Krank mekanisme

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 10. februar 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Krumtapmekanismen (KShM) er designet til at konvertere stemplets frem- og tilbagegående bevægelse til rotationsbevægelse (for eksempel til rotationsbevægelsen af krumtapakslen i forbrændingsmotorer) og omvendt. KShM dele er opdelt i to grupper, disse er bevægelige og faste dele:

Bevægelig: stempel med stempelringe, stempelstift , plejlstang , krumtapaksel med lejer eller krumtap , svinghjul .
Stationær: cylinderblok (er basisdelen af en forbrændingsmotor ) og er en almindelig støbning med krumtaphus , cylinderhoved, svinghjul og koblingshus, nedre krumtaphus ( sump ), cylinderforinger, blokdæksler, fastgørelseselementer, blokdækselpakninger, beslag, halvringe krumtapaksel.

Sådan virker det

Direkte skema: Stemplet under påvirkning af gastryk foretager en translationsbevægelse mod krumtapakslen. Ved hjælp af kinematiske par "stempelforbindelsesstang" og "plejlstangsaksel" omdannes stemplets translationsbevægelse til rotationsbevægelse af krumtapakslen. Krumtapakslen består af:

plejlstænger
rodhalse
modvægt

Omvendt diagram: Krumtapakslen udfører under påvirkning af et påført eksternt drejningsmoment en rotationsbevægelse, som gennem den kinematiske kæde "akselforbindelsesstang-stempel" omdannes til en translationsbevægelse af stemplet.

Typer og typer af KShM

Central KShM, hvor cylinderens akse skærer krumtapakslens akse.
Offset KShM, hvor cylinderaksen er forskudt i forhold til krumtapakslens akse med en mængde;
En V-formet KShM (inkl. med bugseret plejlstang), hvor to plejlstænger, der fungerer på venstre og højre cylinder, er placeret på den ene krumtapaksel.

I henhold til forholdet mellem slaglængde og stempeldiameter skelner de:

kort slag [1] (S/D<1) KShM;
langt slag (langt slag) (S/D>1) KShM.

I biler med højhastigheds forbrændingsmotorer råder en kort-takts-ordning.

Ved tilstedeværelsen af lateral kraft på KShM-muffen sker det:

stamme [2] (med sidekraft);
krydshoved [3] (ubelastet stempel);

Historie

I naturen

Græshoppernes baglemmer er en krumtapmekanisme med ufuldstændig rotation.
Låret og underbenet på en menneske- og android- robot repræsenterer også en krumtapmekanisme med en ufuldstændig drejning.

I Romerriget

Det tidligste bevis for en håndsving kombineret med en plejlstang på en maskine er fra et savværk fra Hierapolis , 3. århundrede e.Kr., romertiden, og byzantinske stenskæringssavværker i Geras , Syrien og Efesos , Lilleasien (6. århundrede e.Kr.). [4] Et andet sådant savværk kan have eksisteret i det 2. århundrede e.Kr. e. i den romerske by Augusta Raurica (moderne Schweiz), hvor man fandt en metalsving. [5]

Bevægelsesligningerne for stemplet (for den centrale krumtapaksel)

Definitioner

l - plejlstangslængde (afstand mellem plejlstangsaksel og krumtapaksel)
r - krumtapradius ( afstand mellem krumtapaksel og centrum af krumtappen, det vil sige halvdelen af stempelslaget A - krumtappens drejningsvinkel (fra "øverste dødpunkt" til "nederste dødpunkt") x er positionen af plejlstangsaksen (fra midten af krumtappen langs cylinderens akse) v er hastigheden af plejlstangsaksen (fra midten af krumtappen langs cylinderens akse) a er accelerationen af plejlstangsaksen (fra midten af krumtappen langs cylinderens akse) ω er krumtappens vinkelhastighed i radianer pr. sekund (rad/sek.)

Vinkelhastighed

Håndsvingets vinkelhastighed i omdrejninger pr. minut (RPM):

\omega ={\frac {2\pi \cdot \mathrm {RPM} }{60}}

Relationer i en trekant

Som vist i diagrammet danner krumtapcentrum, krumtapaksel og plejlstangsaksel en NOP-trekant.
Af cosinussætningen følger det:

l^{2}=r^{2}+x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \cos A

Ligninger i forhold til krumtappens vinkelposition (for den centrale krumtapaksel)

Ligninger, der beskriver stemplets cykliske bevægelse i forhold til krumtappens rotationsvinkel.
Eksempler på grafer af disse ligninger er vist nedenfor.

Position

Position i forhold til krumtappens vinkel (ved at konvertere relationer i en trekant):

l^{2}-r^{2}=x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \cos A

l^{2}-r^{2}=x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \cos A+r^{2}[(\cos ^{2}A+\sin ^{2}A)-1]

l^{2}-r^{2}+r^{2}-r^{2}\sin ^{2}A=x^{2}-2\cdot r\cdot x\cdot \ cos A+r^{2}\cos ^{2}A

l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A=(xr\cdot \cos A)^{2}

xr\cdot \cos A={\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A))

{\displaystyle x=r\cos A+{\sqrt {l^{2}-(r\sin A)^{2))))

Hastighed

Hastighed i forhold til krumtappens rotationsvinkel (den første afledte tages ved hjælp af den komplekse funktionsdifferentieringsregel ):

{\begin{array}{lcl}x'&=&{\frac {dx}{dA}}\\&=&-r\sin A+{\frac {\left({\frac {1} {2}}\right)\cdot (-2)\cdot r^{2}\sin A\cos A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A} }}\\&=&-r\sin A-{\frac {r^{2}\sin A\cos A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2} A}}}\end{array}}

Acceleration

Acceleration med hensyn til krumtapvinklen (anden afledet taget ved brug af sammensatte funktionsdifferentieringsregel og delregel ):

{\begin{array}{lcl}x''&=&{\frac {d^{2}x}{dA^{2}}}\\&=&-r\cos A-{\ frac {r^{2}\cos ^{2}A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A))}-{\frac {-r^{2 }\sin ^{2}A}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A}}}-{\frac {r^{2}\sin A\cos A \cdot \left(-{\frac {1}{2}}\right)\cdot (-2)\cdot r^{2}\sin A\cos A}{\left({\sqrt {l^{ 2}-r^{2}\sin ^{2}A}}\right)^{3}}}\\&=&-r\cos A-{\frac {r^{2}(\cos ^ {2}A-\sin ^{2}A)}{\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A))}-{\frac {r^{4}\ sin ^{2}A\cos ^{2}A}{\left({\sqrt {l^{2}-r^{2}\sin ^{2}A}}\right)^{3}} }\end{array}}

Et eksempel på grafer for stempelbevægelser

Grafen viser x, x', x" versus krumtapvinklen for forskellige krumtarmsradier, hvor L er krumtaplængden (l) og R er krumtapradius (r) :

Animation af stempelbevægelsen med en plejlstang af samme længde og med en krumtap med variabel radius i grafen ovenfor:

Ansøgning

Krumtapmekanismen bruges i forbrændingsmotorer , stempelkompressorer , stempelpumper , symaskiner , krumtappresser og til at drive skodderne i nogle lejligheder og sikre døre. Også krumtapmekanismen blev brugt i stangklippere .

Se også

Forbrændingsmotor

Andre måder at konvertere rotationsbevægelse til retlinet

Her var muligheden for at skifte Heuken.

Noter

↑ Korttaktsmotor / M. A. Latin // Konda - Kun. - M . : Soviet Encyclopedia, 1973. - ( Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / chefredaktør A. M. Prokhorov ; 1969-1978, bind 13).
↑ Trunk motor // Tardigrades - Ulyanovo. - M . : Soviet Encyclopedia, 1977. - ( Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / chefredaktør A. M. Prokhorov ; 1969-1978, bind 26).
↑ Crosshead-motor / V.I. Efanov // Konda-Kun. - M . : Soviet Encyclopedia, 1973. - ( Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / chefredaktør A. M. Prokhorov ; 1969-1978, bind 13).
↑ 1 2 Ritti, Tullia; Grewe, Klaus; Kessener, Paul (2007), "A Relief of a Water-powered Stone Saw Mill on a Sarcophagus at Hierapolis and its implikations", Journal of Roman Archaeology, 20, s. 138-163
↑ Schioler, 2009

Litteratur

Schioler, Thorkild. Die Kurbelwelle von Augst und die römische Steinsägemühle: [ eng. ] // Helvetia Archaeologica : J. - 2009. - Vol. 40, nr. 159/160. - S. 113-124.
Grabovsky, A. A. Kinematik af en krumtapmekanisme med to krumtapaksler // Izvestiya MSTU MAMI. - 2009. - Nr. 2 (8). — s. 56–63.

Links

Konvertering af rotationsbevægelse til retlinet . Tool-land.ru . Hentet: 26. juli 2019. (Russisk)
Krankmekanisme (KShM) . carspec.info . Hentet: 26. juli 2019. (Russisk)

Mekanismer
Roterende	mekanisk transmission dentat planetarisk bølge lænke bælte friktionsbestemt cykloidal kardan Konstant hastighed led Mekanisk kobling friktionsbestemt kamskive dentat centrifugal overskridelse Hrapova maltesisk
Retlinet	Håndsving glider Krank "Faceplate - stænger" Vippeleje skotsk tandstang Skrue-møtrik transmission Håndsving Port Sarrus Lipkina - Posselye
...rundt regnet	watta Hoyken Chebyshev Klanna Jansen
Oversættelse	Parallelogram
Sammensat bevægelse	cam Excentrisk Trammel fire-led Muslingeskal