Εξοπλισμός Novikov: GOST, σχέδιο, εφαρμογή

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

Πολλοί κινούμενοι μηχανισμοί είναι σχεδιασμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι αδύνατη η μεταφορά ενέργειας απευθείας από τη συσκευή οδήγησης στο εκτελεστικό σώμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο κινητήρας και η κινητήρια συσκευή βρίσκονται δομικά σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους και μετατοπίζονται μεταξύ τους. Σε άλλες περιπτώσεις, η ενέργεια πρέπει πρώτα να μετατραπεί: μειώστε ή αυξήστε τις στροφές του κινητήρα, αλλάξτε την κατεύθυνση περιστροφής ή μετατρέψτε την περιστροφική κίνηση σε μεταφορική.

Τότε απαιτούνται κάποιοι ενδιάμεσοι μηχανισμοί για τη μεταφορά ή τη μετατροπή αυτής της ενέργειας. Ένα από τα κύρια στοιχεία που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό είναι οι γραναζωτοί τροχοί. Χρησιμοποιούνται οπουδήποτε απαιτείται σημαντική μετάδοση ισχύος, διατηρώντας παράλληλα μια συμπαγή συσκευή και μεγάλη διάρκεια ζωής - είτε πρόκειται για κιβώτιο ταχυτήτων αυτοκινήτου, καρούλι για καλάμι ψαρέματος ή υδροηλεκτρικό στρόβιλο.

Τι είναι οι μεταγραφές

Υπάρχουν πολλές ποικιλίες εργαλείων. Ταξινομούνται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

• κατεύθυνση μετάδοσης κίνησης - κυλινδρικό, σκουλήκι,κωνικό;
• πλευρά του τροχού στην οποία κόβονται τα δόντια - εσωτερικό ή εξωτερικό γρανάζι;
• κατεύθυνση δοντιών - ευθεία, λοξή, chevron;
• σχήμα δοντιών - κυκλοειδής και ελικοειδής εξοπλισμός, εμπλοκή Novikov.

Κυκλοειδής γρανάζια

Αυτή η τεχνολογία κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1931 από τον Γερμανό μηχανικό Lorenz Braren. Δυστυχώς, έχει σημαντικά μειονεκτήματα.

1. Δύσκολη κατασκευή - κάθε τροχός κόβεται με ξεχωριστό εργαλείο κοπής.
2. Εξαιρετικά υψηλή ευαισθησία στις αλλαγές στην κεντρική απόσταση. Με άλλα λόγια, αυτός ο τύπος εμπλοκής απαιτεί την υψηλότερη ακρίβεια στην παραγωγή και την εγκατάσταση, και σε περίπτωση της παραμικρής μηχανικής βλάβης, αποτυγχάνει.
3. Δυσκολίες στην επισκευή λόγω της έλλειψης τυποποίησης τέτοιων δεσμεύσεων.

Το πλεονέκτημα αυτού του γραναζιού είναι ότι η πίεση στο σημείο επαφής των δοντιών μειώνεται σημαντικά λόγω του στρογγυλεμένου σχήματός τους, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ανθεκτικότητα των εξαρτημάτων.

Ως αποτέλεσμα αυτού, η κυκλοειδής σύνδεση βρήκε την εφαρμογή της σε ένα μάλλον στενό πεδίο της βιομηχανίας - στην κατασκευή ρολογιών και άλλων οργάνων ακριβείας, ορισμένων τύπων συμπιεστών και αντλιών.

Involute type

Αυτός ο τύπος σχεδίασης δοντιών προτάθηκε από τον διάσημο μηχανικό και μαθηματικό Leonhard Euler το 1760 και είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος στη βιομηχανία.

Σε ένα ζεύγος ταχυτήτων, ένα μέρος με μικρότερη διάμετρο συνήθως ονομάζεται γρανάζι και ένα μέρος με μεγάλο ονομάζεται τροχός. ΣΤΟαμφίδρομη σύνδεση, τα δόντια έχουν προφίλ με κυρτά άκρα. Είναι το ίδιο και για το γρανάζι και για τον τροχό. Από αυτό προκύπτει το κύριο οικονομικό όφελος του στροφέα γραναζιών: χαμηλή πολυπλοκότητα κατασκευής εξαρτημάτων, διατηρώντας παράλληλα επαρκή ακρίβεια και, κατά συνέπεια, υψηλή παραγωγικότητα. Αυτοί οι τροχοί δεν απαιτούν πολύπλοκο εξοπλισμό για την κατασκευή και η ποιότητά τους είναι εύκολο να ελεγχθεί.

Αυτή η σύνδεση έχει ένα άλλο αδιαμφισβήτητο πλεονέκτημα που σχετίζεται με την παρουσία ενός ανθρώπινου παράγοντα στην παραγωγή: τα ελικοειδή δόντια δεν είναι ευαίσθητα στις αλλαγές στην κεντρική απόσταση, εάν η εμπλοκή τους δεν διακόπτεται. Με απλά λόγια, τέτοιοι τροχοί «επιτρέπουν» ορισμένες ανακρίβειες τόσο στην κατασκευή όσο και στην εγκατάσταση χωρίς μεγάλη απώλεια στην απόδοση.

Επίσης, η έλικα γραναζιών παρέχει στα γρανάζια μεγάλη διάρκεια ζωής λόγω του γεγονότος ότι οι επιφάνειες των δοντιών, που έχουν κυρτό σχήμα, κυλίονται η μία πάνω στην άλλη. Εξαιτίας αυτού μειώνεται σημαντικά η τριβή των επιφανειών, δηλαδή ελαχιστοποιείται η φθορά των εξαρτημάτων.

Δημιουργία της μετάδοσης Novikov

Μερικές φορές χρειάζεται να μεταδώσετε μια πολύ υψηλή ροπή και ταυτόχρονα να μην υπερβείτε ένα συγκεκριμένο μέγεθος και βάρος του μηχανισμού. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, η σπειροειδής σύνδεση μπορεί να μην είναι αρκετά αξιόπιστη - λόγω των υψηλών τάσεων επαφής στο σημείο επαφής των δοντιών, μπορεί γρήγορα να αποτύχει.

Εδώ έρχεται σε βοήθεια η λεγόμενη κυκλική βίδασύμπλεξη. Αναπτύχθηκε το 1954 από τον Σοβιετικό μηχανικό και εφευρέτη M. L. Novikov. Έφτασε σε αυτήν την απόφαση ερευνώντας τα προβλήματα που προέκυψαν όταν σχεδίαζε βαριές αλλά σχετικά αργές μηχανές όπως τρακτέρ και τανκ.

Αυτή η τεχνική έχει μεγάλη μάζα, η οποία απαιτεί τη μεταφορά της κατάλληλης ροπής από τον κινητήρα μέσω του κιβωτίου ταχυτήτων στους τροχούς ή στους κυλίνδρους τροχιάς. Τα ελικοειδή δόντια δεν ανταποκρίνονται πάντα στο καθήκον.

Ποια είναι τα οφέλη του ανοίγματος…

Έχει δημιουργηθεί μια σύνδεση στην οποία τα δόντια του γραναζιού και του τροχού είναι κυρτά και κοίλα, αντίστοιχα. Λόγω αυτού, επιτεύχθηκε σημαντική αύξηση στην επιφάνεια επαφής των δοντιών, αφού τα δόντια του γραναζιού και οι εσοχές μεταξύ τους στον τροχό έχουν πολύ κοντινές ακτίνες.

Έτσι, η τάση στο σημείο επαφής μειώθηκε. Αυτό επέτρεψε, ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες, είτε να μειωθεί σημαντικά το μέγεθος του μηχανισμού διατηρώντας την τιμή της μεταδιδόμενης ισχύος, είτε, διατηρώντας τις υπάρχουσες διαστάσεις και βάρος, να αυξηθεί σημαντικά το φορτίο στη σύνδεση χωρίς φόβο. μια πρόωρη βλάβη.

…και τα ελαττώματα του

Σε αντίθεση με την ελικοειδή σύνδεση, όπου εφάπτονται δύο κυρτές επιφάνειες, στα γρανάζια Novikov, τα κυρτά και τα κοίλα μέρη σχηματίζουν ένα σχεδόν ενιαίο σύνολο όταν συνδέονται. Εξαιτίας αυτού, η τριβή μεταξύ των δοντιών αυξάνεται σημαντικά, επηρεάζοντας την αντοχή τους. Αν και στην περίπτωση των μηχανών χαμηλής ταχύτητας, για τις οποίες αρχικά καιαναπτύχθηκε μια κυκλική βιδωτή σύνδεση, αυτός ο παράγοντας δεν είναι τόσο σημαντικός.

Επιπλέον, αυτός ο σχεδιασμός, παρόμοιος με τον κυκλοειδές εξοπλισμό, θέτει υψηλές απαιτήσεις στην ποιότητα κατασκευής και φροντίδας συναρμολόγησης, καθώς η παραβίαση της απόστασης στο κέντρο μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφικές συνέπειες.

Πριν από τον Novikov, είχαν ήδη γίνει πολλές προσπάθειες για να βελτιωθεί ο σχεδιασμός του αρραβώνα, αλλά μόνο αυτός κατάφερε να αναπτύξει μια βιώσιμη τεχνολογία. Μετά από κάποιες βελτιώσεις, εισήχθη σε πολλούς κλάδους.

Βελτίωση της εφεύρεσης

Υπάρχουν δύο τύποι συνδέσμων Novikov συνολικά:

• με μία γραμμή αφής (μπορεί να είναι προπολική και πολική);
• με δύο γραμμές αφής (dozapole).

Στον πρώτο τύπο, τα δόντια του γραναζιού και του τροχού έχουν την ίδια καμπυλότητα σε όλο το περίγραμμα. Με μια πολική σύνδεση, το προφίλ του κινητήριου τροχού γίνεται κυρτό και ο κινούμενος τροχός είναι κοίλος. Με προπολικό - αντίστροφα. Αυτή η ένωση αναπτύχθηκε απευθείας από τον Mikhail Novikov, ο οποίος έλαβε το Βραβείο Λένιν για αυτό.

Ωστόσο, σύντομα έγινε σαφές ότι η κατασκευή γραναζιών αυτού του τύπου είναι τεχνολογικά αρκετά δύσκολη. Δεδομένου ότι οι τροχοί δεν είναι ίδιοι, αλλά έχουν διαφορετικά κοψίματα δοντιών, απαιτούνται δύο διαφορετικά κομμάτια εξοπλισμού για την κατασκευή ενός ζεύγους τροχών, κάτι που δεν είναι πολύ οικονομικό.

Έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση έχει ξεκινήσει. Το αποτέλεσμά τους ήταν η ανάπτυξη του γραναζιού dozapoleny, στην οποία τα δόντια του τροχού και του γραναζιού είναι τα ίδια,αλλά έχουν ένα κυρτό περίγραμμα πιο κοντά στην κορυφή και ένα κοίλο πιο κοντά στη βάση, με ομαλή μετάβαση μεταξύ τους. Αυτό όχι μόνο επέτυχε την ενοποίηση της παραγωγής εξαρτημάτων, αλλά διαπιστώθηκε επίσης ότι τέτοια γρανάζια έχουν πολύ μεγαλύτερη φέρουσα ικανότητα από τις συνδέσεις με μία γραμμή εμπλοκής.

Διανομή νέας ανάπτυξης

Καθώς αναπτύχθηκε αρχικά για βαρύ, συμπεριλαμβανομένου στρατιωτικού εξοπλισμού, το σχέδιο εργαλείων του Μιχαήλ Νοβίκοφ άρχισε να εξαπλώνεται γρήγορα σε πολλές βιομηχανίες. Το εργοστάσιο μηχανουργικής κατασκευής του Λουγκάνσκ στην Ουκρανία ήταν το πρώτο στην επικράτεια της πρώην Σοβιετικής Ένωσης που κατασκεύασε προϊόντα χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνολογία.

άλλοι.

Ξένες χώρες ενδιαφέρονται επίσης ενεργά για αυτή την εξέλιξη. Η Ιαπωνία αναπτύσσεται για την εφαρμογή της στην αυτοκινητοβιομηχανία και η Αγγλία και οι Ηνωμένες Πολιτείες επίσης δεν μένουν έξω. Η εφεύρεση ενός Σοβιετικού επιστήμονα μπορεί κάλλιστα να πάει για να κατακτήσει το Σύμπαν: διεθνείς οργανισμοί χρηματοδοτούν έρευνα για την εφαρμογή του εξοπλισμού Novikov σε διαστημικά λεωφορεία, ανιχνευτές και άλλο εξοπλισμό.

Σφαίρες χρήσης τεχνολογίας περιστροφικών βιδών

Στο μεγαλύτερο μέρος, αυτή η ανάπτυξη έχει εφαρμοστεί στους ακόλουθους τομείς:

• εργαλεία έλξης διαφόρων βαρέων οχημάτων - τρόλεϊ, λεωφορεία, τραμ, ελικόπτερα);
• μονάδες άντλησης και άλλος εξοπλισμός βιομηχανίας πετρελαίου;
• μηχανήματα εξόρυξης άνθρακα;
• κιβώτια ταχυτήτων ανυψωτικού και ταξιδιωτικού γερανού.

Υπάρχουν επίσης ειδικά ρουλεμάν που κατασκευάζονται με γρανάζια Novikov που έχουν τριπλάσια χωρητικότητα φορτίου από τα συμβατικά ρουλεμάν.

Παραγωγή εργαλείων Novikov και κανονιστικά έγγραφα

Ειδικός εξοπλισμός αναπτύχθηκε για την κοπή δοντιών στην κατασκευή του αρραβώνα του Novikov - φρέζας. Αυτό το εργαλείο έχει αρκετά υψηλό κόστος, καθώς εφαρμόζονται υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια της κατασκευής των γραναζιών. Μια μικρή απόκλιση - και αυτή η ιδανική αρμονία των περιγραμμάτων επαφής, η οποία εξασφαλίζει υψηλή διάρκεια ζωής μετάδοσης και μεταδιδόμενη ισχύ, δεν θα παρατηρείται πλέον.

Δεδομένου ότι η ποιότητα τόσο των ίδιων των δοντιών όσο και των κοπτικών για την κοπή τους υπόκεινται σε ιδιαίτερα υψηλές απαιτήσεις, έχουν αναπτυχθεί ξεχωριστά κρατικά πρότυπα για τον έλεγχο της κατασκευής τους. Για την ίδια την εμπλοκή Novikov - GOST 17744-72, για εργαλεία κοπής γραναζιών - GOST 16771-81.

Η νέα αρχή της κατασκευής δοντιών, που αναπτύχθηκε από τον M. L. Novikov, αναγνωρίστηκε όχι μόνο στην επικράτεια της πρώην ΕΣΣΔ, αλλά και σε πολλές άλλες χώρες.