Novikov orodje: GOST, dizajn, uporaba

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Številni premični mehanizmi so zasnovani tako, da je prenos energije neposredno iz pogonske naprave v izvršilni organ nemogoč. V nekaterih situacijah sta motor in gnana naprava strukturno oddaljena in odmaknjena drug od drugega. V drugih primerih je treba energijo najprej pretvoriti: zmanjšati ali povečati število vrtljajev motorja, spremeniti smer vrtenja ali pretvoriti rotacijsko gibanje v translacijsko.

Potem so potrebni nekateri vmesni mehanizmi za prenos ali transformacijo te energije. Eden glavnih elementov, ki se uporabljajo v ta namen, so zobniki. Uporabljajo se povsod, kjer je potreben pomemben prenos moči, hkrati pa ohranjajo kompaktno napravo in dolgo življenjsko dobo – pa naj gre za avtomobilski menjalnik, kolut ribiške palice ali hidroelektrično turbino.

Kakšni so prenosi

Obstaja veliko različnih prestav. Razvrščeni so po naslednjih kriterijih:

• smer prenosa gibanja - cilindrična, polžasta,stožčasto;
• stran kolesa, na kateri se režejo zobje - notranji ali zunanji zobnik;
• smer zob - ravna, poševna, šivron;
• oblika zob - cikloidna in evolventna prestava, Novikov zarok.

cikloidni zobnik

To tehnologijo je leta 1931 patentiral nemški inženir Lorenz Braren. Žal ima pomembne pomanjkljivosti.

1. Težak za izdelavo - vsako kolo se reže z ločenim orodjem za rezanje zobnikov.
2. Izjemno visoka občutljivost na spremembe sredinske razdalje. Z drugimi besedami, tovrstno angažiranje zahteva najvišjo natančnost pri izdelavi in montaži, v primeru najmanjših mehanskih poškodb pa ne uspe.
3. Težave pri popravilu zaradi pomanjkanja standardizacije tovrstnih poslov.

Prednost tega zobnika je, da je napetost na mestu stika z zobmi močno zmanjšana zaradi njihove zaobljene oblike, kar ima za posledico večjo vzdržljivost delov.

Zaradi tega je cikloidna povezava našla svojo uporabo na precej ozkem področju industrije - v proizvodnji ur in drugih preciznih instrumentov, nekaterih vrst kompresorjev in črpalk.

involutivna vrsta

Ta tip oblikovanja zob je leta 1760 predlagal slavni mehanik in matematik Leonhard Euler in se najbolj uporablja v industriji.

V zobniškem paru se del z manjšim premerom običajno imenuje zobnik, del z velikim pa kolo. ATevolventna povezava, zobje imajo profil s konveksnimi robovi. Enako velja tako za zobnik kot za kolo. Iz tega sledi glavna gospodarska korist evolventnega zobnika: nizka kompleksnost izdelave delov ob ohranjanju zadostne natančnosti in s tem visoke produktivnosti. Za izdelavo teh koles ni potrebna zapletena oprema, njihovo kakovost pa je enostavno nadzorovati.

Ta povezava ima še eno nesporno prednost, povezano s prisotnostjo človeškega faktorja v proizvodnji: evolventni zobje so neobčutljivi na spremembe središčne razdalje, če ni prekinjeno njihovo vpetje. Preprosto povedano, taka kolesa "dopuščajo" nekaj netočnosti tako pri izdelavi kot pri montaži brez velike izgube zmogljivosti.

Prav tako evolventni zobniki zagotavljajo zobnikom dolgo življenjsko dobo zaradi dejstva, da se površine zob, ki imajo konveksno obliko, kotalijo ena čez drugo. Zaradi tega se trenje površin znatno zmanjša, kar pomeni, da se obraba delov zmanjša.

Ustvarjanje Novikovega prenosa

Včasih morate prenesti zelo visok navor in hkrati ne preseči določene velikosti in teže mehanizma. V teh pogojih evolventna povezava morda ni dovolj zanesljiva – zaradi velikih kontaktnih napetosti na stičnih mestih zob lahko hitro odpovejo.

Tu priskoči na pomoč tako imenovani krožni vijakzaroka. Leta 1954 ga je razvil sovjetski inženir in izumitelj M. L. Novikov. Do te odločitve je prišel z raziskovanjem težav, ki so se pojavile pri načrtovanju težkih, a razmeroma počasnih strojev, kot so traktorji in tanki.

Ta tehnika ima veliko maso, ki zahteva prenos ustreznega navora z motorja preko menjalnika na kolesa ali goseničarje. Evolutivni zobje niso vedno kos nalogi.

Kakšne so prednosti odpiranja…

Ustvarjena je bila povezava, pri kateri so zobje zobnika in kolesa konveksni oziroma konkavni. Zaradi tega je bilo doseženo znatno povečanje kontaktne površine zob, saj imajo zobniki in vdolbine med njimi na kolesu zelo tesen polmer.

Tako se je napetost na točki stika zmanjšala. To je omogočilo, odvisno od posebnih okoliščin, bodisi znatno zmanjšati velikost mehanizma ob ohranjanju vrednosti prenesene moči bodisi ob ohranjanju obstoječih dimenzij in teže znatno povečati obremenitev povezave brez strahu pred zgodnja okvara.

…in njegove pomanjkljivosti

V nasprotju z evolventno povezavo, kjer se dve konveksni površini dotikata, pri Novikovih zobnikih konveksni in konkavni deli tvorita, ko sta povezana, skoraj celoto. Zaradi tega se močno poveča trenje med zobmi, kar vpliva na njihovo vzdržljivost. Čeprav v primeru nizkohitrostnih strojev, za katere sprva inrazvita je bila krožna vijačna povezava, ta faktor ni tako pomemben.

Poleg tega ta zasnova, podobno kot pri cikloidni prestavi, postavlja visoke zahteve glede kakovosti izdelave in nege montaže, saj lahko kršitev sredinske razdalje povzroči katastrofalne posledice.

Pred Novikovom so bili že številni poskusi izboljšanja zasnove zaroke, a le njemu je uspelo razviti izvedljivo tehnologijo. Po nekaj izboljšavah je bil uveden v številne industrije.

Izboljšanje izuma

Skupno obstajata dve vrsti povezav Novikov:

• z eno dotično črto (lahko je prepolarna in polarna);
• z dvema dotikoma (dozapole).

Pri prvem tipu imajo zobje zobnika in kolesa enako ukrivljenost vzdolž celotne konture. S polarno povezavo je profil pogonskega kolesa konveksen, gnano kolo pa konkavno. S prepolarnim - obratno. To spojino je neposredno razvil Mihail Novikov, ki je za to prejel Leninovo nagrado.

Kmalu pa je postalo jasno, da je izdelava tovrstnih zobnikov tehnološko precej težka. Ker kolesa niso enaka, ampak imajo različne reze zob, sta za izdelavo kolesnega para potrebna dva različna kosa opreme, kar ni zelo ekonomično.

Raziskave v tej smeri so se začele. Njihov rezultat je bil razvoj dozapolenega zobnika, pri katerem so zobje kolesa in zobnika enaki,vendar imajo konveksno konturo bližje vrhu in konkavno bližje dnu, z gladkim prehodom med njimi. S tem ni bilo doseženo le poenotenja proizvodnje delov, ampak se je tudi izkazalo, da imajo takšni zobniki veliko večjo nosilnost kot povezave z eno linijo vpetja.

Distribucija novega razvoja

Ko je bil prvotno razvit za težko, vključno z vojaško opremo, se je shema prestav Mihaila Novikova začela hitro širiti po številnih panogah. Strojno-gradbena tovarna Lugansk v Ukrajini je bila prva na ozemlju nekdanje Sovjetske zveze, ki je izdelovala izdelke po novi tehnologiji.

drugih.

Za ta razvoj se aktivno zanimajo tudi tuje države. Japonska se razvija za njegovo implementacijo v avtomobilski industriji, prav tako nista izostali Anglija in ZDA. Izum sovjetskega znanstvenika bi lahko osvojil vesolje: mednarodne organizacije financirajo raziskave o uporabi Novikovega orodja v vesoljskih čolnih, sondah in drugi opremi.

Področja uporabe tehnologije rotacijskih vijakov

Ta razvoj je bil večinoma izveden na naslednjih področjih:

• vlečne naprave različnih težkih vozil - trolejbusi, avtobusi, tramvaji, helikopterji);
• črpalne enote in druga oprema za naftno industrijo;
• stroji za rudarjenje premoga;
• menjalniki za dvigala in potovalne žerjave.

Obstajajo tudi posebni ležaji, izdelani z Novikovimi zobniki, ki imajo trikratno nosilnost kot običajni ležaji.

Proizvodnja Novikovih zobnikov in regulativnih dokumentov

Pri izdelavi Novikovega angažmaja je bila razvita posebna oprema za rezanje zob - rezkar. To orodje ima precej visoke stroške, saj se za natančnost izdelave zobnikov uporabljajo visoke zahteve. Rahlo odstopanje - in tiste idealne harmonije kontaktnih kontur, ki zagotavljajo visoko življenjsko dobo prestav in preneseno moč, ne bo več opaziti.

Ker za kakovost samih zob in rezalnikov za njihovo rezanje veljajo posebno visoke zahteve, so bili razviti ločeni državni standardi za nadzor njihove izdelave. Za sam posel Novikov - GOST 17744-72, za orodja za rezanje zobnikov - GOST 16771-81.

Novo načelo izdelave zob, ki ga je razvil M. L. Novikov, je bilo priznano ne le na ozemlju nekdanje ZSSR, ampak tudi v mnogih drugih državah.