Bộ máy dự thảo: mục đích và các loại

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Mọi người đều quen thuộc với khái niệm khấu hao - nó có thể được tìm thấy trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống, đặc biệt là trong kỹ thuật cơ khí. Khấu hao là một quá trình cho phép bạn hấp thụ, dập tắt một phần tác động của một cơ thể hoặc lực tác động lên cơ thể khác. Nguyên tắc này được sử dụng ở mọi nơi, từ việc giảm thiểu tác động của giao thông lên ô tô đến tính đến sự hao mòn của thiết bị trong nhà máy.

Tuy nhiên, trong bài viết này chúng ta sẽ không nói cụ thể về khấu hao mà là về một thứ chẳng hạn như một bánh răng kéo. Nếu hầu hết mọi người đã nghe nói về bộ giảm xóc, thì những thiết bị như vậy có thể còn mới đối với nhiều người. Thực tế là bánh răng kéo là một thiết bị chuyên dụng cao thường được sử dụng nhiều nhất trên tàu hỏa. Trong lĩnh vực này, cơ chế này rất quan trọng, nó được lắp đặt trên tất cả các xe hơi, nhưng nó có thể khác nhau về các loại hấp thụ. Đây chính xác là những gì sẽ được thảo luận trong bài báo. Có những loại thiết bị nào và chúng có thể được sử dụng cho những mục đích nào trong các trường hợp khác nhau?

Đây là gì?

Trước hết, bạn nên hiểu bánh răng kéo là gì và nó dùng để làm gì. Vì vậy, thiết bị này được thiết kế để hoàn trả hoặc hấp thụ (đó là lý do tại sao nó được gọi như vậy) phầntác động động năng, do đó làm giảm tác động của các lực khác nhau, bao gồm cả lực kéo và lực nén, lên khung ô tô nơi nó được lắp đặt. Làm thế nào để một chất hấp thụ hoạt động? Lực cản phát sinh bên trong thiết bị, đảm bảo chuyển động năng thành các dạng lực khác không gây hại cho ô tô. Vì vậy, sự hiện diện của một thiết bị như vậy trên toa không phải là vấn đề lựa chọn mà là điều kiện tiên quyết, nếu không các lực tác động có thể dẫn đến việc đoàn tàu bị hư hỏng nghiêm trọng, kéo theo những hậu quả đáng buồn. Đối với các loại bánh răng kéo, có một số lượng khá lớn, nhưng không phải tất cả chúng đều phổ biến. Bài viết này sẽ mô tả chi tiết các loại chính và hoạt động của chúng, cũng như các loại thiết bị ít phổ biến hơn.

Không có lò xo

Các thiết bị như bánh răng kéo RT-120 hiện nay đã trở nên phổ biến, nhưng nó không sử dụng lò xo như lúc ban đầu. Thiết bị có các thông số kỹ thuật sau:

• Loại thiết bị: ma sát.
• Hành trình tối đa: 120 mm.
• Năng lượng tối đa: 90 kJ.
• Tuổi thọ (trước khi sửa chữa): 16 năm.
• Tổng tuổi thọ: 32 năm

Ban đầu, các thiết bị như vậy chỉ có lò xo độc quyền, nhưng theo thời gian, chúng đã được thay thế bằng các thiết bị hữu ích và tiện lợi, cũng như các thiết bị chức năng và hiệu quả hơn nhiều. Có một số vấn đề, và vấn đề đầu tiên trong số đó là sự quay trở lại quá nhiều của các lò xo. Đó là, họ tốtđã hấp thụ động năng, nhưng đồng thời chúng cũng cho đi gần như nhiều nhất, điều này làm giảm mức độ hữu dụng của chúng. Thứ hai, để họ vận hành thành thạo ô tô, cần phải hình thành những sản phẩm khá lớn, có thể nói là cồng kềnh nên bị bỏ rơi. Việc tiêu thụ điện năng thấp được chứng minh là một yếu tố quyết định, bởi vì các thiết bị khác có thể được sản xuất hiệu quả như thiết bị lò xo, nhưng nhỏ gọn hơn nhiều. Chính vì lý do này mà các thiết bị như bánh răng kéo RT-120 hiện đang được sử dụng trên ô tô và các kiểu lò xo được sử dụng riêng trong các thiết bị đệm.

Thiết bị ma sát bằng lò xo

Tuy nhiên, thực tế là các thiết bị Spring không bắt nguồn từ hầu hết các khu vực không có nghĩa là các cơ chế như vậy đã không còn được sử dụng trong lĩnh vực này. Hóa ra chúng không hiệu quả lắm, vì vậy các thiết bị ma sát bằng lò xo được tạo ra để chuyển tác động chính thành chuyển động ma sát, trong khi lò xo chỉ có một chức năng bổ sung, đó là chúng chỉ chịu trách nhiệm về thế năng chứ không phải động năng. Hãy xem nó hoạt động như thế nào. Ví dụ, bánh răng kéo APE nhận động năng sinh ra do va chạm của hai xe ô tô. Trước tiên, bạn cần chỉ ra các đặc tính kỹ thuật của thiết bị này:

• Trọng lượng của thiết bị: không quá 165 kg.
• Hành trình thiết kế của thiết bị: 90 mm.
• Cường độ năng lượng danh nghĩa: 110 kJ.
• Cường độ năng lượng tối đa: 130 kJ.
• Lực siết ban đầu: 230 kN.
• Lực đóng tĩnh: 1600 kN.
• Tổng tuổi thọ: 32 năm
• Tuổi thọ trước khi sửa chữa: 16 năm.

Sau va chạm, sản lượng không phải là năng lượng giật của lò xo mà là động năng của lực ma sát (tức là ma sát) và thế năng biến dạng của lò xo. Kết quả này hóa ra còn khả quan hơn đối với việc giảm giá toa xe, vì vậy các thiết bị như vậy được sử dụng rộng rãi.

Bây giờ bạn có thể tìm thấy bánh răng kéo 73ZW và các mô hình tương tự khác ở khắp mọi nơi. Các thông số kỹ thuật của sản phẩm như sau:

• Trọng lượng của máy: 214 kg.
• Hành trình thiết kế của thiết bị: 90 mm.
• Giới hạn nhiệt độ hoạt động: + 50 ° С đến -60 ° С.
• Kích thước: dài - 625 mm, rộng - 318 mm, cao - 230 mm.
• Lực siết ban đầu: 200 kN.
• Lực đóng máy: 1600 kN.

Ưu điểm của thiết bị ma sát bằng lò xo

Thiết bị ma sát lò xo bắt đầu được lắp đặt trên ô tô từ rất lâu trước đây và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Các loại thiết bị khác tồn tại, nhưng loại này là một trong những loại phổ biến nhất. Điều này xảy ra vì một số lý do. Đầu tiên, đó là sự đơn giản. Thứ hai, việc lắp đặt các bánh răng kéo loại này là một quá trình khá đơn giản và thuận tiện. Kích thước của chúng nhỏ hơn nhiều so với các thiết bị lò xo nên bánh răng kéo của ô tô chở hàng dễ dàng lắp đặt và không gây khó khăn trongdịch vụ hơn nữa. Ngoài ra, tất nhiên, cần phải lưu ý đến khả năng thay đổi và thiết kế cơ bản của các thiết bị này.

Máy thủy lực

Các loại bánh răng kéo rất đa dạng, và trong số đó có một loại rất phổ biến nữa có thể được phân biệt. Các thiết bị thủy lực có sự khác biệt đáng kể so với các thiết bị ma sát bằng lò xo ở phương thức hoạt động của chúng, vì chúng dựa trên chất lỏng, cung cấp khả năng hấp thụ va đập tối đa. Thiết bị có độ mở bướm ga được hiệu chỉnh phù hợp. Các động tác vuốt nhằm đảm bảo rằng chất lỏng hấp thụ xung kích chảy qua chúng. Các lỗ này kết nối hai khoang, tùy thuộc vào tải trọng, được lấp đầy qua các lỗ này thông qua các đường dẫn. Kết quả là, một lực cản đàn hồi đồng nhất được tạo ra, hoạt động hiệu quả ngay cả với những cú đánh khá mạnh.

Ban đầu, có một vấn đề nhỏ, bao gồm thực tế là chất lỏng không thể nhanh chóng trở lại vị trí ban đầu, do đó, một thiết bị như vậy đã dẫn đến các cú đánh trượt, nghĩa là, những khoảnh khắc khi chất lỏng từ một khoang không có thời gian để chảy vào khoang khác để làm dịu sự lắc của toa xe. Đó là lý do tại sao theo thời gian, để đảm bảo khả năng chống đàn hồi tối đa trong các thiết bị thủy lực, khí trơ bắt đầu được sử dụng. Việc sửa chữa loại bánh răng kéo này hơi phức tạp và tốn kém hơn, nhưng nó là một quá trình hiệu quả và thuận tiện để sử dụng. Thiết bị được coi là bị lỗi nếu phát hiện ra rò rỉchất lỏng, thay đổi đột quỵ hoặc hao mòn đáng kể.

Khấu hao trong máy thủy như thế nào?

Nếu chúng ta xem xét bánh răng kéo thủy lực của ô tô, thì ở đây chúng ta nên tìm hiểu chi tiết hơn về nguyên lý hoạt động của thiết bị này. Làm thế nào nước có thể làm mềm cú đánh? Câu trả lời cho câu hỏi này được đưa ra bởi vật lý học, bởi vì tỷ trọng và độ nhớt của nước đảm bảo hoàn trả và hấp thụ động năng của tác động, bị mất đi trong quá trình đi qua chất lỏng, lúc này nó bị khắc phục và đẩy vào các khoang liền kề thông qua các lỗ đặc biệt. Do đó, bánh răng kéo của bộ ghép tự động, toa xe và bất kỳ bộ phận nào khác có thể là thủy lực, vì nó cũng không quá phức tạp. Việc sử dụng khí trơ trong trường hợp này là không bắt buộc. Nhưng nhờ chất này mà lực cản của chất lỏng tăng lên gấp mấy lần, đồng thời nó cũng tăng tốc trở lại trạng thái ban đầu để ra đòn tiếp theo.

Công suất tiêu thụ của máy

Nếu xem xét một bánh răng kéo dài, thì một trong những thông số quan trọng nhất của nó là cường độ năng lượng, và bạn nên chú ý đến nó ngay từ đầu. Thông số này đại diện cho lượng động năng mà thiết bị có thể hấp thụ trước khi nén hoàn toàn các phần tử hấp thụ xung kích của nó, nghĩa là cho đến thời điểm thiết bị không còn có thể hấp thụ va chạm. Theo đó, chỉ số này càng cao càng tốt. Lò xo cócường độ năng lượng cực thấp, đó là lý do tại sao chúng không được sử dụng trên ô tô lớn, nơi lực tác động nén lò xo rất nhanh, hấp thụ quá ít năng lượng. Cũng cần chú ý đến thực tế là các thiết bị được tạo ra theo cách mà động năng không bị hấp thụ hoàn toàn - phải có lượng năng lượng phù hợp có thể đưa thiết bị trở lại vị trí ban đầu của nó. Đây là lý do tại sao khí trơ được sử dụng trong máy thủy lực, vì nó không đòi hỏi nhiều động năng để đưa chất lỏng trở lại vị trí ban đầu.

Các loại thiết bị khác

Các loại bánh răng kéo được mô tả ở trên không phải là loại duy nhất - còn nhiều loại khác nữa, nhưng như đã đề cập ở đầu bài viết, chỉ những loại phổ biến nhất sẽ được mô tả ở đây. Vì vậy, cần lưu ý đến bánh răng kéo đàn hồi, loại bánh răng này cũng rất phổ biến trong các lĩnh vực khác nhau, kể cả khi được lắp đặt trên ô tô. Loại này gần như sao chép chính xác các thiết bị thủy lực được mô tả, tuy nhiên, sự khác biệt chính là thay vì nước thông thường, được tiết lưu qua các lỗ đã được hiệu chuẩn, các thiết bị này sử dụng chất lỏng đàn hồi đặc biệt có độ nhớt cao hơn nhiều, làm tăng cường độ năng lượng của nó, nhưng ở đồng thời gây khó khăn cho dịch vụ và cũng làm tăng chi phí. Ngoài ra, không thể bỏ qua các thiết bị ma sát, được coi là thiết bị từ các phần tử đàn hồi. Trong chúng, sự hấp thụ động năng được thực hiện do sự biến dạng của các phần tử do ma sát của chúng. Với một loại tương tự, bạn đãchúng tôi hiểu nhau một cách hời hợt khi đọc về các thiết bị như thiết bị ma sát lò xo.

Máy kết hợp

Riêng biệt, cần nói về các thiết bị kết hợp, một trong những ví dụ về loại gần như phổ biến nhất - ma sát lò xo. Nói một cách đơn giản, thiết bị kết hợp bao gồm những thiết bị kết hợp nhiều loại khấu hao khác nhau. Trong trường hợp này, đây là các loại lò xo và ma sát. Các kết hợp có thể được đa dạng. Như đã chỉ ra trong bài báo, sự kết hợp giữa hoạt động của lò xo và các phần tử ma sát cho nhiều kết quả khả quan. Đây là loại bộ máy kết hợp cho đến nay là nổi tiếng nhất. Trong lĩnh vực hoạt động này, không phải tất cả các kiểu kết hợp của hai loại bánh răng kéo đều được phép. Ví dụ đơn giản nhất là sự kết hợp của các thiết bị đàn hồi và thủy lực, vì chúng được cấu tạo giống nhau và chỉ khác nhau về chất lỏng được sử dụng để duy trì chúng.

Chọn máy

Nên chọn thiết bị nào để đạt được mục tiêu? Trước hết, người ta chú ý đến thông số chính của bánh răng kéo - cường độ năng lượng của chúng. Việc lắp đặt một thiết bị năng lượng cao trên toa xe hoặc các vật thể khác có lực tác động động học thấp là không hợp lý, vì chi phí cao sẽ không làm tăng năng suất. Ngoài ra, trong mọi trường hợp không nên đặt các thiết bị có cường độ năng lượng thấp trên các vật thể chịu tác động nghiêm trọng, vì năng lượng của thiết bị đơn giản là sẽ không đủ đểhấp thụ đúng lượng năng lượng và các cú đánh sẽ mạnh hơn nhiều so với mức cho phép theo các tiêu chuẩn đã thiết lập.

Tất nhiên, có những thông số khác mà bạn cần chú ý, chẳng hạn như độ ổn định, tức là số cú sốc được hấp thụ thành công liên quan đến tổng số của chúng, hoặc lượng năng lượng đi ra không thể phục hồi, hoàn toàn bị hấp thụ bởi thiết bị hấp thụ và không được sử dụng thêm để đưa nó về vị trí ban đầu. Các thông số này được xem xét riêng cho từng dự án, được thống nhất trước khi chọn một loại bánh răng kéo cụ thể, phù hợp với tất cả các tiêu chuẩn và yêu cầu đã thiết lập.