Храповый механизм: конструкция, принцип работы, применение

Ручки

Отвечают за удобство эксплуатации. Самые распространенные варианты – металлические, из армированного полиамида или пластмассовые.

Металлические более крепкие. Такой элемент нередко оснащается прорезиненными вставками, чтобы приспособление не выскальзывало из рук.

Пластиковые аналоги тоже имеют резиновые фрагменты. Однако такие детали часто ломаются и требуют бережного обращения т. к. могут треснуть от удара. Полиамидные варианты куда солиднее пластика, а потому более предпочтительны.

Форма ручек тоже обязана быть такой, чтобы минимизировать скольжение. Для этого на них делают различные выступы для пальцев и другие неровности. Однако и чрезмерная “бугристость” помешает долгой эксплуатации, поскольку будет давить и натирать ладони. В некоторых моделях встречается кольцевая рукоять, чтобы уж наверняка не выронить предмет.

Есть изделия с поворачивающимися ручками – это очень удобно и позволяет добраться до растительности в труднодоступных местах.

Как работает храповый механизм

Распространение храпового механизма можно связать с достаточно простым механизмом и принципом действия, за счет чего обеспечивается длительный срок эксплуатации. Храповик как деталь во многом напоминает трещоточный элемент, так как во время работы возникает соответствующий звук. К особенностям принципа работы отнесем следующие моменты:

Основная деталь представлена крюком, рычагом или приводом. Спусковой элемент приводит всю систему в действие.
Вначале работы собачка находится в зацеплении с колесом, но после активации механизма основной элемент совершает осевое вращение. При этом фиксатор смещается на небольшое расстояние относительно первоначального расположения.
Тяга может быть представлена различными механизмами. Часто можно встретить наличие механизма, который обеспечивает регулировку силы.
На момент осевого вращения собачка скользит по поверхности. Из-за прерывистого движения в некоторых случаях использовать рассматриваемый механизм не возможно, так как возникает сильный гул.
Собачка, которая необходима для обеспечения функциональности устройства, на момент остановки осевого вращения западает в специальный паз, за счет чего осуществляется фиксация основной детали.

Основной цикл может повторяться до того момента, пока не будет достигнут требуемый результат. Примером можно назвать подъем устройства и некоторые другие цели.

Качественные показатели рычажных механизмов

Для формирования общего описания устройства применяются различные качественные показатели, которые могут касаться самых различных моментов. Наиболее распространенными можно назвать:

КПД считается наиболее важным параметром, который рассматривается при создании самых различных механизмов. Эта безразмерная величина определяет количество энергии, которая применяется для достижения поставленных целей с учетом потерь. Стоит учитывать тот момент, что подобный показатель рычажного механизма находится всегда меньше единицы, то есть при работе возникают потери. При приближении значения КПД к единице существенно снижаются потери, а также повышается качество рычажного механизма. Провести расчет рассматриваемого показателя достаточно сложно, так как для этого требуются самые различные формулы.
Ход механизма также учитывается при проектировании подходящего устройства. Ход определяется начальной и конечной точкой. При этом стоит учитывать, что в некоторых случаях провести расчеты достаточно сложно, так как траектория движения может быть криволинейной.
Угол размаха коромысла измеряется путем вычитания двух крайних точек положения на момент работы. В большинстве случаев устройство совершает повторяющееся цикличное движение.
Коэффициент, отражающий неравномерность распределения средней скорости. Этот показатель определяется соотношением времени холостого хода к рабочему. Провести соответствующие расчеты можно только при применении формул, а также построении чертежа.
Угол давления и передачи. Подобный параметр представлен соотношением острого угла между векторной активной силы, которая действует на предшествующем звене.

Каждый параметр рассматриваемые в отдельности, после чего составляется оценочный анализ, отражающий общее состояние механизма.

Обслуживание КШМ

Чтобы не повредить детали КШМ, нужно соблюдать все требования изготовителя по периодическому обслуживанию и регулярному осмотру автомобиля.

Уровень масла, особенно на не новом автомобиле, следует проверять ежедневно перед выездом. Занимает это меньше минуты, а может сэкономить месяцы ожидания при серьезной поломке.

Топливо нужно заливать только с проверенных АЗС известных брендов, не прельщаясь двухрублевой разницей в цене.

Не стоит самостоятельно, по роликам из Сети, пытаться растачивать цилиндры, снимать нагар с колец и выполнять другие сложные ремонтные работы. Если у вас нет многолетнего опыта такой работы- лучше обратиться к профессионалам. Самостоятельная установка шатунного механизма после ремонта- весьма сложная операция.

https://youtube.com/watch?v=vWxGfwN0EgE

Применять различные патентованные средства «для преобразования нагара на стенках цилиндров», «для раскоксовывания» разумно лишь тогда, когда вы точно уверены и в диагнозе, и в лекарстве.

Важные параметры для выбора трещотки

Основным параметром, на который следует обращать внимание, при выборе – это количество зубцов в механизме. Чем их больше, тем легче работать в труднодоступном месте, и вообще производить любые работы

Чем их больше, тем легче работать в труднодоступном месте, и вообще производить любые работы.

Например, для сравнения возьмем трещотку с меньшим количеством зубцов 24 и с большим количеством зубцов 72.

Одеваем головки на обе модели, и поворачиваем каждую трещотку на 5-7 щелчков.

В результате, видно, что головка на трещотке с 24 зубцами провернулась заметно дальше, а с 72-мя зубами передвинулась на меньшее расстояние.

Это связано с тем, что у инструмента с большим количеством зубцов шаг значительно меньше.

А дает это следующее: допустим нам нужно что-либо открутить в труднодоступном месте, например, под капотом автомобиля или т.п.

В таких места рабочий ход трещотки очень ограничен, т.к. мешают работать стенки, шланги и другие элементы автомобиля, которые ограничивают движение инструмента.

Для модели с 24 зубцами, движение туда-сюда будет в пределах 12-17см по противоположному краю трещотки.

Такого расстояния может и не быть, т.е. 24-тизубовый инструмент будет бесполезен в таком случае, т.к. произвести поворотное движение не представляется возможным.

У 72-х зубовой модели свободный ход примерно 5-7см, что в два раза меньше и соответственно таким инструментом можно будет открутить нужную гайку или болт.

То есть буквально чуть-чуть ее нужно провернуть, чтобы произвести движение откручиваемой гайки.

Именно количество зубов в трещотке является одним из главных параметров при ее выборе.

Следующий важный момент – это надежность инструмента.

Число — зуб — храповое колесо

О ремкомплекте для колес

Числа зубьев храповых колес определяются минимальными потребными углами поворота колес за один ход собачки. Число зубьев может быть уменьшено в 2 или 3 раза применением двух или трех собачек разной длины с рабочими гранями, смещенными соответственно на половину или на одну треть шага ( фиг.

Число зубьев храпового колеса, захватываемое собачкой при подаче, зависит от типа поперечно-строгального станка и обычно равно от одного до десяти зубьев.

Величина подачи стола зависит от числа зубьев храпового колеса, захватываемых собачкой за одно ее качание.

Меняя амплитуду качания собачки, изменяют число зубьев храпового колеса г 96, захватываемого собачкой, а следовательно, и подачу.

Многоплунжерный насос ( лубрикатор типа C18 — I.

Периодичность подачи смазки зависит от соотношения между числом зубьев храпового колеса и сменной зубчатой шайбы. В описываемом насосе храповое колесо имеет 20 зубьев, а сменная зубчатая шайба может иметь один, два или четыре зуба. Таким образом, за каждое качение рычага храповое колесо поворачивается на 1 / 20 оборота, а рабочий плунжер срабатывает за 20, 10 или 6 ходов управляющего поршня.

Этот разброс по времени определяется самой конструкцией зацепления собачки с храповым колесом, и уменьшить его можно лишь путем увеличения числа зубьев храпового колеса.

В управлении станком участвуют следующие рукоятки: 1 — кнопки пуска и останова электродвигателя, приводящего в движение стол; 2 — кнопки пуска и останова электродвигателя шлифовального круга; 3 — винт установки механизма поперечной подачи на число зубьев храпового колеса; 4 — маховичок ручного перемещения колонки станка — со шлифовальным кругом перпендикулярно продольному движению стола; 5 — маховичок ручного продольного перемещения стола; 6 — передвижные упоры; 7 — кнопка реверсирования и останова поперечной подачи шлифовального круга; 8 — маховичок вертикальной подачи шлифовального круга; 9 — рукоятка реверса продольного движения стола; 10 — рукоятка регулирования скорости движения стола; / / — рукоятка включения и выключения гидросистемы возвратно-поступательного ( продольного) движения стола.

Зубчато-храповые муфты обгона применяются на тихоходных валах; их преимущество перед роликовыми — меньшая величина нормальных сил на рабочих поверхностях, недостаток — возможность замыкания лишь при определенных относительных угловых положениях валов, причем число таких положений зависит от числа зубьев храпового колеса.

Вертикальная ( поперечная) подача осуществляется от коробки подач через телескопический вал, червячную передачу 4 — 30, кривошипный механизм, храповой механизм, передачи 16 — 72, 25 — 25, 18 — 40 и на ходовой винт с шагом 6 мм. Требуемая величина вертикальной подачи устанавливается регулировкой числа зубьев храпового колеса, захватываемых собачкой за каждое качательное движение, в пределах от одного до десяти.

Кинематическая схема станка-автомата для закалки головок болтов толкателя.

От электродвигателя 15 через редуктор и пару сменных зубчатых колес приводится во вращение вал, на котором укреплен диск 12 с пальцем шатуна, соединенного вторым концом с маятником /, свободно пораженным на вал. Число отверстий в алюминиевом диске равно числу зубьев храпового колеса. На маятнике / имеется собачка, входящая под действием пружины в зубья храповика.

Центрирование приспособления производится адаптером 10, который служит также для направления протяжки. Планшайба имеет по наружному диаметру пазы, число которых равно числу зубьев храпового колеса. При отжатии двух болтов 9 гайками 7 планшайба вместе с закрепленной деталью может свободно вращаться. После первого прохода протяжки фиксатор — выводится из паза, прижимы 8 открепляются и деталь вместе с планшайбой поворачивается на одно деление. Обработка остальных зубьев производится последовательно. Протяжку изготовляют из стали ХВГ. Режимы резания при протягивании следующие: подача на зуб 0 07 мм, скорость резания 6 5 м мин.

Принципиальная схема системы цифрового программного управления с шаговыми двигателями ( а и примеры фиксации программы на магнитной ленте ( б.

При включении обмотки электромагнита 7 в сеть якорь 6 втягивается и сообщает движение собачке храпового механизма 4, которая поворачивает храповое колесо на один зуб. При этом продольные салазки перемещаются на некоторую величину, зависящую от шага винта и числа зубьев храпового колеса.

Применение храповых механизмов

Несмотря на то, что сфера применения храповых механизмов чрезвычайно широка, одна из основных отраслей, в которых применяются данные изделия, в основном является станкостроение. В частности, строгальное оборудование на сегодняшний день не может обойтись без храповых механизмов с торцевыми муфтами. Правда, встречается оборудование, на котором используются храповые механизмы альтернативной конструкции.

Шлифовальное оборудование также не может обойтись без храповых механизмов с поршневыми приводами. Они устанавливаются в системы радиальных подач.

Однако станкостроение не единственная сфера применения храповых механизмов. Их можно встретить также в приборостроение, автомобильной индустрии, самолетостроении и других наукоемких отраслях производства.

Как самостоятельно изготовить храповик?

Для того чтобы существенно сэкономить на создании механизма можно изготовить храповик своими руками. Расчет храпового механизма проводится в зависимости от требований, которые предъявляются к системе. Изготовить храповый механизм своими руками можно следующим образом:

В качестве основного элемента можно использовать металлическую трубу. На используется для создания вала, который будет применяться для непосредственной передачи вращения

При выборе трубы следует уделить внимание тому, чтобы толщина стенки была требуемой величины. В противном случае он не сможет выдержать требуемую нагрузку.
Из стального листа вырезается небольшой кусок профиля, который играет роль фиксирующей детали

Рекомендуется уделять внимание сплавам с повышенной прочностью и износостойкостью. В большинстве случаев уделяется внимание варианту исполнения, который прошел закалку для повышения твердости поверхностного слоя.
Больше всего проблем возникает в случае подгонки основных элементов друг к другу. Только в этом случае устройство будет работать правильно. Именно поэтому при работе приходится использовать точные измерительные инструменты. Примером можно назвать микрометр или штангенциркуль.
Несущая база изготавливается из металлических листов, которые соединяются между собой при применении технологии сварки. Подобная база создается в зависимости от особенностей будущей конструкции.
Колесо должно иметь на рабочей поверхности зубья, за счет которых обеспечивается зацепление. Этот элемент соединен с валом зачастую при помощи шпонки, которая характеризуется высокой надежностью. Колесо изготовить самостоятельно достаточно сложно, так как поверхностный слой должен характеризоваться высокой надежностью и прочностью. Чаще всего храповое колесо снимается с других механизмов или заказывается у мастера, который предоставляет соответствующие услуги.
Вал крепится посредством сварки. Подобный тип соединения характеризуется повышенной прочностью и длительным эксплуатационным сроком. Нужно уделять довольно много внимания качеству сварочного шва, так как даже незначительные дефекты могут стать причиной возникновения существенных проблем. Собачка изготавливается при применении пружины и ходового элемента. Пружину можно снять с других механизмов, ходовая деталь отвечает за смещение собачки относительно зуба.

В целом можно сказать, что процесс изготовления рассматриваемой конструкции характеризуется довольно большим количеством сложностей. Только при наличии требующихся навыков и инструментов можно достигнуть поставленных задач. Храповой механизм чертеж можно скачать в интернете. При применении правильно разработанного проекта может быть уверенным в том, что все детали идеально подойдут друг к другу.

Как работает храповый механизм

Основная деталь представлена крюком, рычагом или приводом. Спусковой элемент приводит всю систему в действие.
Вначале работы собачка находится в зацеплении с колесом, но после активации механизма основной элемент совершает осевое вращение. При этом фиксатор смещается на небольшое расстояние относительно первоначального расположения.
Тяга может быть представлена различными механизмами. Часто можно встретить наличие механизма, который обеспечивает регулировку силы.
На момент осевого вращения собачка скользит по поверхности. Из-за прерывистого движения в некоторых случаях использовать рассматриваемый механизм не возможно, так как возникает сильный гул.
Собачка, которая необходима для обеспечения функциональности устройства, на момент остановки осевого вращения западает в специальный паз, за счет чего осуществляется фиксация основной детали.

Примеры использования

Торцевые гаечные ключи и отвертки

Торцевые гаечные ключи, оснащенные храповым механизмом, ещё называют трещотками. В самом простом варианте конструкции в трещотку стовят по две собачки. Поворотом рычажка можно либо отворачивать гайку, либо её закручивать, не вынимая ключа на каждом обороте, как с обычным инструментом.

Торцевые гаечные ключи с храповым механизмом

Кабельные стяжки

Кабельные стяжки делают из пластика одной деталью. Собачка прижимается к зубчатой пластине силой упругости. После затягивания стяжка не ослабляется даже при очень большом усилии.

Храповой механизм кабельной стяжки

Противооткатные устройства

Изначально противооткатные устройства с храповым механизмом начали использовать на железной дороге в горах Пенсильвании, США, при перевозке угля примерно с 1846 года. Чтобы груженый состав по крутому склону не откатился назад в случае отказа двигателя паровоза, на вагонах устанавливались «собачки».

Позже эта схема нашла применение на американских горках, чтобы в случае отключения электричества поезд с любителями острых ощущений не покатился назад.

Противооткатное устройство тележки на американских горках

Лебедки

Лебедки – это механизм для перемещения предметов с помощью каната. Электрическую лебедку устанавливают во внедорожники, чтобы вытянуть из трясины застрявший автомобиль.

Чтобы натянутый трос не разматывался с барабана используют храповой механизм. Примеры его использования на ручных лебедках можно увидеть на этих фотографиях.

Храповой механизм в ручных лебедках

Обгонная муфта велосипеда

Обгонную муфту (англ. overrunning clutch) также называют муфтой свободного хода. Она позволяет предотвратить передачу крутящего момента от ведомого вала (колеса) к ведущему (на цепь и педали), если ведомый вал начинает вращаться быстрее. Например, после прекращения вращения педалей без муфты свободного хода колеса продолжали бы раскручивать цепь и педали, как это было в первых велосипедах. То же самое было бы при спуске с горки.

Впервые обгонную муфту с простейшим храповым механизмом запатентовал в 1869 году Уильям Ван Анден из Покипси, штат Нью-Йорк, США. В обгонной муфте Ван Андена храповик был встроен в ступицу переднего колеса велосипеда.

Примерная схема муфты свободного хода (обгонной муфты) с храповым механизмом Ван Андена

Почти все современные велосипеды – заднеприводные. Обгонная муфта в них встраивается в заднюю втулку или заднюю звездочку. Обгонные муфты с храповым механизмом издают характерный звук и их еще называют велотрещотками.

Пример работы муфты свободного ходаМуфта свободного хода с храповым механизмом в задней звездочке велосипеда

Обгонная муфта стартера автомобиля

Механизм свободного хода с храповиком используется в стартерах автомобилей как защитное устройство. Стартер – это механизм, который с помощью электромотора запускает двигатель внутреннего сгорания, вращая его коленвал через маховик.

Скорость вращения ведомого зубчатого колеса стартера невысокая – может быть около 3000 об/мин. После запуска двигатель на холостом ходу развивает около 1000 об/мин. Но передаточное отношения стартер-маховик из-за разности диаметров зубчатых колес может достигать значения 20:1. Т.е. запущенный двигатель на холостых оборотах может раскрутить электромотор стартера до 20 000 об/мин.

Чтобы стартер не вышел из строя после запуска двигателя на него ставят обгонную муфту.

Стартер автомобиля

Коробка передач автомобиля

В данном примере собачка храпового механизма используется для перевода автоматической коробки передач в режим парковки.

Храповик в автоматической коробке передач автомобиля

Многофункциональность ремней

В последнее время, натяжной ремень храпового типа чаще всего используется, когда нужно доставить груз в хорошем состоянии. Также такой вариант популярен среди автолюбителей, когда нужно перевезти предметы больших размеров. Делается это в основном на багажнике который есть на крыше легкового автомобиля.

Также такой способ закрепить переправляемый груз востребован среди дальнобойщиков. Они крепко фиксируют багаж, и одновременно с этим аккуратно сдавливают груз вокруг, делая так, чтобы не повредить упаковку. Такие стяжные ленты не портятся от воздействия на них пожароопасных жидкостей и других химических веществ.

На ремни которые выпускаются сейчас не воздействует температура или влага. Они сохраняют свой размер в любом случае, это дает возможность использовать их в любых условиях и в любое время года.

Поршни

Деталь представляет из себя стальную или алюминиевую отливку в виде перевернутого стакана. Скользя по стенкам цилиндра, он принимает на себя давление сгоревшей топливной смеси и превращает его в линейное движение. Далее через кривошипный узел она превращается во вращение коленчатого вала, а затем передается на сцепление и коробку передач и через кардан к колесам. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, приводят транспортное средство или стационарный механизм в движение.

Деталь выполняет следующие функции:

на такте впуска, двигаясь вниз (или в направлении от коленчатого вала, если цилиндр расположен не вертикально) на, он увеличивает объем рабочей камеры и создает в ней разрежение, затягивающее и равномерно распределяющее по объему очередную порцию рабочей смеси;
на такте сжатия поршневая группа движется вверх, сжимая рабочую смесь до необходимой степени;
далее идет рабочий такт, деталь под давлением идет вниз, передавая импульс вращения коленчатому валу;
на такте выпуска он снова идет вверх, вытесняя отработанные газы в выхлопную систему.

На всех тактах, кроме рабочего, поршневая группа движется за счет коленчатого вала, забирая часть энергии его вращения. На одноцилиндровых двигателях для аккумуляции такой энергии служим массивный маховик, на многоцилиндровые такты цилиндров сдвинуты во времени.

Конструктивно изделие подразделяется на такие части, как:

днище, воспринимающее давление газов;
уплотнение с канавками для поршневых колец;
юбка, в которой закреплен палец.

Палец служит осью, на которой закреплено верхнее плечо шатуна.

Как работает храповый механизм

Основная деталь представлена крюком, рычагом или приводом. Спусковой элемент приводит всю систему в действие.
Вначале работы собачка находится в зацеплении с колесом, но после активации механизма основной элемент совершает осевое вращение. При этом фиксатор смещается на небольшое расстояние относительно первоначального расположения.
Тяга может быть представлена различными механизмами. Часто можно встретить наличие механизма, который обеспечивает регулировку силы.
На момент осевого вращения собачка скользит по поверхности. Из-за прерывистого движения в некоторых случаях использовать рассматриваемый механизм не возможно, так как возникает сильный гул.
Собачка, которая необходима для обеспечения функциональности устройства, на момент остановки осевого вращения западает в специальный паз, за счет чего осуществляется фиксация основной детали.

Храповый механизм

Ручки

Популярные модели

Как работает храповый механизм

Качественные показатели рычажных механизмов

Обслуживание КШМ

Важные параметры для выбора трещотки

Число — зуб — храповое колесо

Применение храповых механизмов

Как самостоятельно изготовить храповик?

Как работает храповый механизм