Текст книги "Большая энциклопедия техники"

Роликоподшипник

Роликоподшипник (см. «Подшипник») – подшипник, у которого во внутренней части установлены ролики разных видов и размеров. Роликоподшипники подразделяются на три большие группы (основные): I – радиальные, II – радиально-упорные, III – упорные.

Указанные группы, в свою очередь, также делятся на подгруппы.

  I. Радиальные роликоподшипники:

1) с короткими цилиндрическими роликами, однорядные;

  2) то же, двухрядные;

  3) трехрядные сферические самоустанавливающиеся;

  4) с длинными цилиндрическими роликами;

  5) игольчатые;

  6) с витыми роликами.

  II. Радиально-упорные роликоподшипники. К данной группе относятся:

1) роликовые однорядные конические;

  2) роликовые однорядные конические с упорным бортом на наружном конце;

  3) роликовые двухрядные конические;

  4) роликовые четырехрядные конические.

  III. Упорные роликоподшипники. Эта группа включает:

1) роликоподшипники с цилиндрическими роликами;

  2) роликоподшипники с коническими роликами;

  3) роликоподшипники со сфероконическими роликами.

Кроме того, в некоторых механизмах, имеющих небольшие размеры и нагрузки, применяются проволочные роликоподшипники с плоскими проволоками, размещенными в наружном и на внутреннем кольце. В тех механизмах, которые эксплуатируются в неблагоприятной производственной сфере (в частности, высокое содержание пыли в воздухе), применяются разъемные роликоподшипники, состоящие из двух внутренних полуколец, имеющих косой стык, двух наружных полуколец, имеющих V-образный стык, двух половин сепаратора и четырех зажимных полуколец, соединяемых болтами. Роликоподшипники всех видов широко применяются в различных станках (токарно-винторезных, фрезерных, шлифовальных), прокатных станах, конвейерных линиях (транспортирующих тяжелые грузы) и др. В роликоподшипниках для уменьшения кромочных давлений применяют ролики, имеющие выпуклый профиль или скосы, или же кольца с выпуклым профилем роликовой дорожки (так называемая бомбина). Значительная часть роликоподшипников, относящихся к подшипникам качения, выдерживает большие радиальные и осевые нагрузки, причем значительные нагрузки воспринимают двухрядные – с цилиндрическими роликами, а также радиальные сферические двухрядные. Например, сферические роликоподшипники применяются для букс железнодорожных грузовых и пассажирских вагонов, цистерн, думпкаров, полувагонов, прокатных станов, в мощных карьерных экскаваторах, бульдозерах и др.

Рольганг

Рольганг (нем. Rollgang, от Rolle – «ролик», «каток» и Gang – «ход») – устройство для транспортирования штучных грузов по роликам, размещенным на небольшом расстоянии один от другого на опорной станине. Рольганги широко применяются на прокатных станах металлургических производств (прокат труб, стальной полосы, металлических стальных прутков, шестигранника, квадрата, уголков и др.). С рольганга указанная металлопродукция снимается специальным устройством и складируется в определенном месте (в частности, на складе готовой продукции) или загружается в полувагоны или на железнодорожные платформы для отправки потребителям.

Рычажный механизм

Рычажный механизм – механизм, звенья которого образуют только вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. Примером рычажного механизма является кулачково-рычажный механизм – устройство, представляющее собой соединение рычажных механизмов с кулачковыми механизмами. Такие соединения выполняются в двух вариантах:

1) последовательными;

2) параллельными.

В большинстве случаев под кулачково-рычажным механизмом понимают параллельные соединения. Применяют кулачково-рычажные механизмы для изменения в процессе движения длин звеньев рычажных механизмов и соответственно получения заданных законов движения и улучшения характеристик. Наиболее широко применяются рычажные механизмы в сочетании с зубчатыми механизмами или зубчато-рычажные механизмы. Такой вид механизмов представляют собой устройства, содержащие взаимодействующие между собой зубчатые и рычажные механизмы, причем их соединения могут быть последовательными или параллельными.

В различных станках, машинах и автоматических системах управления в машиностроительных производствах применяют в основном параллельно соединенные зубчато-рычажные механизмы. В частности, используется так называемая римская передача – семизвенный механизм с ползуном, приводимым в движение через суммирующий рычаг и два шатуна от двух зацепляющихся между собой зубчатых колес. В таком механизме ведущим или ведомым может быть либо рычаг, либо зубчатое колесо. Зубчато-рычажные механизмы в ряде вариантов содержат обычно две пары взаимодействующих зубчатых колес, из которых одно связано со звеном рычажного механизма. В целом зубчато-рычажные механизмы позволяют получать различные законы движения звеньев, улучшать силовые характеристики всего механизма. В большинстве случаев зубчато-рычажные механизмы используют в качестве направляющих и передаточных механизмов (особенно в станочных автоматических линиях, применяемых во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России).

Рым

Рым (от голл. ring – «кольцо») – металлическое кольцо, закрепляемое на машинах (в частности, транспортных) и их частях и предназначенное для захвата, перемещения машин при транспортировании, разборке или монтаже. Рым в виде колец или скоб устанавливают на причалах (морских, речных, озерных и др.) для облегчения швартовки различных судов (грузовых и пассажирских), на палубах, в трюмах для закрепления тросов, блоков, талрепов и др.

Сваебойное оборудование

Сваебойное оборудование – различного вида оборудование, применяемое для погружения в грунт свай при выполнении строительных работ на нулевом цикле (т. е. при подготовке каких-либо фундаментов). К сваебойному оборудованию относятся свайные молоты, вибропогружатели, вибромолоты, вдавливающие и вибровдавливающие агрегаты, а также копры для подвески и подъема молота при забивании свай в грунт.

Свайный молот

Свайный молот – строительная машина ударного действия, предназначенная для забивания свай в грунт. Свайные молоты бывают трех видов:

  1) механические (груз поднимают лебедкой, а потом отпускают, при этом производится удар по головке сваи);

  2) паровоздушные (применяются редко);

  3) дизельные, у которых массивный цилиндр (т. е. баба) сбрасывается на поршень, установленный на головке свай. При этом впрыскиваемое в цилиндр дизельное топливо сгорает, а расширяющиеся газы подбрасывают цилиндр вверх для нанесения нового удара по свае.

Скип

Скип (от англ. skip) – автоматически разгружающийся сосуд (в виде короба), предназначенный для подъема сыпучих материалов. Скип применяется в основном для подъема различных полезных ископаемых, а также сопутствующей им породы из шахты. Кроме того, скип используется для:

  1) загрузки шихты в доменные печи металлургических производств;

  2) вагранки;

  3) подачи угля в крупных котельных или тепловых станциях (работающих на угле) и др.

Скипы в шахтных разработках для вертикальных стволов двигаются по канатным или рельсовым направляющим, а для наклонных стволов обычно устанавливаются на колесах и перемещаются соответственно по рельсам (узкой колеи).

Стойка

Стойка – устройство, имеющее широкое распространение в различных механизмах, приборах, станках и др. В теории машин и механизмов стойка определяется как звено механизма, принятое за неподвижное. Элементарный пример стойки представляет ростомер, предназначенный для измерения роста человека в положении стоя. Ростомер представляет собой стойку со шкалой, укрепленную на платформе с подвижной доской-визиром, по положению которой отсчитывают рост в сантиметрах. Другой пример – медицинские весы, предназначенные для определения массы тела человека в положении стоя. Такие весы состоят из платформы со стойкой. Стойки простой конструкции широко применяются в измерительной технике, где стойкой называют установочное устройство, в которое закрепляются в вертикальном положении измерительная головка, а на столик помещается измеряемая деталь. Стойки с неподвижным столиком изготавливают типа C-III с круглым столиком и типа С-IV с широким прямоугольным столиком. Обе указанные стойки имеют присоединительное отверстие – 8-мм – для гильз измерительных головок. Стойки с подвижным столиком имеют присоединительный размер – 28 мм. Эти стойки изготавливают типа С-II с круглой колонкой и круглым столиком типа С-I, имеющие ребристую колонку с вертикальными направляющими, ребристый столик прямоугольной формы и основание повышенной жесткости. Для измерения размеров методом сравнения с мерой и отклонений формы поверхностей деталей машин и инструментов применяются разнообразные стойки.

Строп

Строп (от голл. strop – «петля») – широко применяемое простейшее устройство, используемое для подвешивания различных грузов к крюкам, скобам, траверсам – отрезок троса или цепи, замкнутый в кольцо или образующий петлю. В некоторых подъемных механизмах применяются автостропы – автоматические приспособления, предназначенные для захвата и освобождения груза.

Для изготовления стропов применяют стальные канаты (тросы) из шести прядей по 37 проволок или шести прядей по 36 проволок. Стропы из этих тросов, как более гибкие, применяют в основном для подвешивания грузов путем их обвязки, т. е. огибанием. Стропы, изготовленные из более жесткой проволоки, не применяют для обвязки грузов, а оснащают специальными петлями или крюками из прочной стали. Универсальные или бесконечные стропы изготавливают в виде петли нужной длины путем сращивания концов заплеткой на длину не менее 40 диаметров троса. Облегченные стропы с заделанными концами изготавливают с петлями и коушами или крюками на одном или на обоих концах в зависимости от назначения. Часто применяются при погрузо-разгрузочных работах так называемые пауки – стропы, изготавливаемые из двух, четырех и более ветвей (тросовых). Стропы после их изготовления испытывают нагрузкой, вдвое превышающей допускаемую, при этом к ним прикрепляют бирку с указанием их грузоподъемности и даты испытания. Для разгрузки труб большого диаметра к концам строп прикрепляют специальные крюки в виде торцовых захватов.

Свободного хода механизм

Свободного хода механизм – устройство, в котором возможно свободное движение входного или выходного звена относительно соответственно выходного или входного звена при изменении направления их движения. Условия взаимодействия входного и выходного звеньев механизма свободного хода при их относительном движении в том или ином направлении различны. Это различие может быть достигнуто путем обеспечения давления звеньев при их движении в одном направлении и исключения давления в другом направлении, либо путем заклинивания, самоторможения одного звена относительно другого в одном направлении и свободном движении в другом направлении. В первом случае механизм свободного хода называется нефрикционным, а во втором – фрикционным. В обеих разновидностях различие условий взаимодействия достигается выбором углов давления одного звена на другое. Механизм свободного хода в зависимости от какого-либо вида позволяет обеспечивать различные режимы движения. Механизмы свободного хода могут быть предназначены для преобразования поступательного движения и для преобразования вращательного движения.

Примером механизма свободного хода является механизм прерывистой подачи – устройство, транспортирующее материал в виде металлического стального прутка или стальной ленты, периодически захватывая и перемещая его, т. е. материал. В механизме прерывистой подачи (в одном из многих вариантов) применяются специальные упругие зажимы. Металлический пруток при действии одного из двух зажимов неподвижен, а при освобождении прутка от его действия перемещается вместе с первым зажимом. Второй зажим является управляемым и замыкающим. При введении в неподвижный конус его упругие элементы сходятся, приближаются друг к другу и зажимают металлический пруток. Действие первого зажима такого механизма (т. е. прерывистой подачи) основано на разности сопротивления перемещению прутка при рабочем и холостом ходе. Упругие элементы первого зажима все время прижаты к металлическому прутку, но при холостом ходе (когда пруток зажат вторым зажимом) они скользят по поверхности прутка, а при рабочем ходе перемещаются вместе с ним. Первый зажим механизма совершает возвратно-поступательное движение с помощью коромыслово-ползунного механизма, состоящего из трех звеньев подвижных. Регулировка подачи металлического прутка в данном механизме обеспечивается перемещением специального ползуна. В процессе работы механизма свободного хода при изменении длины плеча коромысла изменяется ход первого зажима и соответственно скорость подачи металлического прутка. В некоторых случаях применяется механизм свободного хода одинарный одностороннего действия, имеющий два основных звена – входное и выходное. При этом входное звено передает вращающий момент только в одном направлении, а в другом направлении вращается свободно относительно выходного звена, т. е. перестает быть ведущим. Чаще всего применяется в различных машинах механизм одинарный свободного хода двустороннего действия, имеющий три основных звена: входное, выходное и звено управления. В данном варианте, кроме режимов механизма свободного хода одинарного одностороннего действия, осуществляется с помощью звена управления свободное вращение входного звена в обоих направлениях относительно выходного звена. Указанные механизмы свободного хода имеют обычно ролики, звездочку, обойму и три пружины, но для повышения несущей способности механизма свободного хода в некоторых случаях вместо роликов используют клинья, кулачки, эксцентриковые элементы; при этом обеспечивается большой приведенный радиус кривизны в месте контакта либо вообще контакт осуществляется по поверхности. В большинстве случаев для обеспечения плавного перехода с режима передачи движения на режим свободного движения и для уменьшения потерь на трение в переходных режимах используют механизм свободного хода планетарный с приводным сателлитом. (Примечание: сателлит (от лат. satellitis – «спутник», «телохранитель») – зубчатое колесо планетарной передачи с подвижной осью вращения. Сателлит одновременно вращается вокруг своей оси и совершает движение вместе с водилом.)

Синтез механизмов

Синтез механизмов – проектирование схемы каких-либо механизмов машин, станков и другого оборудования по заданным свойствам движения отдельных составных элементов и в целом всей системы. Синтез механизмов включает в себя выбор структурных схем и определение постоянных параметров выбранной схемы механизмов по заданным определенным свойствам. Различают два вида синтеза механизмов.

  I. Кинематический синтез – определение параметров кинематической схемы механизмов по заданным кинематическим свойствам.

  II. Динамический синтез – проектирование кинематической схемы с определением параметров, характеризующих распределение масс звеньев, составляющих конкретный механизм.

В синтезе механизмов нередко применяется так называемый метод Монте-Карло (или случайный поиск) в виде определения выходных параметров синтеза, при котором переход от одной комбинации параметров к другой носит произвольный характер. Такой метод предусматривает следующие этапы:

  1) произвольный выбор выходных параметров из набора случайных чисел и проверку ограничений;

  2) вычисление целевой функции;

  3) выбор других случайных значений выходных параметров, проверку ограничений и вычисление целевой функции;

  4) повторение этапов до тех пор, пока величина целевой функции не станет равной допустимой величине или практически перестанет уменьшаться.

Начиная со второй половины 90-х гг. ХХ в. во многих передовых странах мира (США, Англии, Японии и др.) стали широко применяться компьютерные методы синтеза механизмов, что намного облегчило решение весьма трудных задач по выбору кинематических схем механизмов.

Стопор

Стопор (от англ. stopper – «пробка», «затычка», от stop – «преграждать», «останавливать») – деталь (или часть детали в виде выемки или выступа) или специальное устройство, останавливающее, удерживающее звенья какого-либо механизма в определенном положении при наличии самоторможения в направлении перемещения удерживаемого звена.

Стопоры, в отличие от фиксаторов, не выключаются от действия сил в направлении перемещения какого-либо удерживаемого звена механизма.

Включаются стопоры по-разному – принудительно или автоматически (последнее чаще всего), а выключаются только принудительно. Выполняют стопоры в нескольких вариантах:

  1) в виде ползуна, входящего в паз перемещаемого звена под действием пружины; выводится ползун-стопор из паза с помощью кнопки;

  2) в виде защелки, которая прижата к храповому колесу под действием пружины. Рычаг с защелкой при движении по часовой стрелке увлекает за собой храповое колесо; затем при нажатии на рукоятку защелка выводится из зацепления с храповым колесом;

  3) стопор с защелкой, соединенной с рукояткой, поджимается к пазам звена пружиной. При нажатии на рукоятку защелку выводят из зацепления со звеном механизма;

  4) защелка-стопор прикреплена к рукоятке в виде листовой пружины, под действием которой западает в паз звена механизма;

  5) ползун-стопор выполнен в виде цилиндрической металлической зубчатой рейки.

Вводится и выводится ползун-стопор в зацепление с сопряженной деталью механизма поворотом шестерни. Выделяются в особую группу так называемые беззазорные стопоры, обеспечивающие жесткое соединение сопрягаемых звеньев какого-либо механизма.

Соответственно стопоры выполняются в следующих видах:

  1) стопор оформлен разрезным упругим, при этом при введении его во взаимодействие с зубом он расклинивается в направляющей и тем самым обеспечивает беззазорное соединение;

  2) стопор в виде клина входит во взаимодействие с клиновым пазом звена механизма; клин расклинивается в направляющем пазу с помощью второго клина, благодаря чему выбираются зазоры в соединении;

  3) стопор-кулачок при вращении входит в паз звена механизма и стопорит его;

  4) два круглых диска имеют вырезы с радиусом кривизны, равным радиусу сопряженного диска.

При определенном положении дисков, являющихся составными элементами механизма, свободно вращается один из дисков, но стопорится второй. Существуют и другие варианты выполнения стопора в механизмах, машинах, автоматических системах управления станками, оборудовании, работающем в автоматическом режиме с компьютерным контролем, включая контроль с помощью фотоэлементов, связанных со стопором.

Ступица

Ступица – центральная, обычно утолщенная часть колеса с отверстием для посадки его на ось или вал какого-либо транспортного средства (начиная с простой повозки или телеги, кончая автомобилем). Ступица соединяется с ободом колеса спицами или диском.

Суппорт

Суппорт (от англ. и фр. support от позднего лат. supporto – «поддерживаю») – узел какого-либо металлорежущего станка (в частности, токарновинторезного), предназначенный для крепления и перемещения резца в процессе резания. Ступор состоит из:

  1) каретки, которая движется по направляющим станины (станка);

  2) фартука;

  3) поперечных салазок, движущихся по направляющим каретки;

  4) поворотной плиты;

  5) верхних (резцовых) салазок, на которых закреплен резцедержатель.

При обработке конических поверхностей на токарно-винторезном станке верхние салазки суппорта поворачиваются вместе с поворотной плитой (при отжиме двух фиксирующих гаек на винтах).

Передача движения от ходового вала или ходового винта к суппорту производится передаточным механизмом, находящимся в фартуке и преобразующим вращательное движение ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное движение суппорта. На суппорте крепится резцедержатель станка на своей опоре при помощи конусного сопряжения.

Сцепление

Сцепление – специальное устройство в виде управляемой сцепной муфты, устанавливаемой между двигателем и коробкой передач какого-либо автомобиля (легкового или грузового). Сцепление оформляется следующим образом: у маховика двигателя фрикционная поверхность взаимодействует с диском, к которому при включенном сцеплении прижат другой диск. Прижатие осуществляется специальной пружиной, воздействующей на второй диск через рычаги (эти рычаги располагают симметрично под углом в 120° один к другому). Прижатие диска (второго) в трех точках обусловливает его плотное прилегание к первому диску. Для того чтобы выключить сцепление, нажимают на педаль, движение при этом через тягу и рычаг передается на подшипник, при этом, сжимая пружину, отводят рычаги от второго диска; под действием других пружин второй диск отходит от первого. В большинстве транспортных машин применяется гидравлическая система управления сцеплением. В этой системе при нажатии на педаль движение через шатун передается поршню, который продавливает рабочую жидкость (специальную гидравлическую) по специальному каналу. Под действием давления гидравлической жидкости перемещается поршень и через шатун осуществляется воздействие на рычаг. Возвращается рычаг в исходное положение пружиной. В больших транспортных машинах и тягачах применяется дополнительный усилитель в системе управления сцеплением. В этом случае нажатием на педаль приводят первый рычаг в движение через систему звеньев. Первый рычаг через шатун и второй рычаг воздействует на два клапана. Две пружины сжимаются, и клапан открывает доступ сжатому воздуху по каналу в полость пневмоцилиндра. Шток перемещается и передвигает третий рычаг. Одновременно перемещается второй рычаг, и клапан перекрывает доступ сжатого воздуха, а при прекращении нажатия на педаль второй клапан открывает канал, по которому сжатый воздух из полости выходит в атмосферу. Таким образом осуществляется выключение сцепления.