Наклонная плоскость
Если друг попросит затащить его вместе с санками на горку, вы, вероятно, сможете это сделать. А смогли бы вы просто поднять друга вместе санками на высоту горки (см. рис. 12)
Рис. 12. Наклонная плоскость
Вряд ли.
В первом случае вы поднимаете санки по склону, во втором – вертикально вверх. В данной ситуации склон является примером простейшего механизма – наклонной плоскости.
Ею часто пользуются грузчики, когда нужно поднять груз на некоторую высоту. Наклонная плоскость позволяет поднять груз, прикладывая меньшую силу. И чем меньше наклон, тем меньше потребуется сила (см. рис. 13)
Рис. 13. Использование наклонной плоскости
Любой, кто катался на санках, это знает: по крутому склону поднимать их наверх намного тяжелее, чем по пологому. Но, используя наклонную плоскость, нужно преодолеть большее расстояние. Длина склона всегда больше высоты горки (см. рис. 14)
Рис. 14. Длина склона всегда больше высоты горки
На математическом языке это звучит так: в прямоугольном треугольнике гипотенуза всегда больше катета.
Итак, можно сказать, что наклонная плоскость даёт выигрыш в силе, но проигрыш в расстоянии. Чем меньше угол наклона, тем больше выигрыш в силе.
Выигрыш-проигрыш
Наклонная плоскость чаще всего используется для подъёма грузов. Конечно, это можно сделать и без неё – поднять груз равномерно, прикладывая силу (см. рис. 15)
Рис. 15. Приложенная сила
Но наклонная плоскость позволяет поднять тот же груз, но приложить при этом меньшую силу (см. рис. 16)
Рис. 16. Прикладывание меньшей силы
Поскольку нам это выгодно, так и скажем: «мы выиграли в силе». Можно даже указать, во сколько раз меньше получилась сила. Например, «выигрыш в силе в 3 раза» значит, что вместо силы , нам достаточно приложить силу в 3 раза меньше:. При этом мы поднимем тот же груз массой m
Итак, если нам выгодно изменение физической величины, мы говорим о «выигрыше». Ну, а если невыгодно – то о «проигрыше».
Виды простых механизмов
Простые механизмы по тому, какой выигрыш в силе предоставляют, делятся на два типа: рычаг и наклонная плоскость. У рычага встречается две разновидности: блок и ворот. Наклонная плоскость так же встречается с двумя разновидностями: винтом и клином.
Чисто технически вы будете правы, если скажете, что мир устроен и построен на шести простых механизмах.
Рычаг
Рычаг представляет собой перекладину, которая вращается вокруг неподвижной точки опоры. Этот простой механизм помогает поднимать тяжелые предметы, уравновешивать их. Пример простого рычага — качели-балансиры.
Рисунок 1. Рычаг
Блок
Блок — еще один представитель класса «виды простых механизмов», хоть не выглядит он на первый взгляд просто. В житейском понимании можно сказать, что блок представляет собой веревку, намотанную на колесо.
Рисунок 2. Блок
Механический выигрыш задает тем, что меняет направление силы. К тому же, тянут веревку обычно вниз, поднимая тем самым груз наверх. А это значит что? Правильно: нам еще и помогает сила тяжести.
Ворот
Ворот — тоже разновидность рычага, дающий отличный выигрыш в силе. Простой механизм принципа «ось-колесо». Ось — цилиндр, который фиксирует колесо на месте, а колесо на этой оси вращается.
Рисунок 3. Ворот
Входная сила прикладывается к оси, давая выходную силу в виде вращательного движения колеса. Вспомните велосипед: чем активнее вы нажимаете на педаль, тем быстрее двигаетесь.
Наклонная плоскость
Наклонная плоскость изображена на рисунке ниже. Ранее упомянутый нами в примере лестничный проем — яркий пример того, как выглядит механизм по типу наклонной плоскости.
Рисунок 4. Наклонная плоскость
Это поверхность, у которой один край расположен выше другого. Кстати, именно в наклонных плоскостях кроется секрет постройки древних пирамид Египта. А как подобное можно было соорудить, не имея выигрыш в силе?
Винт
Если взять наклонную плоскость, обернуть ее вокруг цилиндра, то мы получим винт — простой механизм, который используется для того, чтобы что-то опускать, поднимать или обычно дабы удерживать два тела вместе.
Рисунок 5. Винт
Типичная крышка от банки или бутылки — показательный пример винта. А вот вкрутить даже маленький винтик — задача посложнее, поскольку винтовые механизмы значительно увеличивают расстояние применения силы. Чтобы сравнить, можно взять два винта и кусок поролона. Один винт в него вдавить, другой вкрутить. А теперь попробуйте вдавить винт в стену… Вот вам и выигрыш в силе.
Клин
Если представить две наклонные плоскости, сходящиеся в одной точке, выйдет то, что называется клином.
Рисунок 6. Клин
Он помогает удерживать предметы на месте, а также раскалывать тела или отделять от них части. Ножи, мечи, топоры и прочие режущие предметы по механике действия классифицируются как клинья. Кстати, на корпусе самолета они тоже есть: самолетные клинья помогают рассекать при движении воздух подобно тому, как кухонный нож прорезает свежий огурчик.
Это интересно: почему говорят «клин клином вышибают»?
Этимология фразеологизма тесно связана с тем, как в старину раскалывали массивные бревна. Одним клином с такой задачей было не справиться: забитый до упора, он лишь частично раскалывал бревно.Ни клин не достать обратно, ни дров не нарубить. Поэтому рядом с забитым клином вбивали рядом другой — так, чтобы второй заходил глубже и вышибал первый. И так до тех пор, пока деревянный брусок не расколется напополам.Вот и выходит, что клин клином вышибают в прямом смысле. Один клин вышибают вторым. И откуда только взялась распространенная речевая ошибка «клин клином вышибает»?
Структурный анализ рычажных механизмов
Проводя исследование рычажного механизма следует уделять внимание возможности выбора двух основных направлений, одно из которых связано с непосредственным анализом, другой синтезом. Оба понятия существенно отличаются друг от друга, что нужно учитывать. Структурный анализ – процесс определения структурных особенностей, который может заключаться в следующем:
Структурный анализ – процесс определения структурных особенностей, который может заключаться в следующем:
- Определении кинематической пары.
- Изучение структур групп.
- Определение особенностей связи кинематической цепи.
Сегодня анализ проводится для определения дефектов структуры, которые в дальнейшем при необходимости могут устраняться.
Каждый случай исследования по-своему уникален
В рассматриваемом случае уделим внимание плоскому рычажному механизму, характеризующийся нерациональной структурой. Его особенности заключаются в нижеприведенных моментах:
- Работоспособность механизма сохраняется исключительно при определенном соотношении длины звеньев. Образующаяся фигура в ходе построения напоминает параллелограмм.
- Для исключения вероятности эксплуатации устройства с дефектами следует точно знать о наличии или отсутствии избыточных взаимосвязях, возможности пассивного распространения и их количества. Стоит учитывать, что они могут возникать исключительно в кинематических цепях замкнутого контура.
- На сегодняшний день выделяют два основных типа контуров: замкнутые и зависимые. Независимым считается вариант исполнения, у которого хотя бы один элемент контура отличается от других.
Зависимые варианты исполнения дублируют друг друга. Для определения числа контура применяется специальная формула.
Также для исключения вероятности появления дефекта проводится расчет количества структурных групп и некоторые другие моменты. В общем можно сказать, что проводимый анализ направлен на достижение следующих задач:
- Построение различных механизмов. При этом проводится определение подвижности и маневренности, так как подобные параметры считаются основными.
- Создание плоских механизмов. Процедура подразумевает анализ состава структуры, а также определяет подвижности.
В целом можно сказать, что преследуемые цели зачастую направлены на определение возможной деформации структуры. Провести полноценный анализ можно только при всестороннем рассмотрении механизма.
Расчет рычажного механизма
1. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
.1 КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА
Рисунок 1.1 – Кинематическая схема технологической машины
= 0,25 м;= 0,80 м;= 0,62 м;= 0,70 м;
α = 19°;
β = 48°;
γ = 61°
1.2 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА
Рисунок 1.2 – Структурная схема механизма 0 -стойка, 1 -кривошип, 2 -шатун, 3 -коромысло
Таблица кинематических пар
Таблица 1.1
Обозначение | Звенья образующие пару | Тип | Класс | Относительно движение звеньев |
O | 0,1 | Низшая | 5 | Вращательное |
A | 1,2 | Низшая | 5 | Вращательное |
B | 2,3 | Низшая | 5 | Вращательное |
C | 0,3 | Низшая | 5 | Вращательное |
Подвижность механизма по формуле Чебышева
=3n – 2p5 – p4 + qпс
где n – число подвижных звеньев;- количество пар 5 класса (по таблице 1.1);- количество пар 4класса (по таблице 1.1);
qпс – число пассивных связей.
=3*3 – 2*4 – 0 + 0 = 1
В механизме одно входное звено.
Расчленяем механизм на простейшие структурные составляющие (рисунок 1.3).Звено 3 является выходным, поскольку к нему приложена сила полезного сопротивления Fпс. Тогда звено 1 – входное, а звено 2 – промежуточное.
Простейшие механизмы: экскурс в доисторическое
Представьте себе трехтысячный год до нашей эры. Действие разворачивается на территории современного графства Уилтшир в Англии. На живописных равнинах, разумеется.
Шумная ватага людей решительно тащит громадный тридцатитонный кремнистый песчаник, в то время как рядом кипит основная работа. Туда-сюда то и дело снуют крепкие ребята с бревнами. Они оперативно перекатывают и подкладывают спереди округлые деревяшки, выкатившиеся из-под камня сзади.
Одна из древнейших стройплощадок человечества — неолитический Стоунхендж.
Короче говоря, транспортировочная суета. Вот так, в нескольких словах можно описать процесс самой загадочной стройки и мистической человечества — процесс сооружения мегалитического Стоунхенджа. И никому доподлинно неизвестно, кто возвел это чудо света.
Были ли это кельтские жрецы или древние бритты, свидетели Мерлиновой бороды… Может, инопланетяне? Неизвестно даже и то, какую цель преследовали возводившие.
Археологи, историки и ученые всего мира до сих пор бьются над разгадками тайн постройки этого сооружения каменного века. Однако одно все же известно. Наши предки, еще задолго до изобретения колеса, кое-что понимали в физике. Иначе как бы им удавалось в двадцать рук перемещать на огромные расстояния объекты массой более $30~т$?
Тридцать тонн — невероятная масса. К примеру, профессиональные пауэрлифтеры способны поднимать штанги порядка массой 300-400 килограммов за подход. Что это значит? Нам пришлось бы отправить в прошлое примерно 85 натренированных спортсменов, чтобы обычной тягой сдвинуть с места неолитический валун. Да, наших предков из каменного века недооценивать не стоит. Особенно их смекалку.
Устройство и принцип действия одинарного механизма смыкания
Подобный агрегат представлен сочетанием нескольких конструктивных элементов, за счет которых обеспечивается передача и увеличение усилия. Основными деталями можно назвать:
- Две неподвижные траверсы. Их соединение проводится при помощи цилиндрической колонны.
- Крепление проводится при помощи гаек и контргаек, которые существенно повышают прочность конструкции.
- Передача усилия осуществляется за счет гидравлического цилиндра. Его крепление проводится при помощи шарниров.
- Также есть серьги.
Принцип действия механизма достаточно сложный. Характеризуется он следующим образом:
- Смещение поршня вниз в гидравлическом блоке происходит выпрямление серьги, она совмещается с горизонтальной осью.
- В результате совмещения осей происходит соединение шарниров.
- Шарниры монтируются так, чтобы при контакте расстояние между ними было меньше, чем суммарная длина обеих серег.
- Выпрямление серег происходит за счет распорного усилия.
Приведенная выше информация определяет то, что главным недостатком конструкции становятся нескомпенсированные боковые усилия, которая возникают из-за нагрузки втулок и колонн. Именно поэтому рекомендуется использовать подобный вариант исполнения только в случае передачи небольшого усилия.
Перечень неисправностей КШМ
Главные неприятности, которые могут случится с кривошипно-шатунным механизмом:
- Как шатунные, так и коренные шейки коленчатого вала подвержены износу и механическим повреждениям.
- Износ, механические повреждения и даже расплавление могут угрожать и вкладышам (подшипникам) шеек коленвала.
- «Болезни» поршневых колец – это закоксовывание не до конца сгоревшими продуктами горения (углеводороды окисляются только до углерода), их залегание и даже поломки, что может привести к фатальным последствиям.
- Цилиндропоршневая группа также подвержена износу. В современных «движках» это не так заметно, всё-таки они созданы по последнему слову техники, но у каждой детали имеется конечный ресурс.
- На днище поршня может отложиться нагар.
- В деталях могут появиться трещины, они могут прогореть, обломиться и даже расплавиться.
- Двигатель может даже заклинить.
Клин
Рассмотрим еще один инструмент: топор. Во время первого удара по бревну, топор прорезает его. Тут действует принцип ножа: небольшая площадь, большое давление (см. рис. 19)
Рис. 19. Принцип ножа
Но дальше мы бьём уже по-другому (см. рис. 20)
Рис. 20. Работа топором
Что происходит? Древесина движется вдоль лезвия топора (наклонной плоскости). На нее действует сила реакции опоры перпендикулярно поверхности лезвия (см. рис. 21), и под ее действием древесина раскалывается
Рис. 21. Клин
Топор является примером ещё одного частного случая наклонной плоскости, который называют клином
. И снова получаем выигрыш в силе и проигрыш в перемещении – топор вгоняется в бревно на несколько сантиметров, чтобы разъединить его на несколько миллиметров.
Про все виды наклонной плоскости мы можем сказать, что они дают выигрыш в силе. И чем меньше угол у основания плоскости, тем больше этот выигрыш (см. рис. 13) Известных нам математических инструментов пока не хватает, чтобы точно рассчитать этот выигрыш, но чуть позже мы научимся это делать.
Требования безопасности
Во время проектирования и монтаже шарнирного механизма берутся во внимание условий безопасности. Они в большинстве случаев зависят от сфере использования устройства, а еще свойств именно механизма
Среди свойств данного момента можно подчеркнуть следующее:
Во время изготовления должен выбираться материал, который станет подходить всем необходимым потребностям. Примером можно назвать высокую устойчивость к коррозии. Во время проектирования указывается то, какой собственно материал должен использоваться во время изготовления устройства. Часто предпочтение отдают углеродистой стали и легированным сплавам
Некоторые детали могут быть сделаны из уплотнительных и остальных материалов, все будет зависеть то определенного случая.
Во время проектирования принимается во внимание то, как происходит перераспределение нагрузки. Связывают это с тем, что в определенных местах она будет критичной.
Под энергичным элементом при подъеме тяжёлых объектов не должно находится людей, иного оборудования, а еще частей самого шарнирного механизма
Это связано с большой вероятностью падения переносимого груза.
Перед непосредственным использованием оборудования следует проводить зрительный осмотр, который дает возможность определить наличие или отсутствие повреждений. По мимо этого, должно проходит периодичное обслуживание. Даже малый дефект будет причиной большого снижения прочности шарнирного механизма. Периодичное обслуживание дает возможность значительно увеличить служебный срок устройства.
Не позволяется использовать механизм не по назначению. Перед каждым его применением исследуется надежность крепления. Нагрузка должна оказываться на конструкцию должным образом, так как в другом случае происходит ошибочное перераспределение силы. Собственно поэтому во время проектирования указывается то, как устройство должно ставиться и как применяться.
При использовании принимается во внимание то, на какую самую большую нагрузку рассчитано оборудование. Слишком больший коэффициент будет причиной, по которой происходит повреждение важных элементов. Во время проектирования принимается во внимание то, какая нагрузка может оказываться на конструкцию.
В основном, подходящее руководство по использованию устройства составляется конкретно на месте его эксплуатации в согласии с установленными нормами. Связывают это с тем, что шарнирные механизмы получили очень большое распространение, как правило ставятся в качестве составного узла иного оборудования.
При этом узел оснащен тремя важными независимыми системами:
- Гидравлическая. Данная часть монтируется в большинстве случаев для передачи усилия. Гидравлика обрела очень большое распространение, так как она необходима для непосредственной передачи усилия. Гидравлическая часть основывается на подаче специализированной жидкости, с помощью нее проходит передача усилия. Гидравлика несет с собой опасность из-за причины того, что подвижный детали могут передавать усилие. По этому все важные элементы обязаны быть защищенными от влияния внешней среды, для чего проходит установка самых разных кожухов.
- Механическая. Механика в ответе за непосредственную передачу усилия и достижения иных целей. Ошибочная работа устройства будет причиной повреждения и деформации. Механика также защищается специализированными кожухами, так как попадание чужих компонентов не позволяется.
- Электрическая. Для управления механизмом проходит установка электрической части. Она обязана быть защищена от влияния внешней среды, так как даже небольшое влияние механики будет причиной повреждения магистрали электрического снабжения.
Опасность с собой несет и электрическая часть, состоящая из конечных выключателей. Схема подсоединения учитывает применение как минимум 2-ух выключателей, устройство должно обесточиваться в случае выхода из строя одного из них.
Механическая защитная система действует путем прерывания масляной подачи в гидравлический цилиндр. При этом проходит слив масла с цилиндра в общую емкость. Такая система срабатывает даже при незначительном повреждении устройства.
Возможные проблемы и важные особенности
При работе рассматриваемого механизма велика вероятность возникновения самых различных проблем. Примером можно назвать проскок положения максимума и многие другие. Для предотвращения проблем следует:
- Проводить своевременное обслуживание.
- Соблюдать технику безопасности.
- Выполнять периодическую замену различных деталей.
Также следует уделять внимание тому, какой период смазки коленно-рычажного механизма. Только при своевременной подаче смазывающего вещества можно существенно снизить степень износа основных элементов. Стоит учитывать, что для рассматриваемого рычажного механизма требуется специальная жидкость, обладающая особыми свойствами
Стоит учитывать, что для рассматриваемого рычажного механизма требуется специальная жидкость, обладающая особыми свойствами.
Проскок положения максимума
Как выше было указано, довольно большое распространение получил случай проскока положения максимума. Среди особенностей этого момента отметим следующее:
- На момент, когда все три шарнира находится на одной линии оказывается наибольшее усилие смыкания.
- В данном положении шток вытянут максимально, неосторожные действия могут стать причиной повреждения конструкции.
- Если конструкция была настроено неправильно, то серьги проскакивают положение крайней точки. Подобное явление становится причиной, по которой шток не может вернуться в первоначальное положение.
На момент максимального перемещения штока оказывается сильное давление, за счет чего возникает вероятность деформации основных элементов. Именно поэтому проскок положения максимума приводит к механическому повреждения станка.
Оверлок
Проблема может возникать также в случае неправильной регулировки рычажного механизма. Примером можно назвать случай, когда усилия цилиндра недостаточно для открытия основных элементов. Особенности проблемы следующие:
- На колонны в большинстве случаев надеваются ленточные нагреватели.
- За счет нагрева до определенной температуры происходит удлинение колонны, за счет чего снижается степень оказываемой нагрузки.
В подобном случае запрещается открывать форму до полного открытия колонн. Это связано с тем, что возникающая нагрузка может стать причиной деформации направляющих элементов. Если они потеряют свою форму, то в дальнейшем существенно усложниться ход подвижных элементов.
Показатели качества шарнирных механизмов
Для формирования общего описания устройства используются разные показатели качества, которые могут касаться довольно различных факторов. Самыми популярными можно назвать:
КПД является наиболее основным параметром, который рассматривается при разработке довольно различных механизмов. Эта безразмерная величина определяет кол-во энергии, которая используется для достижения заданных целей с учетом потерь. Необходимо учесть тот фактор, что аналогичный критерий шарнирного механизма находится всегда меньше единицы, другими словами во время работы появляются потери. При приближении значения КПД к единице значительно уменьшаются потери, а еще увеличивается качество шарнирного механизма
Сделать расчет рассматриваемого критерия весьма не легко, так как для этого нужны очень разные формулы.
Ход механизма также принимается во внимание во время проектирования подходящего устройства. Ход устанавливается начальной и конечной точкой
При этом необходимо учесть, что в большинстве случаев выполнить расчеты весьма не легко, так как траектория движения может быть криволинейной.
Угол размаха коромысла меряется путем вычитания 2-ух крайних точек положения на момент работы. Во многих случаях устройство совершает повторяющееся цикличное движение.
Показатель, отражающий неравномерность распределения средней скорости. Данный показатель устанавливается соотношением времени хода в холостую к рабочему. Провести необходимые расчеты возможно лишь при применении формул, а еще построении чертежа.
Угол давления и передачи. Аналогичный параметр представлен соотношением острого угла между векторной энергичной силы, которая действует на предшествующем звене.
Каждый параметр рассматриваемые по отдельности, после этого составляется оценочный анализ, отражающий общее состояние механизма.
Действие простых механизмов
Как было указано выше, простые механизмы предназначены для преобразования вектора силы. Но, делают они это по-разному.
Наклонная плоскость
Действие наклонной плоскости заключается в том, что при движении вдоль нее, возникает сила реакции опоры, перпендикулярная этой плоскости, которая, как правило, больше силы, продвигающей тело.
Рис. 1. Наклонная плоскость h L.
Без учета трения выигрыш в силе $\alpha$ при равной высоте подъема $h$ будет пропорционален длине наклонной плоскости $L$:
$$\alpha = {L\over h}$$
Для компенсации силы тяжести при вертикальном подъеме тела массой 1кг требуется прилагать усилие $F=mg=9.8Н$. Однако, если на каждый метр подъема использовать наклонную плоскость длиной 10м, то потребуется усилие:
$$F’ = {F\over \alpha}= {Fh\over L}=0.98 Н$$
Винт – это та же наклонная плоскость, свернутая вокруг вертикальной оси, что позволяет значительно уменьшить ее габариты.
Рычаг
Рычаг – это твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры, и имеет две разные точки приложения сил. Отрезки, соединяющие точки приложения сил с опорой, называются плечами рычага.
Рис. 2. Рычаг физика.
Если длины плеч рычага равны $l_1$ и $l_2$, а силы, приложенные к ним, соответственно равны $F_1$ и $F_2$, то условие равновесия рычага выражается формулой, которую можно использовать для определения неизвестной силы:
$${F_1 \over F_2} ={l_2 \over l_1}$$
То есть, если первое плечо будет иметь длину 3м, а второе 1м, то с помощью силы 10Н, приложенной к первому плечу можно создать на втором плечо усилие:
$$F_2 =F_1{l_2 \over l_1}=10{3 \over 1}=30Н$$
Блок – это, фактически, такой же рычаг с фиксированными длинами плеч. Для неподвижного блока плечи равны, для подвижного – одно плечо вдвое длиннее второго.
Простые механизмы используются не только человеком, но и Природой. Клювы многих птиц имеют форму клина, позволяющего добывать насекомых, раздвигая относительно небольшим усилием плотные древесные волокна. Примерами рычага являются конечности позвоночных. За счет свойств рычага совсем небольшое сокращение мышцы животного преобразуется в значительный размах конечности.
Рис. 3. Рычаг в живой природе.
Что мы узнали?
Простые механизмы – это приспособления, служащие для преобразования вектора силы. К простым механизмам относится наклонная плоскость (клин, винт) и рычаг (ворот, блок). Широкое применение простых механизмов обуславливается их простотой и эффективностью.
/10
Вопрос 1 из 10
Цилиндровые замки с фалевой защелкой
Врезной замок с защелкой функционален, удобен в использовании.
Цилиндровые замки с фалевыми защелками закрываются под механическим воздействием. Она является вспомогательным элементом запорного механизма. Фалевая защелка бывает с фиксатором язычка и без него, с одной или двумя ручками. Такие замки часто используют в жилых и производственных помещениях.
Фалевые ручки используют для входных и межкомнатных дверей. В ней нет никакой функциональной особенности, это скорей элемент декора. Удобство в том, что при изменении интерьера, чтобы замыкающее устройство вписалось в образ – достаточно подобрать ручку по стилю.
Ручки для входных дверей устойчивы к внешним воздействиям, выполнены из прочных материалов (если сравнивать с межкомнатными).
По типу нажатия ручки бывают:
- Нажимные (для входных дверей).
- Поворотные (для межкомнатных дверей).
Нажимная ручка тоже подойдёт для межкомнатных конструкций. Выбор зависит от предпочтений покупателя.
Процесс наполнения бачка
В случае, когда на схеме бачка унитаза подающий шланг находится сбоку, уровень воды корректируют путем изменения параметра спицы, у которой на конце имеется поплавок. Иногда в моделях унитаза вместо спицы задействуют толстую латунную проволоку. Чем выше будет поплавок, тем больший объем жидкости поступит в резервуар.
Производители сантехники все чаще меняют металлические элементы на пластиковые изделия. Но их сгибать невозможно, так как они поломаются. В данном случае в схеме сливного бачка унитаза предусмотрено перемещение поплавка вдоль шпильки вверх или вниз, в результате чего объем жидкости меняется в большую или меньшую сторону.
При проведении данной работы с бачка нужно снять крышку с закрепленной кнопкой. В некоторых приборах она подсоединена жестко к смывному клапану
Чтобы не допустить поломки, конструкцию сливного бачка унитаза с кнопкой нужно разбирать максимально осторожно
Предлагаем ознакомиться Как убрать запах из стиральной машинки автомат в домашних условиях: 5 способов
Сначала на кнопке выкручивают зажим и только тогда убирают крышку. Когда поплавок находится сверху, но не перекрывает водный поток, неисправность возникла в результате некорректной работы впускного клапана. Эту деталь разбирают, прочищают и собирают обратно или приобретают новую.
4.3 Расчёт параметров зубчатых колёс
Рассчитываем смещение колёс
Так как , то
Так как , то
Коэффициент суммы смещений
(4.15)
где, – смещение 1-го колеса
– смещение 2-го колеса
Определим угол зацепления по формуле
(4.16)
где, , – эвольвентная функция углов и
Межосевое расстояние определим по формуле
(4.17)
где, – модуль зубчатой передачи
Определим делительные диаметры
(4.18)
Делительное межосевое расстояние
(4.19)
Коэффициент воспринимаемости смещения
(4.20)
где, – межосевое расстояние,
– делительное межосевое расстояние,
Коэффициент уравнительного смещения
(4.21)
Определим радиусы начальных окружностей
(4.22)
Радиусы вершин зубьев
(4.23)
где, – коэффициент высоты головки зуба
Радиусы впадин зубьев
(4.24)
где, – коэффициент радиального зазора
Высота зуба
(4.25)
Толщины зубьев по делительной окружности
(4.26)
Радиусы основных окружностей
(4.27)
Углы профиля в точке на окружности вершин
(4.28)
Толщины зубьев по окружности вершин
(4.29)
Проверим зубья на заострение
(4.30)
Зубья удовлетворяют условию заострения
Угловой шаг зубьев
(4.31)
Рычаг в физике
Несмотря на то что речь идет о простом механизме, он все же имеет свои составные части. Во-первых, это балка или доска, которая предназначена для воздействия на нее двух противоположных сил. Во-вторых, это опора, которая, с геометрической точки зрения, представляет собой ось вращения, вокруг которой может двигаться балка. В зависимости от расположения опоры под балкой различают три типа рычага, которые будут рассмотрены ниже.
Еще одним важным понятием для любого рычага является “плечо”. Под ним понимают часть балки, которая находится между ее концом и опорой при условии, что воздействующие силы приложены к концам балки. Длина плеча играет важную роль при определении условий равновесия рычага.
Рычаг предназначен для преобразования силы в перемещение или, наоборот, перемещения в силу. Другими словами, рассматриваемый простой механизм, используется для перераспределения работы, которую следует выполнить, в пользу приложенной силы или в пользу осуществляемого перемещения. Рисунок ниже показывает пример рычага первого рода.
Структурный анализ механизма
Целью
структурного анализа механизма является определение количества звеньев и
кинематических пар, классификация последних, определение подвижности пар и
степени подвижности механизма, а также выделение в нем структурных групп –
кинематических цепей, у которых число входов совпадает с числом степеней
подвижности.
1) Звенья
механизма: 1 – кривошип; 2 – звено AKD; AK-кулиса; 3 – камень кулисы; 4 – шатун DE;
5 – ползун E.
Рис.1.1. Схема механизма
2) n = 1 (один вход О–А).
3) Граф
механизма:
Рис.1.2. Граф
механизма
4) Число
подвижных звеньев механизма N = 5; количество
кинематических пар совпадает с числом подвижностей пар P
= S = 7.
5) K = P – N = 2, т.е. два независимых контура.
6) Число
степеней подвижности по формуле Чебышева W = 3N – 2pн – pв = 3.5 – 2.7 = 1
7)
W =
n, то есть рассматривается нормальный механизм.
8) В
плоскости движения нет избыточных связей и лишних подвижностей.
9) Разделение
графа механизма на подграфы, соответствующие структурным группам.
Рис.1.3. Структурный
граф механизма
10) Структурный
граф механизма
Рис.1.4. Структурный
граф механизма
Механизм образован следующим
образом: к стойке присоединяется однозвенная одноподвижная группа (звено 1) и
две двухзвенные группы Ассура – ВПВ (звенья 2 и 3) и ВВП (звенья 4 и 5).
Кинематический анализ механизма
3.1.
Аналитическое определение аналогов скоростей и ускорений
1) Дифференцируя
уравнения геометрического анализа для группы I (кривошипа) по q, мы получаем
аналог скорости точки A:
Дифференцируя уравнения второй
раз, мы получаем аналог ускорения точки A:
2) Дифференцируя
первое уравнение геометрического анализа для группы ВПВ по q,
мы получаем следующее:
Напомним выражение для AC:
Тогда 
.
Сразу же определим :
Отсюда мы можем найти аналог
угловой скорости :
Приведём к более удобному для
второго дифференцирования виду:
Дифференцируя уравнение второй
раз, мы получаем следующее:
Отсюда мы можем найти аналог
углового ускорения :
Требования безопасности
При проектировании и монтаже рычажного механизма учитываются требований безопасности. Они во многом зависят от области применения устройства, а также особенностей самого механизма.
Среди особенностей этого момента можно отметить следующее:
- При изготовлении должен подбираться материал, который будет соответствовать всем требованиям. Примером можно назвать высокую коррозионную стойкость. При проектировании указывается то, какой именно материал должен применяться при изготовлении устройства. Часто отдается предпочтение углеродистой стали и легированным сплавам. Некоторые элементы могут быть изготовлены из уплотнительных и других материалов, все зависит то конкретного случая.
- При проектировании учитывается то, каким образом происходит перераспределение нагрузки. Это связано с тем, что в некоторых местах она будет критической.
- Под активным элементом при подъеме тяжелых объектов не должно находится людей, другого оборудования, а также частей самого рычажного механизма. Это связано с высокой вероятностью падения переносимого груза.
- Перед непосредственным применением оборудования следует проводить визуальный осмотр, который позволяет определить наличие или отсутствие повреждений. Кроме этого, должно проводится периодическое обслуживание. Даже незначительный дефект может стать причиной существенного снижения прочности рычажного механизма. Периодическое обслуживание позволяет существенно продлить срок службы устройства.
- Запрещается применять механизм не по предназначению. Перед каждым его использованием проверяется надежность крепления. Нагрузка должна оказываться на конструкцию соответствующим образом, так как в противном случае происходит неправильное перераспределение силы. Именно поэтому при проектировании указывается то, каким образом устройство должно устанавливаться и как использоваться.
- При применении учитывается то, на какую максимальную нагрузку рассчитано оборудование. Слишком высокий показатель может стать причиной, по которой происходит повреждение основных элементов. При проектировании учитывается то, какая нагрузка может оказываться на конструкцию.
Как правило, соответствующее руководство по применению устройства составляется непосредственно на месте его эксплуатации в соответствии с установленными нормами. Это связано с тем, что рычажные механизмы получили весьма широкое распространение, могут устанавливаться в качестве составного узла другого оборудования.
При этом узел оборудован тремя важными независимыми системами:
- Гидравлическая. Эта часть устанавливается в большинстве случаев для передачи усилия. Гидравлика получила весьма широкое распространение, так как она предназначена для непосредственной передачи усилия. Гидравлическая часть основана на подаче специальной жидкости, при помощи которой проводится передача усилия. Гидравлика несет с собой опасность по причине того, что подвижный элементы могут передавать усилие. Поэтому все основные элементы должны быть защищены от воздействия окружающей среды, для чего проводится установка различных кожухов.
- Механическая. Механика отвечает за непосредственную передачу усилия и достижения других целей. Неправильная работа устройства может стать причиной повреждения и деформации. Механика также защищается специальными кожухами, так как попадание посторонних элементов запрещается.
- Электрическая. Для управления механизмом проводится установка электрической части. Она должна быть защищена от воздействия окружающей среды, так как даже незначительное механическое воздействие может стать причиной повреждения магистрали электроснабжения.
Опасность с собой несет и электрическая часть, которая состоит из конечных выключателей. Схема подключения предусматривает использование как минимум двух выключателей, устройство должно обесточиваться в случае выхода из строя одного из них.
Механическая система защиты действует путем прерывания подачи масла в гидравлический цилиндр. При этом проводится слив масла с цилиндра в общую емкость. Подобная система срабатывает даже при незначительном повреждении устройства.
