Крывашыпна-шатунны механізм
Артыкул або раздзел вымагае перапрацоўкі Удзельнік, які паставіў шаблон, не пакінуў тлумачэнняў. |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ac/Cshaft.gif/220px-Cshaft.gif)
Крывашыпна-шатунны механізм (КШМ) прызначаны для пераўтварэння зваротна-паступальнага руху поршня ў вярчальны рух (напрыклад, ў вярчальны рух каленчатага вала ў рухавіках унутранага згарання), і наадварот. Дэталі КШМ дзеляць на дзве групы, гэта рухомыя і нерухомыя дэталі:
- рухомыя: поршань з поршневымі кольцамі, поршневы палец, шатун, каленчаты вал з падшыпнікамі або крывашып, махавік.
- нерухомыя: блок цыліндраў (з'яўляецца базавай дэталлю рухавіка ўнутранага згарання) і ўяўляе сабой агульную адліўку з картэрам, галоўка цыліндраў, картэр махавіка і счаплення, ніжні картэр (паддон), гільзы цыліндраў, вечка блока, крапежныя дэталі, пракладкі накрывак блока, кранштэйны, паўкола каленчатага вала.
Прынцып дзеяння
[правіць | правіць зыходнік]Прамая схема: Поршань пад дзеяннем ціску газаў здзяйсняе паступальны рух у бок каленчатага вала. З дапамогай кінематычных пар «поршань-шатун» і «шатун-вал» паступальны рух поршня пераўтворыцца ў вярчальны рух каленчатага вала. Каленчаты вал складаецца з:
- шатунных шыек
- карэнных шыек
- процівагі
Зваротная схема: Каленчаты вал пад дзеяннем прыкладзенага вонкавага крутоўнага моманту здзяйсняе вярчальны рух, якое праз кинематическую ланцуг «вал-шатун-поршань» пераўтворыцца ў паступальны рух поршня.
Гісторыя
[правіць | правіць зыходнік]У прыродзе
[правіць | правіць зыходнік]Заднія канечнасці конікаў ўяўляюць сабой крывашыпна-шатунный механізм з няпоўным абаротам. Сцягно і галёнка чалавека і робатаў-андроідам таксама ўяўляюць сабой крывашыпна-шатунный механізм з няпоўным абаротам.
У Рымскай імперыі
[правіць | правіць зыходнік]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b3/R%C3%B6mische_S%C3%A4gem%C3%BChle.svg/220px-R%C3%B6mische_S%C3%A4gem%C3%BChle.svg.png)
.
У піларамах. Самыя раннія сведчанні, у любым пункце свету, для дзяржальні ў спалучэнні з шатуном на машыну з'яўляецца ў канцы Рымскай піларамы з Иераполиса з 3-га стагоддзя нашай эры і дзве рымскіх каменных піларамы у Герасе, Сірыі і Эфесе, Малая Азія (як у 6-м стагоддзі нашай эры)[1].
Ураўненні руху поршня
[правіць | правіць зыходнік]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/36/Piston_motion_geometry.png/500px-Piston_motion_geometry.png)
Вызначэнні
[правіць | правіць зыходнік]l - даўжыня шатуна (адлегласць паміж шатуннопоршневой воссю і кривошипношатунной воссю) r - радыус крывашыпа (адлегласць паміж кривашыпнашатуннай воссю і цэнтрам крывашыпа, г. зн. палова ходу поршня A - вугал павароту крывашыпа (ад "верхняй мёртвай кропкі да ніжняй мёртвай кропкі") x - становішча шатуннапоршневай восі (ад цэнтра крывашыпа ўздоўж восі цыліндру) v - хуткасць шатуннапоршневай восі (ад цэнтра крывашыпа ўздоўж восі цыліндру) a - паскарэнне шатуннапоршневай восі (ад цэнтра крывашыпа ўздоўж восі цыліндру) ω - вуглавая скорасць крывашыпа ў радыянах у секунду (рады/сек.)
Вуглавая скорасць
[правіць | правіць зыходнік]Вуглавая скорасць крывашыпа ў абаротах у хвіліну (RPM):
Адносіны ў трохкутніку
[правіць | правіць зыходнік]Як паказана ў дыяграме, цэнтр кривошипа, крывашыпнашатунная вось і шатуннапоршневая вось ўтвараюць трохкутнік NOP.
З тэарэмы косінус вынікае, што:
Ураўненні па адносінах да вуглавога становішча крывашыпа (Вуглавая вобласць)
[правіць | правіць зыходнік]Ураўненні, якія апісваюць цыклічны рух поршня па адносінах да вугла павароту крывашыпа. Прыклады графікаў гэтых ураўненняў паказаны ніжэй.
Становішча
[правіць | правіць зыходнік]Становішча адносна вугла крывашыпа (пераўтварэннем адносін у трохкутніку):
Скорасць
[правіць | правіць зыходнік]Скорасць па адносінах да вуглаа павароту крывашыпа (першая вытворная ўзятая, выкарыстоўваючы правіла дыферэнцыявання складанай функцыі):
Паскарэнне
[правіць | правіць зыходнік]Паскарэнне адносна вугла крывашыпа (другая вытворная ўзятая, выкарыстоўваючы правіла дыферэнцыявання складанай функцыі і прыватнае правіла):
Прыклад графікаў руху поршня
[правіць | правіць зыходнік]Графік паказвае x, x', x" па адносінах да кута павароту кривошипа для розных радыусаў кривошипа, дзе L - даўжыня шатуна (l) і R - радыус кривошипа (r):
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/Graph_of_Piston_Motion.png/800px-Graph_of_Piston_Motion.png)
Адзінкамі гарызантальных восяў з'яўляецца вугал павароту крывошипа у [градусах].
Анімацыя руху поршня з шатуном аднолькавай даўжыні і з крывашыпам пераменнага радыусу на графіцы вышэй:
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/TRUE_piston3_ANI.gif)
Ужыванне
[правіць | правіць зыходнік]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Borchardt-Luger_1898.jpg/220px-Borchardt-Luger_1898.jpg)
Крывашыпна-шатунны механізм выкарыстоўваецца ў рухавіках унутранага згарання, поршневых кампрэсарах, поршневых помпах, швейных машынах, крывашыпных прэсах, у прывадзе засавак некаторых кватэрных і сейфавых дзвярэй. Таксама крывашыпна-шатунны механізм ужываўся ў брусовых касілках.
Гл. таксама
[правіць | правіць зыходнік]Іншыя спосабы пераўтварэння вярчальнага руху ў прамалінейнае
[правіць | правіць зыходнік]Тут была магчымасць змены Хойкена.
- Механізм Чэбышэва
- Механізм Хойкена
- Механізм Ліпкіна — Посселье
- Механізм Вата
- Механізм Саррюса
- Шатландскі механізм
- Механізм планшайба-стрыжні
- Кулачковы механізм
- Качаючый падшыпнік