Что такое храповик и как он устроен?

Что такое храповик – где он применяется в авто?

  • Что такое храповик – где он применяется в авто?
  • 1. Устройство храповика.
  • 2. Принцип работы храповика.
  • 3. Область применения храповых механизмов.

Впервые о храповом механизме упоминается в древних легендах, относящихся к 400 году до нашей эры, ко времени войны между Карфагеном и Сиракузами. В приданиях говориться об арбалетах, так называемых гастрофетах, в которых использовались храповые механизмы. Вдоль гастрофета проходила канавка, в которой передвигался ползунок, предназначенный для оказания действия на стрелу. С двух сторон канавки были прикреплены зубчатые рейки, на которых и скользили храповики. Эти храповики предотвращали возможность выстрелить во время натяжения арбалета.

В XV веке Леонардо да Винчи доработал и усовершенствовал храповой механизм. Это дало возможность заметно улучшить условия работы и повысить безопасность рабочих, которые поднимали и держали на весу тяжёлые грузы. Именно поэтому храповик ещё называют ремнём безопасности XV века.

1. Устройство храповика.

По форме храповик – это зубчатое колесо, имеющее несимметричные зубья с упором на одну сторону (одна сторона зубья пологая, а другая – поднутренная или отвесная). Движение колеса в обратном направлении ограничено собачкой, прижимающейся пружиной или собственным весом. Устройство храповика несложное.

Конструктивно храповой механизм состоит из таких элементов:

1. Храповое колесо.

2. Вал.

3. Собачка с осью, которая должна крепиться на неподвижный элемент.

4. Рычаг.

5. Иногда, в конструкции предусмотрена дополнительная стопорная собачка.

Храповое колесо – это основной элемент любого храпового механизма. По внешнему виду – это обычное колесо, в котором предусмотрены зубья. Храповое колесо изготавливают методом ковки или методом литья из разных видов стали.

Храповые механизмы отличаются между собой и по количеству зубцов на храповых колёсах. Количество зубцов определяет долю окружности, на которую предполагается делать поворот храповика. Для обеспечения поворота на шестьдесят градусов понадобится шесть зубцов (шестьдесят градусов равно одной шестой окружности). Для возможности поворачивать механизм на 30 градусов понадобиться храповик с 12 зубцами (тридцать градусов равно одной двенадцатой окружности). И так далее. Самое минимальное количество зубцов для храповика равно шести. Храповиков с меньшим количеством зубцов, обычно, не производят.

Храповое колесо крепится на специальный вал, на котором оно может свободно вращаться. Для максимальной свободы вращения пространство между валом и колесом смазывают машинным маслом. Собачка предназначается для ограничения движения храпового колеса. Она зацепляется с храповиком и задерживает его движение в сторону спуска, но при этом не останавливает движение в сторону подъёма. Для того, чтобы храповик смог крутиться в сторону подъёма, собачку необходимо вывести из зацепления с ним. Для этого собачку нужно разгрузить при помощи специального механизма.

Существуют храповые механизмы, способные обеспечить вращение как вправо, так и влево. В там случае зубцы храпового колеса делают прямоугольными, а собачку перекидной. Если собачку перекидывать с одной стороны на другую, то можно менять направление вращения храпового механизма. В некоторых вариациях храповиков предусмотрена дополнительная стопорная собачка. Она нужна для обеспечения более высокой надёжности всего механизма.

Управление собачкой производиться при помощи рычага, который способен как ввести, так и вывести её из зацепления. Чем размеры храповика больше, тем больший рычаг потребуется. Именно по такой причине храповики производят максимально маленькими (на сколько это возможно). Высота одного зубца рассчитывается как 0,3-0,4 от величины шага.

Различают два типа храповых механизмов в зависимости от типа профилированной поверхности:

1. Барабанные – рабочая профилированная поверхность являет собой окружность или её фрагмент.

2. Реечные – профилированная поверхность механизма линейна.

В зависимости от профиля храпового колеса различают такие виды храповых механизмов:

1. Храповые механизмы с прямоугольным профилем.

2. Храповые механизмы с пологим профилем.

3. Храповые механизмы с радиальным профилем.

В зависимости от количества рычагов в механизме, бывают храповики таких видов:

1. Храповики с одним рычагом.

2. Храповики с двумя рычагами.

Механизмы с двумя рычагами обеспечивают большую устойчивость и не допускают перекосов во время работы механизма.

По типу зубцов бывают храповики таких видов:

1. Храповики с прямыми зубцами.

2. Храповики со скошенными зубцами.

У храповиков со скошенными зубцами упор для собачки более надёжный, что обеспечивает более надёжное зацепление составляющих механизмов.

2. Принцип работы храповика.

Рассмотрим какой же принцип работы храповика. Рычаг с собачкой возле храповика находится в свободном вращении. Эта собачка одним своим концом находиться на храповике, а вторым – прикреплена на подвижное осевое соединение. Когда на храповой механизм воздействует тяга от другого механизма, рычаг начинает качаться в разные стороны. Во время отклонения рычага собачка просто скользит по пологой стороне зубцов, не оказывая никакого влияния на вращение храповика. Если воздействие тяги прекращается, собачка упирается на отвесную сторону зубца и препятствует обратному движению храповика. То есть, постепенно качаясь то в одну, то в другую сторону, рычаг с собачкой обеспечивает поступательные движения храпового механизма.

К примеру, рассмотрим принцип действия храповика в подъёмном механизме. Поворачивая рукоятку, можно поднять груз на определённую высоту. Но если рукоятку отпустить, то груз не упадёт, а будет удерживаться в подвешенном состоянии из-за того, что храповик находится в зацеплении с собачкой. Для того, чтобы появилась возможность опустить груз, необходимо для начала приподнять собачку (удерживать рукоятку) и спокойно в медленном темпе опустить груз, поворачивая рычаг.

3. Область применения храповых механизмов.

Применение храповых механизмов очень широкое. Их используют во многих конструкциях и приборах, например, в домкратах, турникетах, замках наручников, лебёдках, гаечных ключах, заводных механизмах часов, отвёртках, механизмах заднего хода велосипедов, строгальных станках, обгонных муфтах, шифровальных машинах (например, «Энигма»),защитных устройствах электроинструментов и в транспортных средствах (в механизме коленчатого вала).

Храповой механизм в основном используется как задерживающее устройство. В подъёмных машинах, оснащённых лебёдкой, зубчатое колесо храповика соединяется с барабаном лебёдки, а собачка предотвращает обратное раскручивание барабана под давлением со стороны груза. В механических часах с пружинным заводом храповик предотвращает самостоятельное раскручивание заводной пружины.

В коленчатом вале транспортных средств также используются храповые механизмы. Они необходимы для обеспечения моментальной остановки всего механизма и предотвращения его прокручивания в обратном направлении. Храповой механизм в коленчатом вале даёт возможность присоединения пусковой рукоятки. С помощью храпового механизма передаётся вращательное движение от рукоятки к коленвалу, что обеспечивает его запуск. Кроме того, храповик обеспечивает отсоединение коленвала от рукоятки в автоматическом режиме после запуска двигателя в самые короткие сроки.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Как работает храповый механизм?

Храповик – одно из старейших механических изобретений человека. Конструкционная простота и функциональная эффективность позволили ему сохранять актуальность даже в эпоху цифровых технологий. Разумеется, и целевые системы, в которых применяется храповый механизм, сложно назвать технически высокоразвитыми, но это не отменяет эксплуатационные достоинства их устройства.

Сфера применения

На храповиках базируются и промышленные агрегаты с компонентами инженерных конструкций, и работа мелких фурнитурных элементов для инструмента. Это говорит об универсальности устройства и его гибкости с точки зрения технической интеграции. Например, простейший храповый механизм для касок позволяет осуществлять регулировку ремня оголовка через колесико, передающее движение системе фиксации.

В инструментах данное устройство служит как средство установки определенных рабочих параметров. В конструкции секатора, в частности храповик позволяет четко фиксировать шаг реза в рамках заданного диапазона. Если же говорить о более ответственных направлениях, то на первый план выйдет станочное производственное оборудование. Поперечно-строгальные агрегаты оснащаются наружными колесами храповиков, которые выдерживают большие физические нагрузки. В круглошлифовальных станках данное устройство задействуется в целях обеспечения радиальных подач – монтаж производится в комбинации с поршневыми приводами. Помимо этого, храповики используют в лебедочных системах, домкратах, стартерных и заводных механизмах.

Конструкционное исполнение

Функциональные части механизма работают на обеспечение прерывистого движения, требуемого для одностороннего смещения зубчатого колеса. Последнее выступает наиболее значимой частью системы и представляет собой металлический диск с зубцами. Для обеспечения надежности колесо изначально выполняется по технологии ковки или литьевым способом.

Количество зубцов может быть разным – это зависит от рабочего диапазона целевой конструкции. В типовых моделях возможность 30-градусного поворота обеспечивают 12 зубцов. Минимальное число переходных пазов достигает 6 – к примеру, такая конфигурация используется в храповых механизмах для стяжных ремней-рэчетов. Кроме рабочего колеса, в конструкцию также входит крепежная «собачка», стопорный механизм, вал и рычаг. Физические свойства элементов, схема расположения, наличие отдельных функциональных компонентов и размеры могут меняться в зависимости от модели и особенностей конструкции.

Как работает храповый механизм?

В каждом устройстве предусмотрен своего рода спусковой элемент (рычаг, привод, крюк), приводящий систему в действие. Изначально «собачка» находится в контакте с колесом, но после активации механизма начинается осевое вращение, влекущее за собой и смещение фиксатора.

Тяга может обеспечиваться разными источниками тяги. В том же секаторе пуску способствует ручной нажим, а в станках – электродвигатель. Так или иначе, в процессе движения колеса «собачка» начинает скольжение и последующее перемещение по внешним поверхностям зубцов. Важно подчеркнуть, что в этот момент она не оказывает никакого влияния на колесо. Но после остановки движения храповый механизм запирается посредством упора «собачки» в один из пазов. Данный цикл может повторяться до тех пор, пока не будет получен требуемый результат при осуществлении регулировки, подъема или настройки по определенным параметрам целевой системы.

Разновидности механизма

Существует множество классификаций, обусловливающих разнообразие храповиков. К примеру, профилированная поверхность может быть реечной или барабанной. Первый вариант используется в особых случаях, так как линейное размещение зубцов менее функционально и эргономично, чем по окружности. Барабанные же системы как раз и представляют собой устройства с рабочими колесами. Есть и классификация профиля основы, на которой располагаются пазы. Он может быть прямоугольным, радиальным и пологим. Чаще применяются радиальные системы как наиболее удобные в использовании, надежные и компактные. С прямоугольным профилем обычно выполняется храповый стяжной механизм, поскольку небольшие размеры регулирующей оснастки в данном случае не позволяют использовать зубцы с заостренными и наклонными гранями.

Особенности работы двунаправленных механизмов

Одной из ключевых черт классического храповика является вращение колеса или рейки только в одну сторону. Но есть также и отдельный класс механизмов, которые сохраняют тот же эксплуатационный эффект, но действуют иначе. Вращение у двунаправленных систем реализуется и влево, и вправо. Причем зубцы обязательно должны быть прямоугольными – только в этой конфигурации можно обеспечить равномерность смещения колеса. Главная же особенность храпового механизма двунаправленного типа заключается в системе перемещения «собачки». Она не переходит и не сползает по поверхности колеса, а перекидывается. Это расширяет возможности управления системой, но и усложняет ее, делая менее надежной.

Читайте также:  Скамейка своими руками: чертежи, фото, видео

Как самостоятельно изготовить храповик?

Техника выполнения конструкции будет зависеть от требований к системе, в которой она будет использоваться. За основу можно взять вал в виде отрезка металлической трубы, вырезку из стального листа и кусок профиля, который выполнит роль «собачки». Основная сложность будет заключаться в подгонке размеров этих компонентов, ведь только при условии оптимального схождения можно обеспечить стабильную работоспособность храпового механизма. Своими руками также следует изготовить несущую базу – для нее используют металлический каркас, собранный из тех же стальных листов. Посредством сварки к нему с двух сторон крепится вал, на который садится предварительно обработанный диск с вырезанными пазами. Для установки «собачки» следует предусмотреть ходовой зажим с пружинной системой. Инсталляция осуществляется метизами или сваркой.

В заключение

У храповиков немало преимуществ, но есть и слабые места, которые необходимо учитывать при покупке устройств с таким механизмом. В первую очередь, на систему ложится высокая ответственность, что обуславливает и повышенные требования к обслуживанию.

В тех же станках и грузоподъемных агрегатах обязательным условием является регулярная смазка колеса и пятен контакта с «собачкой». Использование храпового механизма в мелком инструменте и дополнительных приспособлениях тоже имеет свои недостатки, обусловленные заеданием небольших деталей. Но в каждом случае качество работы системы будет зависеть от характеристик изделия. Крупные производители применяют в конструкции храповиков долговечные компоненты с оптимальным сочетанием эксплуатационных свойств. Другое дело, что наличие такого механизма может существенно повышать ценник устройства.

Сборка храпового механизма

Храповой механизм — зубчатый механизм для преобразования возвратно-вращательного движения рычага в прерывистое вращательное движение храпового (зубчатого) колеса промежуточным звеном (собачкой) — особой формы зубом, обеспечивающим вращение храпового колеса только в одном направлении.

Храповой механизм применяют, например, для автоматической подачи заготовки в процессе обработки или режущего инструмента в продольно- и поперечно-строгальных станках.

На рис. 16.6, а показан храповой механизм автоматической подачи стола поперечно-строгального станка. Кривошипный диск подачи 3 насажен на ведущий вал 1, который должен вращаться с такой же частотой, что и кривошипный диск, приводящий в движение кулису станка. Это необходимо потому, что подача стола должна осуществляться один раз за двойной ход ползуна, т.е. во время его обратного хода. Кривошипный диск подачи имеет радиальный Т-образный паз, в котором при помощи гайки закрепляют палец кривошипа 2. Его можно вручную перемещать вдоль паза, изменяя таким образом радиус кривошипа. Шатун 4 одним концом шарнирно соединен с пальцем 2, а другим — с рычагом 7. Этот рычаг свободно сидит на валу 5, на котором на штоке установлено храповое колесо 6. На рычаге /находится собачка 8, которая при помощи пружины прижимается к храповику так, что ее конец входит в одну из впадин храповика.

Рис. 16.6. Храповые механизмы:

а — с переменным радиусом кривошипа; б— с перекидной собачкой; в — со щитком; г — со скошенными зубьями

Собачка за один оборот кривошипа совершает два качания: в ту и другую стороны. При прямом ходе собачка поворачивает храповик на некоторый угол, а при обратном — будет скользить по зубьям храповика. Вместе с храповиком поворачивается вал 5, который непосредственно или через передачу связан с ходовым винтом стола станка. Таким образом, за каждый оборот кривошипа стол получает периодическую подачу в одном направлении.

Если собачку оттянуть за головку и повернуть на 180°, то подача будет происходить в обратном направлении, а если на 90°, то она останется в оттянутом положении (ее удержит стопорный штифт), подачи стола не будет.

В данной конструкции подачу регулируют изменением радиуса кривошипа. При этом меняется и угол качания собачки, т.е. количество захватываемых зубьев храповика, а следовательно, и угол поворота ходового винта. Кроме собачек с пружиной часто применяют перекидные собачки (рис. 16.6, б).

В поперечно-строгальных станках для изменения подачи применяется также другой механизм с кривошипом постоянного радиуса, что обеспечивает постоянный угол качания собачки (рис. 16.6, в). Храповик имеет щиток 7, который поворачивается и закрывает часть зубьев храповика, поэтому собачка частично проскальзывает по щитку и захватывает различное количество зубьев храповика.

Если нужна только односторонняя подача, то зубья храповика выполняют скошенными (рис. 16.6, г), а собачку — односторонней. Такую конструкцию часто применяют как механизм остановки в лебедках, кранах и других грузоподъемных машинах. При вращении в сторону подъема собачка скользит по зубьям храповика, а при остановке она упирается в зуб храповика и груз не опускается.

Сборка храпового механизма производится в такой последовательности:

  • 0 устанавливают валы 1 и 5в подшипники (см. рис. 16.6, а). Далее соединяют рычаг 7с собачкой 8, предварительно поставив в гнездо пружину;
  • 0 ставят в отверстие стержня собачки стопорный штифт и на конец стержня навинчивают головку;

о собранный рычаг свободно надевают на вал 5, на который насаживают на шпонку храповик 6;

О шарнирно соединяют другой конец рычага 7при помощи болта с левой половиной шатуна 4, на конец которой навинчивают соединительную муфту;

О неподвижно насаживают на вал 1 кривошипный диск 3;

О шарнирно соединяют конец шатуна с пальцем 2, головку которого вводят в Т-образный паз диска и закрепляют гайкой.

Пружину регулируют так, чтобы собачка не проскакивала по зубьям храповика при подаче стола. Собранный и отрегулированный храповой механизм станка должен обеспечить возможность подачи в обоих направлениях и регулирование подачи в пределах от одного зуба храповика до количества зубьев, соответствующего максимальному углу качания собачки.

Введение

Дано задание описать технологический процесс ремонта храпового механизма: для этого необходимо выбрать слесарный и измерительный инструмент, оборудование, приспособления для выполнения процесса ремонта, определить правила по безопасной работе.

Храповые механизмы преобразуют колебательное движение в прерывистое вращательное (реже поступательное). Он применяется в металлорежущих станках для поперечной подачи, в велосипедах, грузоподъёмных машинах, в конструкции дачных инструментов (секаторы), в гайковёртах, а также в поперечно-строгальных станках для поперечной подачи и в других механизмах промышленного оборудования (рисунок 1).

В поперечно-строгальных станках стойка 1 и поперечина 2 подвергаются изгибу и скручиванию; чем шире заготовка, тем деформации больше. Деталь устанавливается на столе, имеющем возвратно-поступательное движение, а суппорты с резцами закрепляются на неподвижных стойках. При такой конструкции величина и характер усилий, возникающих в суппортах и стойке станка, не зависят от длины строгания. Поскольку суппорты имеют только движение подачи, удобно обрабатывать деталь одновременно несколькими инструментами, что очень важно для крупногабаритных заготовок.

Собранный и отрегулированный храповой механизм станка должен обеспечивать возможность подачи в обоих направлениях и регулирование подачи в пределах от одного зуба храповика до числа зубьев, соответствующего максимальному углу качания собачки.

Храповой механизм используется и как стопорное устройство в лебёдках и других подъёмных машинах, предохраняя вал ручной лебёдки от проворачивания. У лебедки при подъеме груза храповик с собачкой не даёт барабану провертываться обратно. В этом случае он состоит только из храповика, стопорной собачки и стойки. Храповые механизмы могут быть с наружным, внутренним и торцовым зацеплением. Угол поворота храпового колеса регулируют обычно изменением положения кривошипного пальца путём его радиального перемещения в пазу ведущего диска. Храповые механизмы могут использоваться в качестве стопорных устройств, разрешающих движение ведомых звеньев в одном направлении и препятствующих их движению в противоположном.

Храповые колёса и собачки выполняют из сталей 35, 50, 25ХГСА с закалкой и 15Х, 20Х, 12ХН13 с цементацией и закалкой до твёрдости НRС 45-52. Это конструкционные, качественные и высококачественные стали, с добавлением хрома, марганца, кремния, содержание углерода в этих сталях колеблется от 0,12% до 0,5%.

Назначение храпового механизма и технические требования на него

Храповые механизмы широко применяют в металлорежущих станках, автоматических линиях и грузоподъемных механизмах. Они служат для периодической подачи режущего инструмента в процессе резания заготовок, переключения вращения с рабочего хода на холостое и обратно, удержания груза по мере подъёма или спуска.

Устройство храпового механизма периодической подачи стола поперечно – строгального станка показано на рисунке 2. а.

Кривошипный диск 6 механизма устанавливают на ведущем валу 8, частота вращения которого совпадает с частотой вращения кривошипного диска, приводящего в движение кулису станка. За счет этого обеспечивается подача стола один раз за двойной ход кулисы, осуществляемая во время холостого хода.

В Т-образном пазу кривошипного диска установлен палец 7, который закрепляется с помощью гайки. Палец может перемещается вдоль паза вручную (при этом изменяется радикс кривошипа). С пальцем 7 одним концом шарнирно соединен шатун 5, вторым концом шатун связан с рычагом 2 храпового механизма.

Рычаг 2, установленный на валу 4 по посадке с зазором, может совмещать относительно этого вала качательное движение. На том же валу 4 при помощи шпонки установлено храповое колесо 1. В корпусе рычага 2 находится собачка 3, которая под воздействием пружины прижимается к храповому колесу и входит в одну из его впадин.

Периодическую подачу в таком механизме регулируют, изменяя радиус кривошипа, в зависимости от которого меняется угол качания рычага с собачкой и, следовательно, количество зубьев храпового колеса, захватываемых за одно качание рычага.

Конструкция храпового механизма с постоянным радиусом кривошипа, а следовательно, с постоянным углом качания собачки показана на рис. 1.б.

Количество зубьев, захватываемых собачкой за одно качательное движение, регулируется щитком 9. Поворачиваясь, щиток перекрывает часть зубьев, и собачка при качании частично проскальзывает по нему. Для упрощения конструкции довольно часто вместо собачки с пружиной применяют перекидные собачки (рис.2. в, г).

Если храповой механизм должен обеспечить только одностороннюю подачу, то зубья храпового колеса выполняют скошенными, а собачку односторонней. Такие механизмы применяют, как правило, в грузоподъёмных устройствах. При подъёме груза собачка скользит по скошенным зубьям, а при остановке она упирается в зуб, препятствуя самопроизвольному опусканию груза.

Рисунок 1 – Поперечно-строгальный станок: 1 – станина, 2 – стойка; 3 – стол; 4 – траверса; 5 – откидная доска; 6 – суппорт; 7 – ползун

Рисунок 2 – Храповой механизм: а – с качающей собачкой; б – с постоянным радиусом кривошипа, в, г – с перекидной собачкой; 1- храповое колесо; 2 – рычаг; 3 – собачка, 4, 8 – валы, 5 – шатун, 6 – кривошипный диск, 7 – палец, 9 – щиток.

Храповый механизм

За долгий период развития индустрии по производству механизированного оборудования было создано довольно большое количество устройств, которое может применяться для передачи усилия. Примером можно назвать храповой механизм. Он считается одним из старейших изобретений человека, так как конструкция достаточно проста и эффективна, оно считается актуальным на сегодняшний день. Рассмотрим все его особенности подробнее.

Конструкционное исполнение

Классический храповый механизм предназначен для передачи прерывистого вращения в одном направлении. Чаще всего устанавливается для зубчатого колеса. Рассматриваемое устройство храпового механизма характеризуется следующими особенностями:

  1. При изготовлении заготовки применяется технология литья и ковки. За счет этого обеспечивается высокая степень надежности.
  2. Наиболее важной частью любого устройства можно назвать зубчатые колеса. Они представлены колесами из металла, на поверхности которого есть зубья.
  3. Количество зубьев на поверхности зависит от целевого предназначения механизма. Как показывает практика, чаще всего встречается вариант исполнения с 12 зубьями для 30-градусного поворота.
  4. Для стяжных ремней-передач часто устанавливается вариант исполнения, который имеет только 6 зубьев.
Читайте также:  Плетеная мебель из лозы, ротанга своими руками — пошаговая инструкция с фото, видео и схемами

Еще одним важным конструктивным элементом можно назвать собачку. Она выступает в качестве стопорного элемента. Основные свойства элемента и его схема расположения, определенные функции и размеры во многом зависят то конкретной модели и ее области применения.

Как работает храповый механизм

Распространение храпового механизма можно связать с достаточно простым механизмом и принципом действия, за счет чего обеспечивается длительный срок эксплуатации. Храповик как деталь во многом напоминает трещоточный элемент, так как во время работы возникает соответствующий звук. К особенностям принципа работы отнесем следующие моменты:

  1. Основная деталь представлена крюком, рычагом или приводом. Спусковой элемент приводит всю систему в действие.
  2. Вначале работы собачка находится в зацеплении с колесом, но после активации механизма основной элемент совершает осевое вращение. При этом фиксатор смещается на небольшое расстояние относительно первоначального расположения.
  3. Тяга может быть представлена различными механизмами. Часто можно встретить наличие механизма, который обеспечивает регулировку силы.
  4. На момент осевого вращения собачка скользит по поверхности. Из-за прерывистого движения в некоторых случаях использовать рассматриваемый механизм не возможно, так как возникает сильный гул.
  5. Собачка, которая необходима для обеспечения функциональности устройства, на момент остановки осевого вращения западает в специальный паз, за счет чего осуществляется фиксация основной детали.

Основной цикл может повторяться до того момента, пока не будет достигнут требуемый результат. Примером можно назвать подъем устройства и некоторые другие цели.

Область применения

Сегодня храповик как деталь применяется при создании различных промышленных агрегатов с компонентами инженерных конструкций. При этом может обеспечиваться стабильная работа различных небольших элементов инструментов. Этот момент указывает на универсальность применения храповых механизмов.

С точки зрения технической интеграции устройство обходит многие другие варианты исполнения.

Простейший храповая деталь позволяет проводить регулировку расположение оголовки и его фиксацию.

Очень часто производители используют храповик в качестве элемента, через который проводится установка рабочих параметров. Примером можно назвать фиксацию шага реза в определенном диапазоне. Кроме этого, установка проводится при непосредственном изготовлении станочного оборудования.

В последнее время установка проводится в станках для круглой шлифовки, устройство обеспечивает радиальную подачу. Встречается механизм в домкратах и различных лебедочных системах, заводных автомобилях и других устройствах.

Разновидности механизма

В продаже встречаются самые различные фрикционные храповые механизмы. Они могут применяться для реализации самых различных задач. Среди особенностей проводимой классификации отметим следующие моменты:

  1. Профилированная поверхность часто изготавливается в виде барабана или рейки.
  2. Реечный вариант исполнения встречается крайне редко, так как функциональность устройства существенно снижается. Барабанные фрикционные храповые механизмы встречаются намного чаще по причине компактности и других свойств.
  3. Профиль основы также классифицируется по большому количеству признаков. Чаще всего встречаются радиальные, прямоугольные и пологе варианты исполнения. Радиальные получили широкое распространение, так как они компактные и просты в установке.

В большинстве случаев зуб имеет классическую форму, за счет чего обеспечивается надежность работы.

Особенности работы двунаправленных механизмов

Многие храповые механизмы характеризуются тем, что вращение колеса или рейки проводится только в одном направлении. Также стали производить варианты исполнения, которые могут вращаться в обоих направлениях. Ключевыми моментами можно назвать следующее:

  1. Вращение реализуется влево и направо. Именно этот момент существенно повышает функциональность устройства.
  2. Форма зубцов прямоугольная. Только за счет этого обеспечивается равномерное вращение колеса в обоих направлениях.
  3. Ключевая особенность также заключается в том, каким образом работает фиксирующая собачка. Она на момент вращения основного элемента не перескакивает, а приподнимается. За счет этого устройство становится более функциональным, но при этом и менее надежным.

Область применения подобного элемента сегодня получил весьма широкое распространение. При его изготовлении могут применяться самые различные материалы, в большинстве случаев уделяется внимание вариантам исполнения с повышенной коррозионной стойкостью.

Как самостоятельно изготовить храповик?

Для того чтобы существенно сэкономить на создании механизма можно изготовить храповик своими руками. Расчет храпового механизма проводится в зависимости от требований, которые предъявляются к системе. Изготовить храповый механизм своими руками можно следующим образом:

  1. В качестве основного элемента можно использовать металлическую трубу. На используется для создания вала, который будет применяться для непосредственной передачи вращения. При выборе трубы следует уделить внимание тому, чтобы толщина стенки была требуемой величины. В противном случае он не сможет выдержать требуемую нагрузку.
  2. Из стального листа вырезается небольшой кусок профиля, который играет роль фиксирующей детали. Рекомендуется уделять внимание сплавам с повышенной прочностью и износостойкостью. В большинстве случаев уделяется внимание варианту исполнения, который прошел закалку для повышения твердости поверхностного слоя.
  3. Больше всего проблем возникает в случае подгонки основных элементов друг к другу. Только в этом случае устройство будет работать правильно. Именно поэтому при работе приходится использовать точные измерительные инструменты. Примером можно назвать микрометр или штангенциркуль.
  4. Несущая база изготавливается из металлических листов, которые соединяются между собой при применении технологии сварки. Подобная база создается в зависимости от особенностей будущей конструкции.
  5. Колесо должно иметь на рабочей поверхности зубья, за счет которых обеспечивается зацепление. Этот элемент соединен с валом зачастую при помощи шпонки, которая характеризуется высокой надежностью. Колесо изготовить самостоятельно достаточно сложно, так как поверхностный слой должен характеризоваться высокой надежностью и прочностью. Чаще всего храповое колесо снимается с других механизмов или заказывается у мастера, который предоставляет соответствующие услуги.
  6. Вал крепится посредством сварки. Подобный тип соединения характеризуется повышенной прочностью и длительным эксплуатационным сроком. Нужно уделять довольно много внимания качеству сварочного шва, так как даже незначительные дефекты могут стать причиной возникновения существенных проблем. Собачка изготавливается при применении пружины и ходового элемента. Пружину можно снять с других механизмов, ходовая деталь отвечает за смещение собачки относительно зуба.

В целом можно сказать, что процесс изготовления рассматриваемой конструкции характеризуется довольно большим количеством сложностей. Только при наличии требующихся навыков и инструментов можно достигнуть поставленных задач. Храповой механизм чертеж можно скачать в интернете. При применении правильно разработанного проекта может быть уверенным в том, что все детали идеально подойдут друг к другу.

Расчет храпового механизма

При рассмотрении того, как работает храповый механизм следует уделить внимание тому, что самое опасное положение, когда вершина собачки упирается в вершину зуба. Подобное явление становится причиной возникновения сильного удара, за счет которого механизм изнашивается довольно быстро. Среди особенностей проводимых расчетов отметим следующее:

  1. Проводится расчет прочности кромок.
  2. Определяется окружная сила.

При проектировании могут применяться самые различные формулы, а некоторая информация берется из таблиц.

Расчет храпового механизма создает довольно много трудностей, так как в некоторых случаях выбирается требуемый параметр в зависимости от условий эксплуатации.

Расчет храпового колеса

Провести расчет храпового колеса можно самостоятельно. Среди особенностей процедуры отметим нижеприведенные моменты:

  1. Во все случаях проводится расчет коэффициента, который представлен соотношение ширины зуба к показателю модуля. Большие значения применяются для устройств, во время работы которых может возникать существенная ударная нагрузка. Ширина собаки составляет 2-4 мм, за счет чего компенсируется вероятность неточности проведения монтажных работ.
  2. При расчетах могут применяться самые различные формулы, все зависит от того, какие данные известны в начале расчетов.
  3. Проводится расчет сопротивления на изгиб при рассмотрении зуба как балки, так как на него будет оказываться высокая нагрузка.

Можно встретить просто огромное количество различных формул, которые могут применяться при проведении расчетов.

Расчет собачки храпового механизма

Устанавливаемая собачка храповика выступает в качестве важного элемента конструкции. Среди особенностей его изготовления отметим нижеприведенные моменты:

  1. При создании подвижной собачки механизма применяется сталь 40Х, которая дополнительно обрабатываются термическим методом для повышения твердости. Рассматриваемый материал после термической обработки становится более защищенным от воздействия окружающей среды.
  2. Для обеспечения надежной фиксации применяется специальная пружина или вес.
  3. При установке собачки уделяется внимание тому, что ось ее вращения располагается так, чтобы ее контактная поверхность соприкасалась с зубом под углом 90 градусов или близким к нему. За счет этого обеспечивается более высокая надежность фиксации.

Работа рассматриваемого устройства определяет то, что не приходится выполнять периодической обслуживание. При длительной эксплуатации есть вероятность быстрого износа поверхности. Кроме этого, со временем пружина может потерять свои основные свойства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Что такое храповик на автомобиле

В различных машинах для их нормального функционирования используется не только непрерывное, но и прерывистое вращательное движение. Для того чтобы его осуществлять, используются специализированные механизмы, называемые храповыми.

В технике храповыми механизмами принято называть такие кинематические устройства, которые используются для того, чтобы преобразовывать возвратно-вращательное движение в движение прерывистое вращательное, имеющее одно направление. Отличительной особенностью храповых механизмов является то, что они позволяют производить изменение величины периодических перемещений рабочих частей станков и машин различного назначения, причём в весьма широком диапазоне и достаточно тонко.

Храповой механизм можно охарактеризовать, как устройство которое периодически создаёт препятствие воздействию силы на механизм и снова создаёт условия для его движения. Кроме того, их применяют с целью устранения возможности перемещения каких-либо звеньев машин и механизмов в одном направлении. Еще одно назначение храповых механизмов состоит в том, чтобы давать связанным между собой звеньям возможность свободно поворачиваться в одном направлении. Все храповые механизмы подразделяются на зубчатые и фрикционные.

Зубчатые храповые механизмы

Основными элементами зубчатых храповых механизмов являются зубчатая рейка или зубчатое храповое колесо и ползун или коромысло, на которых закреплена так называемая «собачка». На храповом колесе могут располагаться внутренние, наружные, а также торцевые храповые зубья. Что касается «собачек», то их в большинстве случаев делают поворотными. К колесам они прижимаются или под влиянием собственного веса, или под действием специальных пружин.

Нередко бывают ситуации, когда нужно обеспечить вращение храповика как в одну, так и в другую сторону. Для обеспечения такого функционирования устройства его собачка делается перекидной, а зубья используются прямоугольной конфигурации. Для того чтобы изменит направление вращения храповика, необходимо переключить «собачку» из одного положения в другое.

Фрикционные храповые механизмы

Фрикционные храповые механизмы в современной технике получили весьма широкое распространение. Они подразделяются на колодочные, кулачковые и роликовые.

Чаще всего фрикционные храповые механизмы используются тогда, когда нужно обеспечить надежное сцепление различных элементов при значительных скоростях, причем в любом их угловом положении друг относительно друга. Движение в одном определенном направлении в таких механизмах выполняется за счет того, что при заклинивании промежуточных звеньев фрикционных обойм возникает большая сила трения.

Применение храповых механизмов

Сфера применения храповых механизмов различных типов и конструкций весьма широка. Чаще всего их используют в самом разнообразном станочном оборудовании. К примеру, без храповых механизмов с наружным храповым колесом не обходится практически ни один современный поперечно-строгальный станок. В продольно-строгальном оборудовании обычно используются механизмы с торцевыми храповыми муфтами. Их устанавливают в приводах подач. В конструкции некоторых круглошлифовальных станков применяются храповые механизмы с поршневыми приводами. Они монтируются в системах радиальных подач.

Читайте также:  Лестница в погреб своими руками из дерева: этапы строительства

Помимо станкостроения храповые механизмы используются также в приборостроении, автомобилестроении, авиастроении. Их часто можно встретить в различных отсчетных устройствах, заводных механизмах, стартерах, лебедках, домкратах и т.п.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн . 2006 .

Смотреть что такое “храповый механизм” в других словарях:

Храповый механизм — Храповой механизм, состоящий из собачки (a) и зубчатого колеса (b) Храповой механизм (храповик) зубчатый механизм прерывистого движения, предназначенный для преобразования возвратно вращательного движения в прерывистое вращательное движение в… … Википедия

Часы — I Часы прибор для измерения текущего времени (в секундах, минутах, часах). Ч. относятся к категории «приборов времени», куда входят также Хронометр, Секундомер, Таймер, Реле времени и комбинированные приборы, например Ч. с секундомером.… … Большая советская энциклопедия

Milkor MGL — 40мм гранатомет Milkor MGL Mk.1 (Южная Африка) гранатомет Milkor MGL Mk.1 гранатомет Milkor MGL 140 с удлиненным барабаном и направляющими типа Picatinny на цевье гранатомет Milkor MGL 140 в действии Характеристики Разработка… … Энциклопедия стрелкового оружия

BMW — (БМВ) Компания BMW, история компании, деятельность компании Компания BMW , история компании, деятельность компании, руководство компании Содержание Содержание Определение Название Собственники и руководство История До Второй мировой После Второй… … Энциклопедия инвестора

BMW Motorrad — AG Тип Акционерное общество, AG Сайт … Википедия

FN MAG — У этого термина существуют и другие значения, см. FN. MAG FN MAG GPMG … Википедия

Как это работает?

Итак, наша первая задача это понять, что же такое двигатель (Engine). Результатом работы двигателя является наличие крутящего момента на его коленчатом валу.

Двигатель состоит из двух механизмов:

1- Кривошипно-шатунный механизм (КШМ, Crank mechanism) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

2 — Газораспределительный механизм (ГРМ, gas distribution mechanism) предназначен для своевременного снабжения двигателя горючей смесью, а так же для выпуска выхлопных газов.

В данной части разберём те детали двигателя, которые относятся к КШМ. Забегая вперёд, оглашу весь список тех деталей, из которых состоит КШМ.

Итак, Кривошипно-шатунный механизм состоит из:

  • Коленчатый вал
  • Маховик
  • Шатуны
  • Поршни с кольцами и пальцами
  • Блок цилиндров с картером
  • Головки блока цилиндров,
  • поддона картера двигателя

Если результатом работы является наличие крутящего момента на коленчатом валу, следовательно одна из деталей двигателей это Коленчатый Вал.

1. Коленчатый Вал(crankshaft)

Коленчатый вал представлен на рисунке снизу:

Коленчатый вал двигателя с маховиком состоит из:
1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом;
3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес

Маховик (flywheel) — это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. маховик всегда пытается сохранить то состояние, из которого его выводят. Он долго набирает обороты, сглаживая тем самым скачки. Так же долго сбрасывает обороты. Короче говоря, благодаря своей инертности, создает плавность в переходах с одной частоты вращения на другую. Кроме того, его инертность играет роль аккумулятора энергии. Уж если вы раскрутили маховик, затратив при этом работу, он в состоянии такую же работу выполнить, пока не остановится. Грубо говоря, это некий стабилизатор, который предохраняет работу двигателя от скачков и ударов.

Теперь, давайте уделим внимание шатунной шейке. Такое название она имеет потому, что на ней крепится шатун.

2. Шатун(connecting rod)

Шатун (connecting rod) — подвижная деталь кривошипно-шатунного механизма двигателя, соединяющая поршень и коленвал и передающая усилие от поршня к коленчатому валу Двигателя Внутреннего Сгорания(ДВС), преобразуя поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы представлены на рисунке снизу:


1 – коленчатый вал; 2 – вкладыш шатунного подшипника; 3 – болт крепления крышки шатуна; 4 – поршневой палец; 5 – стопорное кольцо; 6 – втулка головки шатуна; 7 – шатун; 8 – крышка шатуна; 9 – гайка крепления крышки шатуна

Итак, значит на коленчатом валу крепится шатун. А шатун, в свою очередь соединён с поршнем.

3. Поршень(piston)

Поршень — деталь кривошипно-шатунного механизма двигателя, непосредственно воспринимающая давление от сгорающей в цилиндре рабочей смеси

Поршень представлен на рисунке снизу:


Поршень состоит из:
1 — головка поршня; 2 — Юбка поршня; 3 — Первое компрессионное кольцо; 4 — второе компрессионное кольцо; 5 — маслосъёмное кольцо; 6 — поршневой палец; 7 — стопорное кольцо.

Поршневые кольца по назначению разделяют на компрессионные кольца и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца предотвращают порыв газов изкамеры сгорания в картер. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннегодиаметра цилиндра, поэтому часть кольца вырезана. Вырез в поршневом кольценазывают замком.
Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камерусгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра. Их устанавливают ниже уровнякомпрессионных. Они в отличии от компрессионных колец имеют сквозные прорези.
Основная задача второго компрессионного кольца — обеспечение дополнительного уплотнения после верхнего кольца.

Итак, что мы имеем? Мы имеем коленчатый вал, на котором крепятся шатуны, соединённые с поршнями. Выглядит всё это примерно вот так:

4. Гильзы цилиндров(sleeves of cylinders)

Внутренние стенки цилиндра образуют гильзу цилиндра, а внешние, более тонкие, стенки – его рубашку(Рубашка охлаждения — cooling jacket). Так что можно сказать, что гильза цилиндра — составная часть цилиндра. Стенки рубашки охватывают гильзовую часть цилиндра так, что между ними образуется полость для циркуляции охлаждающей жидкости.

Существует два вида гильз:

1 — Вставки, запрессовываемые на всю длину цилиндране соприкасаются с охлаждающей жидкостью, вследствие чего их называют сухими гильзами

2 — Легкосъемные гильзы устанавливают в цилиндры свободно с гарантированным зазором (≈ 0,08 мм). Это большое их достоинство. В случае износа их легко заменяют новыми или другими, заранее отремонтированными. Легкосъемные гильзы непосредственно омываются охлаждающей жидкостью, циркулирующей в рубашке охлаждения, в связи с чем их называют мокрыми гильзами

Итак, теперь мы имеем коленчатый вал, на котором крепятся шатуны, на которых крепятся поршни. Поршни, в свою очередь, ходят внутри цилиндров, а точнее внутри гильз цилиндров. Отлично, но маленькое но. Как же всё это держится и в чём? А всё это устанавливается в блок-картер.

5. Блок картер(cylinder block/engine block/crankcase)

Картер является главным из элементов остова (корпуса) двигателя. С внешней стороны к нему крепят цилиндры, а внутреннюю его полость занимает коленчатый вал с его опорами. В картере размещают также основные устройства механизма газораспределения, различные узлы системы смазки с ее сложной сетью каналов и чаще всего с емкостью для смазочного масла и другое вспомогательное оборудование. К одной из торцовых стенок картера в автомобильных двигателях крепят кожух маховика, к боковым – кронштейны или лапы для установки двигателя на подмоторную раму.

Для большей жесткости внутри кратера сделаны поперечные перегородки – ребра, в которых выполнены гнезда для опорных подшипников коленчатого и распределительного валов.

В общем случае блок-картер представляет собой сложную пространственную конструкцию коробчатой формы, которая воспринимает все силовые нагрузки, возникающие в процессе осуществления рабочего цикла, действующие на остов двигателя.

Блок-картер показан на рисунке снизу:

Вид блока-картера зависит от двигателя(число цилиндров и их расположение). Сверху приведена картинка живого блока-картера, чтобы было понятно, как оно выглядит )

А вот блок-картер уже другого по виду двигателя:

К обработанным плоскостям блок-картера крепят составные детали остова двигателя (См.рисунок снизу): сверху — головки цилиндров, сзади — картер маховика 13, впереди — картер распределительных шестерен 7, снизу — поддон картера 11.

6. Поддон картера(sump)

Поддон картера защищает кривошипно-шатунный механизм от попадания грязи и одновременно является резервуаром для масла. Поддон крепится к картеру болтами, для уплотнения устанавливается картонная или пробковая прокладка. В нижней части поддона для слива есть отверстие, закрываемое пробкой.

7. Храповик (ratchet)

На самом деле, этот пункт я решил добавить после написания статьи. Мы уже узнали, как выглядит коленчатый вал, не правда ли? Так вот, при дальнейшем чтении других разделов возникнет вопрос (он обязательно возникнет), а как же от коленчатого вала берут привод остальные механизмы? А всё потому, что абсолютное большинство (если не все, за что моя лютая ненависть к ним) «писателей» не удосуживаются это объяснить. Так давайте разберёмся. Итак, взглянем на рисунок:

1 — Коленчатый вал; 2 — Крышка коренного подшипника; 3 — Звездочка коленчатого вала; 4 — Шкиф коленчатого вала; 5 — Шпонка шкива и звездочки коленчатого вала; 6 — Храповик ; 7 — Передний сальник коленчатого вала; 8 — Крыщка привода механизма газораспределения; 9 — Шкив генератора; 10 — Звездочка валика привода вспомогательных агрегатов; 11 — Ремень вентилятора,водяного насоса и генератора; 12 — Валик привода вспомогательных агрегатов

Отсюда понятно крепление. Более менее) При показанном исполнении двигателя на коленчатом валу 1 крепится звёздочка коленчатого вала 3, от которой берёт свой привод распределительный вал системы газораспределения(о ней рассказано в следующей статье). Так же установлен сальник 7, который служит для герметизации. На вал устанавливается шкиф 4. Всё это дело крепится при помощи шпонки 5 и храповика 6.

А что такое храповик? Храповик — зубчатый механизм прерывистого движения, предназначенный для преобразования возвратно-вращательного движения в прерывистое вращательное движение в одном направлении. Проще говоря, храповик позволяет оси вращаться в одном направлении и не позволяет вращаться в другом.

Теперь, переместимся выше по блоку картеру.

8. Головка блока цилиндров(Head of cylinder block)

Головка блока цилиндров — общая для всех цилиндров. Головка крепится к блоку-картеру болтами. Между блоком и головкой установлена металлоасбестовая прокладка. Затяжку болтов головки производят на холодном двигателе, так как требуемое уплотнение обеспечивается только за счет некоторого предварительного натяжения, учитывающего разницу коэффициентов линейного расширения болтов и головки блока.

В головке блока цилиндров имеются камеры сгорания, впускные и выпускные каналы, резьбовые отверстия для установки свечей зажигания и протоки для охлаждающей жидкости. Седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из специального жаростойкого чугуна, вставляют в предварительно нагретую головку охлажденными, благодаря чему после уравнивания температуры обеспечивается большое натяжение в соединении.

Вот мы и узнали, что из себя представляет часть сердца автомобиля, называемая кривошипо-шатунным механизмом. Теперь мы знаем, что двигатель состоит из блока-картера, в котором установлен коленчатый вал с маховиком. На коленчатом валу крепятся шатуны, а на шатунах крепятся поршни. Поршни, в свою очередь, ходят в гильзах цилиндров. Всю эту конструкцию накрывает головка блока цилиндров. Последнее же служит началом для рассказа про другую сторону двигателя — газораспределительный механизм. О нём я напишу в следующем сообщении.

Ссылка на основную публикацию