm.
• Όριο θερμοκρασίας λειτουργίας: +50°C έως -60°C.
• Διαστάσεις: μήκος - 625 mm, πλάτος - 318 mm, ύψος - 230 mm.
• Αρχική δύναμη σύσφιξης: 200 kN.
• Δύναμη κλεισίματος μηχανής: 1600 kN.

Πλεονεκτήματα των συσκευών τριβής ελατηρίου

Οι συσκευές ελατηρίου τριβής άρχισαν να εγκαθίστανται σε αυτοκίνητα πριν από πολύ καιρό και χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα. Υπάρχουν και άλλοι τύποι συσκευών, αλλά αυτός ο τύπος είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους. Αυτό συμβαίνει για διάφορους λόγους. Πρώτον, είναι η απλότητα. Δεύτερον, η εγκατάσταση μηχανισμών βύθισης αυτού του τύπου είναι μια αρκετά απλή και βολική διαδικασία. Οι διαστάσεις τους είναι πολύ μικρότερες από εκείνες των ελατηριωτών συσκευών, επομένως τα ελκυστικά γρανάζια των φορτηγών βαγονιών τοποθετούνται εύκολα και δεν προκαλούν δυσκολίες στηνπεραιτέρω εξυπηρέτηση. Επιπλέον, φυσικά, είναι απαραίτητο να σημειωθεί η μεταβλητότητα και ο στοιχειώδης σχεδιασμός αυτών των συσκευών.

Υδραυλικές μηχανές

Οι κατηγορίες εργαλείων βύθισης είναι πολύ διαφορετικές, και μεταξύ αυτών μπορεί να διακριθεί ένας ακόμη πολύ δημοφιλής τύπος. Οι υδραυλικές συσκευές διαφέρουν σημαντικά από τις συσκευές τριβής με ελατήριο ως προς τον τρόπο δράσης τους, καθώς βασίζονται σε υγρό, το οποίο παρέχει μέγιστη απορρόφηση κραδασμών. Η συσκευή διαθέτει ανοίγματα γκαζιού βαθμονομημένα ανάλογα. Τα χτυπήματα χρησιμεύουν για να διασφαλίσουν ότι το υγρό που απορροφά τους κραδασμούς ρέει μέσα από αυτά. Αυτές οι τρύπες συνδέουν δύο κοιλότητες, οι οποίες, ανάλογα με το φορτίο, γεμίζονται μέσω αυτών μέσω διόδων. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται μια ομοιόμορφη ελαστική αντίσταση, η οποία λειτουργεί αποτελεσματικά ακόμα και με αρκετά δυνατά χτυπήματα.

Αρχικά, υπήρχε ένα μικρό πρόβλημα, το οποίο συνίστατο στο γεγονός ότι το υγρό δεν μπορούσε να επιστρέψει γρήγορα στην αρχική του θέση, επομένως, μια τέτοια συσκευή οδήγησε σε χαμένα εγκεφαλικά επεισόδια, δηλαδή σε εκείνες τις στιγμές που το υγρό από μια κοιλότητα δεν είχε χρόνο να κυλήσει σε μια άλλη για να απαλύνει το τίναγμα του βαγονιού. Γι' αυτό με την πάροδο του χρόνου, για να εξασφαλιστεί η μέγιστη ελαστική αντίσταση στις υδραυλικές συσκευές, άρχισε να χρησιμοποιείται αδρανές αέριο. Η επισκευή αυτού του τύπου ελκυστήρων είναι ελαφρώς πιο περίπλοκη και δαπανηρή, αλλά είναι μια αποτελεσματική και βολική διαδικασία στη χρήση. Η συσκευή θεωρείται ελαττωματική εάν εντοπιστεί διαρροήυγρό, αλλαγή εγκεφαλικού επεισοδίου ή σημαντική φθορά.

Πώς είναι η απόσβεση στα υδραυλικά μηχανήματα;

Αν λάβουμε υπόψη τον υδραυλικό μηχανισμό βύθισης του αυτοκινήτου, τότε εδώ αξίζει να σταθούμε λεπτομερέστερα στην αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής. Πώς μπορεί το νερό να απαλύνει το χτύπημα; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα δίνεται από τη φυσική, επειδή η πυκνότητα και το ιξώδες του νερού διασφαλίζουν την αποπληρωμή και απορρόφηση της κινητικής ενέργειας κρούσης, η οποία χάνεται κατά τη διαδικασία διέλευσης από το υγρό, τη στιγμή που ξεπερνιέται και ωθείται σε η διπλανή κοιλότητα μέσω ειδικών οπών. Έτσι, το γρανάζι βύθισης ενός αυτόματου ζεύκτη, βαγονιού και οποιουδήποτε άλλου στοιχείου μπορεί να είναι υδραυλικό, επειδή επίσης δεν είναι πολύ περίπλοκο. Η χρήση αδρανούς αερίου σε αυτή την περίπτωση δεν είναι υποχρεωτική. Αλλά χάρη σε αυτή την ουσία, η αντίσταση του υγρού αυξάνεται αρκετές φορές και επιταχύνει επίσης την επιστροφή του στην αρχική του κατάσταση για να δεχτεί το επόμενο χτύπημα.

Κατανάλωση ρεύματος του μηχανήματος

Εάν λάβετε υπόψη ένα εργαλείο βύθισης, τότε μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους του είναι η ενεργειακή ένταση και σε αυτό πρέπει να προσέξετε καταρχήν. Αυτή η παράμετρος αντιπροσωπεύει την ποσότητα κινητικής ενέργειας που μπορεί να απορροφήσει η συσκευή πριν από την πλήρη συμπίεση των στοιχείων απορρόφησης κραδασμών, δηλαδή μέχρι τη στιγμή που η συσκευή δεν μπορεί πλέον να απορροφήσει την κρούση. Κατά συνέπεια, όσο υψηλότερος είναι αυτός ο δείκτης, τόσο το καλύτερο. Τα ελατήρια έχουνεξαιρετικά χαμηλής ενεργειακής έντασης, γι' αυτό και δεν χρησιμοποιούνται σε μεγάλα αυτοκίνητα, όπου η δύναμη κρούσης συμπιέζει πολύ γρήγορα το ελατήριο, το οποίο απορροφά πολύ λίγη ενέργεια. Αξίζει επίσης να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι οι συσκευές δημιουργούνται με τέτοιο τρόπο ώστε η κινητική ενέργεια να μην απορροφάται πλήρως - πρέπει να υπάρχει η σωστή ποσότητα ενέργειας που μπορεί να επαναφέρει τη συσκευή στην αρχική της θέση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται αδρανές αέριο στις υδραυλικές μηχανές, επειδή δεν απαιτεί μεγάλη κινητική ενέργεια για να επιστρέψει το υγρό στην αρχική του θέση.

Άλλοι τύποι συσκευών

Οι τύποι εργαλείων βύθισης που περιγράφονται παραπάνω δεν είναι οι μόνοι - υπάρχουν πολλοί περισσότεροι από αυτούς, αλλά, όπως αναφέρθηκε στην αρχή του άρθρου, εδώ θα περιγραφούν μόνο οι πιο δημοφιλείς. Αξίζει λοιπόν να σημειωθεί ο ελαστομερής μηχανισμός βύθισης, ο οποίος είναι επίσης πολύ δημοφιλής σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης σε αυτοκίνητα. Αυτός ο τύπος σχεδόν ακριβώς αντιγράφει τις περιγραφόμενες υδραυλικές συσκευές, ωστόσο, η κύρια διαφορά είναι ότι αντί για συνηθισμένο νερό, το οποίο στραγγαλίζεται μέσω βαθμονομημένων οπών, αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν ένα ειδικό ελαστομερές υγρό με πολύ υψηλότερο ιξώδες, το οποίο αυξάνει την ενεργειακή του ένταση, αλλά σε Ταυτόχρονα δυσκολεύει την εξυπηρέτηση και επίσης αυξάνει το κόστος. Επίσης, οι συσκευές τριβής, που θεωρούνται συσκευές από ελαστικά στοιχεία, δεν μπορούν να αγνοηθούν. Σε αυτά, η απορρόφηση της κινητικής ενέργειας πραγματοποιείται λόγω της παραμόρφωσης των στοιχείων λόγω της τριβής τους. Με παρόμοιο τύπο, εσείς ήδηγνωριστήκαμε επιφανειακά όταν διαβάσαμε για συσκευές όπως συσκευές τριβής ελατηρίου.

Συνδυασμένες μηχανές

Ξεχωριστά, αξίζει να μιλήσουμε για συνδυασμένες συσκευές, ένα από τα παραδείγματα των οποίων είναι σχεδόν ο πιο συνηθισμένος τύπος - τριβή ελατηρίου. Με απλά λόγια, οι συνδυασμένες συσκευές περιλαμβάνουν αυτές που συνδυάζουν διαφορετικούς τύπους απόσβεσης. Στην περίπτωση αυτή, πρόκειται για τύπους ελατηρίου και τριβής. Οι συνδυασμοί μπορούν να ποικίλουν. Όπως αναφέρεται στο άρθρο, ο συνδυασμός της δράσης των ελατηρίων και των στοιχείων τριβής έδωσε κάτι παραπάνω από θετικό αποτέλεσμα. Αυτός ο συνδυασμένος τύπος συσκευής είναι μακράν ο πιο διάσημος. Σε αυτόν τον τομέα δραστηριότητας, δεν επιτρέπονται όλοι οι τύποι συνδυασμών δύο τύπων ελκυστήρων. Το απλούστερο παράδειγμα είναι ο συνδυασμός ελαστομερών και υδραυλικών συσκευών, αφού είναι παρόμοιας κατασκευής και διαφέρουν κυρίως μόνο στο υγρό που χρησιμοποιείται για τη συντήρησή τους.

Επιλογή μηχανής

Ποια συσκευή πρέπει να επιλεγεί για να επιτευχθεί ο στόχος; Πρώτα απ 'όλα, εφιστάται η προσοχή στην κύρια παράμετρο των γραναζιών βύθισης - την ενεργειακή τους ένταση. Δεν έχει νόημα η εγκατάσταση μιας συσκευής υψηλής ενέργειας σε βαγόνια ή άλλα αντικείμενα με χαμηλή κινητική δύναμη κρούσης, καθώς θα παρατηρηθεί υψηλό κόστος χωρίς αύξηση της παραγωγικότητας. Επίσης, σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να τοποθετούνται συσκευές χαμηλής ενεργειακής έντασης σε αντικείμενα που υπόκεινται σε σοβαρές κρούσεις, καθώς η ενέργεια της συσκευής απλά δεν θα είναι αρκετή για νααπορροφώντας τη σωστή ποσότητα ενέργειας και τα χτυπήματα θα είναι πολύ ισχυρότερα από τα επιτρεπόμενα σύμφωνα με τα καθιερωμένα πρότυπα.

Φυσικά, υπάρχουν και άλλες παράμετροι που πρέπει να προσέξεις, όπως η σταθερότητα, δηλαδή ο αριθμός των κραδασμών που απορροφήθηκαν επιτυχώς σε σχέση με τον συνολικό τους αριθμό ή η ποσότητα της μη αναστρέψιμα εξερχόμενης ενέργειας, η οποία είναι εντελώς απορροφάται από τη συσκευή απορρόφησης και δεν χρησιμοποιείται περαιτέρω για την επαναφορά της στην αρχική της θέση. Αυτές οι παράμετροι εξετάζονται μεμονωμένα για κάθε έργο, συμφωνούνται πριν από την επιλογή ενός συγκεκριμένου τύπου βυθιστικού εξοπλισμού, σύμφωνα με όλα τα καθιερωμένα πρότυπα και απαιτήσεις.