Vev-stang-mekanisme

I mekanikk er den roterende trykksveivmekanismen , vanligvis kjent som vevstang - sveivmekanismen , et system for å transformere vekslende rettlinjet bevegelse til sirkulær bevegelse og vice versa.

Komposisjon og type

Denne mekanismen består av tre elementer:

Veiv kobles med et rotasjonsmoment (veivaksel) til rammen og til den store enden
Vevstang er koblet til sveiven og stempeltappen
Crosshead eller Slider er elementet som unngår overføring av sidekrefter til stempelet, slik at den lille enden glir langs en rett linje; som kobler koblingsstangen til stempelet, noe som gjør at stempelet kun utsettes for krefter langs glideaksen

Alternativt kan den lille enden settes direkte i forbindelse med stempelet, uten bruk av krysshodet, dette er faktisk det klassiske tilfellet med større anvendelse av mekanismen.

Videre, avhengig av hvordan glideaksen til stempelet er arrangert, kan sveivmekanismen være: [1]

Sentrert , dvs. aksen som stempelet glir på, krysser veivakselens akse.
Off -center eller Oblique når denne aksen ikke skjærer aksen til motorakselen, men er forskjøvet av aksen.

Fordeler og ulemper med mekanismen

Med dette systemet har du følgende fordeler:

Mindre bulk , sleiden er et element som krever sitt eget skyvesete og som øker størrelsen på mekanismen.
Lavere vekt , krever færre deler og er de som brukes mindre, er systemet lettere.

Med dette systemet er det en ulempe:

Ovalisering av stempelsetet , dette fenomenet er viktig fremfor alt i termiske motorer eller i systemer der behandling av en væske er påkrevd, hvor størst mulig tetning av stempelet og best mulig pålitelighet over tid søkes, men det er irrelevant i maskineri der denne mekanismen bare tjener til transformasjon av en bevegelse fra roterende til lineær, slik som brytere.

Funksjoner

Lengden på den rettlinjede bevegelsen C (se figuren), dvs. stempelslaget, er dobbel lengden på sveiven (rotasjonsradius ) M.

Som det kan sees øverst på figuren, hvor konstante økninger i svingens rotasjonsbue er representert, er forskyvningene til den store enden ikke proporsjonale med buen som foten beveger seg; relasjonen er sinusformet, faktisk hvis vi kaller B lengden på vevstangen, C slaget til den lille enden, α vinkelen fra sveiven, og β vinkelen som koblingsstangen danner med sylinderaksen, resulterer det i

{\ displaystyle \; \ C = M + B- (M \ cos \ alpha + B \ cos \ beta) = M (1- \ cos \ alpha) + B (1- \ cos \ beta)}

hvor β avhenger av vinkelen til sveiven α :

{\ displaystyle \; \ M \ mathrm {sen} \ alpha = B \ mathrm {sen} \ beta}

og derfor

{\ displaystyle \ mathrm {sen} \ beta = {\ frac {M} {B}} \ mathrm {sen} \ alpha}

Generelt er forholdet mellom kraneradius og vevstanglengde indikert med:

{\ displaystyle \ lambda = {\ frac {M} {B}}}

og derfor, fra formlene for trigonometri :

{\ displaystyle \ cos \ beta = {\ sqrt {1- \ mathrm {sen} ^ {2} \ beta}} = {\ sqrt {1- \ lambda ^ {2} \ mathrm {sen} ^ {2} \ alfa}}}

og til slutt, ved å erstatte den forrige i uttrykket C , får vi loven om forskyvningen av stempelet i forhold til veivvinkelen:

{\ displaystyle \; \ C = M (1- \ cos \ alpha) + B (1 - {\ sqrt {1- \ lambda ^ {2} \ mathrm {sen} ^ {2} \ alpha}})}

Derimot er banens forløp identisk både i ut- og i returbevegelsen, i motsetning til for eksempel den rette glyphen eller det skrå vevstang-sveivsystemet.

Nederst på bildet er det i stedet mulig å se representasjonen av et skrå vevstang-sveivsystem, hvor posisjonen til dødpunktene ikke er like langt, samt koblingsstangens helning, dette gjør det mulig å redusere sidetrykket og følgelig friksjonen på en fase (vanligvis nedstigningsfasen) til skade for den andre (vanligvis oppstigningsfasen).

Bruk

Det er mye brukt i en rekke mekaniske elementer, hvor de vanligste er:

Alternative stempelmotorer ( endotermiske og ikke ), mye brukt i bil- og motorsykkelfelt
Lukkesystemer for støpepresser
Verktøymaskiner , for eksempel hammere eller forfølgere

Grensetilfeller

Ved bruk av relativt korte koblingsstenger skjer det en forskyvning av maksimal hastighet mot TDC, med en reduksjon i hastighet nær PMI, mens gjennomsnittshastigheten forblir den samme 'veivakselen (derfor lik sveiven), som gir en hastighet lik veiva. null fra 90 ° etter TDC opp til 90 ° etter PMI, med en plutselig overgang fra null hastighet til maksimal hastighet.

Lignende systemer

Vevstangsystemet over tid har presentert noen variasjoner som Atkinson-syklusen eller andre systemer som endrer stempelhastigheten avhengig av driftsfasen til motoren [2] eller som stammer fra Atkinson-systemet, for eksempel ExLink-systemet ( Extended Expansion Linkage Engine) [3]

Andre systemer innebærer bruk av to motroterende veivaksler og to koblingsstenger per stempel, og skaper effektivt en dobbel skrå sveivmekanisme, der stempelet, som er koblet til to koblingsstenger som har en speilhelling, reduserer om ikke kansellerer sidekreftene som skyv stempelet mot sylinderforingen, reduserer friksjonen og reduserer slitasjen på stempelet og sylinderen, disse to koblingsstengene er koblet til to respektive veivaksler, som er motroterende også i stand til å utføre funksjonen til å balansere akselen, og effektivt kansellere vibrasjoner av første orden.

Andre varianter innebærer bruk av en "Y" koblingsstang for 4 stempler, takket være bruk av to vippearmer og 8 koblingsstenger, er dette mulig takket være hoved "Y" koblingsstangen som beveger de to sentrale stemplene, som er koblet ved hjelp av koblingsstenger til de to vippearmene knyttet til sylindrene eller basen og ved hjelp av de siste koblingsstengene er de koblet til stemplene til de to sidesylindrene.

Merknader

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Wikimedia Commons inneholder bilder eller andre filer på koblingsstang-sveivmekanisme

Eksterne lenker

vevstang -sveiv , på edutecnica.it .
Vevstang og veivaksel , på negusweb.it .