Novikov-utstyr: GOST, design, applikasjon

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Mange bevegelige mekanismer er utformet på en slik måte at overføring av energi direkte fra drivenheten til det utøvende organet er umulig. I noen situasjoner er motoren og den drevne enheten strukturelt plassert langt fra hverandre og forskjøvet fra hverandre. I andre tilfeller må energien først konverteres: reduser eller øk motorturtallet, endre rotasjonsretningen eller snu rotasjonsbevegelsen til translasjon.

Deretter kreves det noen mellomliggende mekanismer for å overføre eller transformere denne energien. Et av hovedelementene som brukes til dette formålet er tannhjul. De brukes over alt hvor det kreves betydelig kraftoverføring samtidig som de opprettholder en kompakt enhet og lang levetid - enten det er en bilgirkasse, en fiskestangsnelle eller en vannkraftturbin.

Hva er overføringene

Det finnes mange varianter av gir. De er klassifisert i henhold til følgende kriterier:

• retning for bevegelsesoverføring - sylindrisk, orm,konisk;
• siden av hjulet som tennene er kuttet på - intern eller ekstern giring;
• tennene retning - rett, skrå, chevron;
• shape of teeth - cykloid og involutt utstyr, Novikov-engasjement.

Cycloid giring

Denne teknologien ble patentert i 1931 av den tyske ingeniøren Lorenz Braren. Dessverre har den betydelige ulemper.

1. Vanskelig å produsere - hvert hjul kuttes med et separat girskjæreverktøy.
2. Ekstremt høy følsomhet for endringer i senteravstand. Denne typen inngrep krever med andre ord høyeste presisjon i produksjon og installasjon, og ved den minste mekaniske skade svikter den.
3. Vanskeligheter med å reparere på grunn av manglende standardisering av slike engasjementer.

Fordelen med dette utstyret er at belastningen i kontaktpunktet for tennene reduseres kraftig på grunn av deres avrundede form, noe som resulterer i større holdbarhet på delene.

Som et resultat av dette har den cykloidale forbindelsen funnet sin anvendelse i et ganske sm alt industrifelt - i produksjon av klokker og andre presisjonsinstrumenter, enkelte typer kompressorer og pumper.

Involutt type

Denne typen tanndesign ble foreslått av den berømte mekanikeren og matematikeren Leonhard Euler i 1760 og er den mest brukte i industrien.

I et tannhjulspar kalles vanligvis en del med mindre diameter et tannhjul, og en del med et stort kalles et hjul. PÅevolvent forbindelse, tennene har en profil med konvekse kanter. Det er det samme for både gir og hjul. Av dette følger den viktigste økonomiske fordelen med involutt giring: lav kompleksitet ved produksjon av deler samtidig som tilstrekkelig nøyaktighet og følgelig høy produktivitet opprettholdes. Disse hjulene krever ikke komplisert utstyr for å produsere, og kvaliteten er enkel å kontrollere.

Denne forbindelsen har en annen ubestridelig fordel knyttet til tilstedeværelsen av en menneskelig faktor i produksjonen: involutte tenner er ufølsomme for endringer i senteravstanden, hvis deres engasjement ikke avbrytes. Enkelt sagt, slike hjul "tillater" noen unøyaktigheter i både produksjon og installasjon uten stort tap i ytelse.

Involutt gir gir også girene lang levetid på grunn av at overflatene på tennene, som har en konveks form, ruller over hverandre. På grunn av dette reduseres overflatenes friksjon betydelig, det vil si at slitasjen på deler minimeres.

Opprettelse av Novikov-overføringen

Noen ganger må du overføre et veldig høyt dreiemoment og samtidig ikke gå utover en viss størrelse og vekt på mekanismen. Under disse forholdene kan det hende at den evolvente forbindelsen ikke er pålitelig nok - på grunn av høye kontaktspenninger i kontaktpunktet for tennene kan de raskt svikte.

Her kommer den såk alte sirkelskruen til hjelpengasjement. Den ble utviklet i 1954 av den sovjetiske ingeniøren og oppfinneren M. L. Novikov. Han kom til denne avgjørelsen ved å undersøke problemene som oppsto ved utforming av tunge, men relativt trege maskiner som traktorer og tanker.

Denne teknikken har en stor masse, som krever overføring av passende dreiemoment fra motoren gjennom girkassen til hjulene eller belterullene. Involvente tenner er ikke alltid opp til oppgaven.

Hva er fordelene med å åpne…

Det er opprettet en forbindelse der tennene på tannhjulet og hjulet er henholdsvis konvekse og konkave. På grunn av dette ble det oppnådd en betydelig økning i kontaktflaten til tennene, siden tannhjulstennene og fordypningene mellom dem ved hjulet har svært nære radier.

Dermed ble spenningen ved kontaktpunktet redusert. Dette gjorde det mulig, avhengig av de spesifikke omstendighetene, enten å redusere størrelsen på mekanismen betydelig samtidig som verdien av den overførte kraften ble opprettholdt, eller, mens de eksisterende dimensjonene og vekten ble opprettholdt, å øke belastningen på forbindelsen betydelig uten frykt for et tidlig sammenbrudd.

…og dens feil

I motsetning til den involutte forbindelsen, hvor to konvekse flater berører hverandre, danner de konvekse og konkave delene i Novikov-gir en nesten integrert helhet når de kobles sammen. På grunn av dette øker friksjonen mellom tennene betydelig, noe som påvirker deres holdbarhet. Selv om det i tilfelle av lavhastighetsmaskiner, som i utgangspunktet ogen sirkulær skruforbindelse ble utviklet, denne faktoren er ikke så viktig.

I tillegg stiller denne designen, i likhet med cycloid-giret, høye krav til kvalitet på utførelse og monteringspleie, siden brudd på senteravstanden kan føre til katastrofale konsekvenser.

Før Novikov var det allerede gjort en rekke forsøk på å forbedre utformingen av engasjementet, men bare han klarte å utvikle en levedyktig teknologi. Etter noen forbedringer ble den introdusert i mange bransjer.

Forbedre oppfinnelsen

Det er to typer Novikov-lenker tot alt:

• med én berøringslinje (kan være prepolar og polar);
• med to berøringslinjer (dozapole).

I den første typen har tennene på tannhjulet og hjulet samme krumning langs hele konturen. Med en polar forbindelse er profilen til drivhjulet konveks, og det drevne hjulet er konkavt. Med prepolar - omvendt. Denne forbindelsen ble direkte utviklet av Mikhail Novikov, som mottok Leninprisen for dette.

Det ble imidlertid raskt klart at produksjon av gir av denne typen er teknologisk ganske vanskelig. Siden hjulene ikke er like, men har forskjellige tannkutt, kreves det to forskjellige utstyrsdeler for å lage et hjulpar, noe som ikke er særlig økonomisk.

Forskning i denne retningen har begynt. Resultatet deres var utviklingen av dozapoleny giring, der tennene på hjulet og giret er de samme,men de har en konveks kontur nærmere toppen og en konkav nærmere basen, med en jevn overgang mellom dem. Dette oppnådde ikke bare forening av produksjonen av deler, men det ble også funnet ut at slike gir har mye større bæreevne enn forbindelser med én innkoblingslinje.

Distribusjon av ny utvikling

Mikhail Novikovs utstyrsordning ble opprinnelig utviklet for tungt, inkludert militært utstyr, og begynte å spre seg raskt over mange bransjer. Lugansk maskinbyggingsanlegg i Ukraina var det første på territoriet til det tidligere Sovjetunionen som produserte produkter ved hjelp av den nye teknologien.

andre.

Utland er også aktivt interessert i denne utviklingen. Japan utvikler for sin implementering i bilindustrien, og England og USA er heller ikke utelatt. Oppfinnelsen av en sovjetisk vitenskapsmann kan godt gå til å erobre universet: internasjonale organisasjoner finansierer forskning på bruken av Novikov-utstyret i romferger, sonder og annet utstyr.

Brukssfærer for roterende skrueteknologi

For det meste har denne utviklingen blitt implementert på følgende områder:

• trekkutstyr for ulike tunge kjøretøy - trolleybusser, busser, trikker, helikoptre);
• pumpeenheter og annet oljeindustriutstyr;
• kullgruvemaskineri;
• gir- og reisekrangirkasser.

Det finnes også spesiallagre laget med Novikov-gir som har tre ganger så mye lastekapasitet som konvensjonelle lagre.

Produksjon av Novikov-gir og forskriftsdokumenter

Spesialutstyr ble utviklet for å kutte tenner i produksjonen av Novikovs engasjement - en freser. Dette verktøyet har en ganske høy kostnad, siden det stilles høye krav til nøyaktigheten av produksjonen av gir. Et lite avvik - og den ideelle harmonien i kontaktkonturene, som sikrer høy girlevetid og overført kraft, vil ikke lenger bli observert.

Siden kvaliteten på både selve tennene og kutterne for å kutte dem er underlagt spesielt høye krav, er det utviklet egne statlige standarder for å kontrollere produksjonen. For selve Novikov-engasjementet - GOST 17744-72, for skjærende verktøy - GOST 16771-81.

Det nye prinsippet for produksjon av tenner, utviklet av M. L. Novikov, ble anerkjent ikke bare på territoriet til det tidligere USSR, men også i mange andre land.