Большая энциклопедия техники

Дифференциал

Дифференциал (от лат. differentia – «разность», «различие») – механизм, обеспечивающий движение звеньев с различными скоростями при сохранении соотношения сил, действующих на эти звенья. В транспортных машинах (автомобилях, тракторах и др.) применяется так называемый симметричный дифференциал, устанавливаемый между колесами с общей геометрической осью. Дифференциал применяют в различных транспортных машинах с целью обеспечения различных скоростей вращения колес при повороте и при качении колес по неровной дороге.

Дифференциал транспортных машин выполняется в разных вариантах:

  1) в виде планетарной передачи с коническими зубчатыми колесами, которые зацепляются с сателлитом, расположенным на водиле;

  2) в виде планетарной передачи с цилиндрическими колесами и сателлитом, составленным из двух сцепляющихся колес;

  3) кулачковые дифференциалы, в которых кулачки расположены в сепараторе – водиле и взаимодействуют с выступами центральных колес «а» и «в». Кулачки в данном варианте перемещаются в радиальном направлении. Большое сопротивление относительному проворачиванию звеньев обусловлено большими углами давления в кинематических парах;

  4) соединения механизма свободного хода, в котором входным звеном является диск с двусторонними кулачками, закрепленный между ступицей и чашей корпуса дифференциала.

В зацеплении с ним находятся две полумуфты, имеющие два ряда торцовых кулачков – наружный, прямоугольного сечения, аналогичный по профилю кулачкам вышеуказанного диска, и внутренний, трапецеидального профиля, служащий для отключения полумуфты от диска. Трапецеидальные кулачки полумуфт находятся в контакте с аналогичными кулачками внутреннего кольца. При прямолинейном движении машины кулачки диска передают вращающий момент полумуфтам и через ступицы колесам машины. При повороте забегающее вперед колесо стремится вращаться быстрее, вследствие чего под действием трапецеидальных зубьев внутреннего ряда кулачков соответствующая полумуфта, сжав пружину, отодвигается в сторону, выходя из зацепления с кулачками диска. Применение такого дифференциала устраняет щелканье зубьев при повороте машины и предотвращает передачу вращающего момента на забегающее вперед колесо. При повороте машины, чем быстрее вращается одно колесо, тем медленнее вращается второе колесо. При остановке одного из колес второе вращается в два раза быстрее, чем водило. Если момент сопротивления движению на одном колесе оказывается больше, чем на втором, то первое колесо останавливается и вращается только второе колесо. Это оказывает неблагоприятное воздействие, например, при буксовании одного из колес. Чтобы исключить это, используют блокировку дифференциала: принудительно соединяют любые два подвижных звена. В этом случае дифференциал вращается как одно целое с выходными звеньями. С этой же целью дифференциал выполняют с повышенным трением внутри него.

Дифференциальный винтовой механизм

Дифференциальный винтовой механизм – устройство для поступательных перемещений, обусловленных разностью ходов резьб винтовых механизмов, которые соединены между собой. Винты жестко соединены между собой и приводятся во вращение ручкой. Ход резьбы винта несколько больше хода резьбы гайки, при этом направления винтовых линий одинаковы. При вращении ручки винт перемещается относительно корпуса, например, влево, а гайка начнет перемещаться вправо относительно винта. Перемещение гайки относительно корпуса за один оборот ручки равно разности ходов резьб. Такой дифференциальный винтовой механизм позволяет получать очень малые перемещения, чем обусловлена высокая точность настройки приборов и механизмов, в которых он применяется. Выполнив резьбы с разными направлениями винтовых линий, можно получить механизм ускоренных перемещений, обусловленных суммированием ходов резьб соединенных между собой винтовых механизмов.

Домкрат

Домкрат (от голл. Dommekracht) – простейший механизм для подъема различных грузов весом от 1 до 200 т на небольшую высоту. Домкраты изготавливаются трех видов: реечные; винтовые; гидравлические.

Домкраты реечные широко применяются при мелком ремонте легковых автомобилей, например при смене неисправного колеса какого-либо автомобиля. У таких домкратов основным рабочим органом является рейка зубчатая, устанавливаемая на металлическую прочную опору. В верхней части такого домкрата имеется небольшая поперечная опора, перемещающаяся по металлической зубчатой рейке, при этом верхняя опора предварительно подводится под борт кузова легкового автомобиля и с помощью рычажного устройства производится (вручную) подъем автомобиля.

Винтовой домкрат предназначен для подъема более тяжелых грузовых автомобилей порожних или даже с грузом. Рабочая главная опорная часть данного домкрата выполнена в виде винта, закрепленного жестко на массивном основании, с достаточно устойчивой «подошвой» – плитой. Вверху винта имеется небольших размеров опора, которая подводится обычно под ось грузового автомобиля или трактора (или прицепа автотракторного), например при замене неисправного колеса. Домкрат винтовой рассчитан на подъем грузовых транспортных средств весом до 20 т на небольшую высоту. В указанном домкрате подъем груза осуществляется путем выдвижения винта вверх из опоры-основания специальным рычагом.

Домкрат гидравлический имеет гидравлическую подъемную систему, в которой используется специальное масло, залитое в небольшую емкость основания опоры. При нагнетании рычагом масла из опоры основания выдвигается цилиндрический металлический шток, поршень, в верхней части которого закреплена жестко верхняя опора, подводимая под ось транспортного средства. Домкрат гидравлический работает по принципу гидроцилиндра и предназначен для подъема груза до 200 т на небольшую высоту, также в основном при замене неисправного колеса.

Советскими предприятиями в 70—80-х гг. ХХ в. выпускались следующие марки домкратов:

  1) гидравлические ДГО-20; ДГО-50; ДГО-100, ДГО-200 (цифры означают их грузоподъемность в т). Высота подъема груза в мм составляла от 90 до 155; диаметр поршня-штока выполнялся в пределах от 100 до 250 мм, а вес соответственно от 20 до 209 кг;

  2) винтовые марок АА-17080-172; ВДС-5; ДВ-10; ВДС-15; БТ-15; ВДС-20; ПС-20; грузоподъемностью от 2 т (АА-17080) до 20 т. Такие домкраты:

а) поднимали груз на высоту от 240 до 350 мм;

б) имели размеры опорной плиты от 190 до 270 мм (диаметр основания);

в) изготавливались массой от 4,2 до 92 кг;

  3) реечные марок И-120Б; ДР-5; ДР-5М; ДР-7 грузоподъемностью от 1 до 7 т; высота подъема груза составляла от 300 до 552 мм, усилие на рукоятке применялось от 2,7 кгс до 50 кгс. Масса таких домкратов была в пределах от 5,3 до 45 кг.

Гидравлические домкраты применялись в СССР и применяются в настоящее время также в щитовых проходческих комплексах метростроения и других при прокладке тоннелей (в частности, такие комплексы с 20 гидравлическими домкратами применялись еще в конце 70-х гг. ХХ в. в Москве и Киеве при проходке в песчаных грунтах).

Дробилка

Дробилка – механизм, предназначенный для измельчения крупных кусков какого-либо строительного материала в мелкие фракции (или для измельчения отбросов в системе канализации). Дробилки широко применяются в производствах строительных материалов: на щебеночных карьерах, на цементных заводах, в системах канализации общегородской, на металлургических комбинатах (для дробления шихты), стекольных заводах (для измельчения шихты или битого бракованного стекла) и т. д.

На строительных предприятиях (карьерах, бетонных заводах, домостроительных комбинатах и др.) применяются дробилки щековые и барабанного типа. В первой дробилке выполнено устройство для придания качательного или сложного движения одной из щек дробилки. В такой дробилке щека совершает качательное движение относительно неподвижной щеки, при этом осуществляется дробление строительного материала небольшой твердости, например кусков мела или извести, доломита и др. Механизм щековой дробилки выполняется в различных вариантах:

  1) четырехзвенным шарнирным;

  2) кривошипно-коромысловым;

  3) кривошипно-ползунным;

  4) ползунно-коромысловым.

В кривошипно-коромысловом механизме дробилки щека представляет собой шатун, совершающий сложное движение. Для дробления кусков строительных материалов высокой твердости применяются дробилки в виде вращающегося барабана, изготовленного из прочной толстолистовой стали, в котором находятся шары чугунные небольших размеров. При вращении барабана шары перекатываются, ударяют по кускам материала (например, доломита) и измельчают их. Из таких дробилок измельченные куски попадают на специальные сортировочные сетки, или решета, для калибровки по фракциям готовой продукции (в частности, щебня).

Дробилки молоткового типа начали применяться в Советском Союзе в начале 70-х гг. ХХ в. на канализационных городских системах. Такие дробилки предназначались для дробления задерживаемых решетками отбросов; их изготавливали заводы «Водоприбор» (Москва), «Водмашоборудование» (Воронеж) и другие следующих типов: Д-3; Д-3а; Д-2. Дробилка Д-3 предназначалась к установке на станциях городской канализационной системы производительностью до 10 тыс. м³/сут. при наличии на них решеток с прозорами от 40 до 70 мм; 100—120 тыс.м³/сут. при наличии на них решеток с прозорами от 70 до 100 мм. Самой мощной была дробилка типа Д-2 с производительностью до 2 т/ч, мощность ее электродвигателя составляла 100 кВт, а масса общая – 4955 кг.

Кроме указанных дробилок, в этих системах применялась комбинированная решетка-дробилка РД-200 с производительностью до 60 м³/ч. Данная дробилка использовалась для размельчения крупных фракций отбросов и устанавливалась на подводящем трубопроводе к насосной станции (с помощью стяжных полумуфт) и имела:

  1) барабан диаметром 180 мм;

  2) редуктор с электродвигателем (марки ВД 1(0,6/53)1500 и АО31-4);

  3) мощность электродвигателя в 0,6 кВт;

  4) общая масса – 320 кг (всей дробилки). Завод-изготовитель – «Водмашоборудование».

В ряде случаев на предприятиях по производству строительных материалов применяются конусные дробилки. В таком механизме имеется дробящий конус, подвешенный к стойке посредством сферического шарнира; ось конуса эксцентрично установлена в отверстии конического зубчатого колеса; вращение указанному колесу передается от электродвигателя через коническую шестерню. При вращении зубчатого колеса ось конуса дробилки описывает коническую окружность, при этом металлический массивный конус выполняет дробление какого-либо строительного материала (мела, доломита, известняка, крупного щебня или гравия и др.).

Жаккарда машина

Жаккарда машина (машина, названная по имени французского ткача и механика Ж. М. Жаккарда) представляет собой зевообразовательный механизм ткацкого станка для выработки крупноузорчатых тканей; дает возможность раздельно управлять каждой нитью основы или небольшой их группой.

При помощи машины Жаккарда на текстильных производствах (фабриках, комбинатах) вырабатывают декоративные ткани, ковры, одеяла, покрывала, скатерти, дорожки и др.

Жернов

Жернов представляет собой мельничный круг, предназначенный для перетирания зерен, в результате которого зерна размалываются, образуя муку.

Каменные жернова были найдены на территории, которую заселяли восточные славяне начиная с VIII в., диаметр этих устройств варьировался от 60 до 80 см, в центре создавалось отверстие. С XVIII по XIX в. жернова в обязательном порядке были в хозяйстве каждого крестьянина, в избе даже был жерновой угол, в котором и устанавливались жернова, в основном место отводилось в сенях, в редких случаях в подполье. Жернова ставились на лавку или на специальный ящик, устанавливаемый на высокие подставки.

Жернов производится из материалов твердых пород, например кремня, наждака, гранита, форма камня плоская, вытесывается по круглому обводу, наносится насечка, также может наноситься наковка. Жернова состоят из двух мельничных камней. В стародавние времена жернова являлись одной из главных частей домашней утвари. Камни получили название нижний жернов (а также снасть или постав) и верхний жернов (бегун или вышник). Нижний был наиболее тяжелым, создавался немного выпуклым, устанавливался на заранее приготовленный разложенный холст.

Верхний жернов фиксировался на нижнем жернове, поэтому верхний камень был легче, форма камня немного вогнутая. Верхний жернов оковывался шиной для предотвращения разрушения жернова. В середине камня проделывалось отверстие, предназначенное для засыпания зерна.

Железное веретено устанавливается таким образом, чтобы оно проходило через вечею, ячею бегуна, в этом месте веретено наглухо заклинивается в железную стригу, далее веретено проходит через ячею постава в деревянную втулку, которая обкладывается войлочным хомутом, упирается веретено подпятком, т. е. пятою в сырец, в железную плитку, которая устанавливается в пятник, брус или лифт. Головка веретена устанавливается в порхлицу, зерно высыпается из ковша под веретено, попадая в вечею.

В результате вращательного движения зерна размалывались, образуя муку, которая в свою очередь высыпалась на холст. Работа на жерновах считалась очень тяжелой и занимала достаточно долгое время, на жерновах работали главным образом женщины и рабы.

В зависимости от деления жерновов на четверти они называются осьмерик, девятерик и т. п.

Конструкция современных жерновов: загрузочная воронка, пружина, верхний каменный круг, нижний каменный круг, патрубок для выгрузки полученного продукта.

Материал устанавливается в загрузочную воронку, из которой попадает во внутреннюю часть верхнего корундового круга-жернова, зафиксированного в неподвижном положении.

Верхний круг благодаря тяжести и пружинам прижимается к нижнему кругу, совершающему вращательное движение. В результате действия центробежных сил и созданных направляющими насечками рабочих поверхностей кругов полученное вещество уходит в кожух и выводится при помощи специального патрубка.

Положительные свойства: достаточно высокая степень помола. Отрицательные свойства: производительность жерновов маленькая, частый выход из строя элементов, непосредственно участвующих в рабочем процессе. Степень измельчения составляет 5—100.

В настоящее время жернова используются для производства красителей, бумаги, картона.

Задний мост

Задний мост представляет собой автомобильный мост, являющийся последним относительно хода движения автомобиля. Приспособление, определяемое как совокупность узлов, или агрегатов шасси самоходных машин, для передачи крутящего момента от карданной передачи к колесам, также направлено на создание вращательного движения для ведущих правого и левого колес на разных оборотах, необходимых для создания движения в поворотах и на неровных дорогах.

Задний мост у основной части автомобилей оснащается картером, кожухами полуосей, редуктором главной передачи с дифференциалом и полуосями, при этом главная передача и полуоси представляют собой элементы трансмиссии автомобиля. Колесные тормоза, ступицы фиксируются на заднем мосту, подвеска осуществляет объединение заднего моста и рамы или кузова автомобиля, что характерно для безрамных автомобилей, имеющих несущий кузов. Редуктор главной передачи фиксируется прямо на раме машины, если подвеска задних колес независима, а для качающихся полуосей предусмотрено обеспечение карданными шарнирами. Картер заднего моста является полой несущей балкой, определяется в качестве оси автомобиля. Картеры изготавливаются литыми из стали, ковкого чугуна, штампованные сварные. Картер оснащается трубчатыми кожухами полуосей, которые запрессовываются или ввариваются, представляя собой одно целое. Картеры для заднего моста подразделяются на разъемные, в вертикальной плоскости, и неразъемные; разъемные включают две части, объединенные при помощи болтов. Средняя расширенная часть картера оснащается редуктором главной передачи, для неразъемного картера предусмотрен независимый картер, в который помещается редуктор главной передачи, независимый картер прикрепляется с помощью болтов к средней части картера. Высота установки пола кузова находится в зависимости от расширенной средней части картера, поэтому высота увеличивается из-за снижения просвета автомобиля, создаваемого расширенной средней частью картера, для уменьшения этой части картера используется уменьшение редуктора в результате включения вспомогательных колесных передач.

Задний мост изготавливается из балки-картера, главной передачи, дифференциала, полуосей. Левая часть балки состоит из кованой крышки с встык приваренным левым кожухом полуоси; правая часть балки включает чугунный картер, в который запрессовывается правый кожух. Кожух полуосей оснащается с наружной стороны приваренными фланцами. Относительно посадочного борта центрируются картер и крышка, которые необходимо соединить болтами. Горловина картера обеспечивается приливом, разработанным для произведения им упора в резиновый буфер кузова, ограничивающий ход вверх картера заднего моста. Во внутренней части картера предусмотрено наличие двух каналов, созданных для смазки подшипников ведущей шестерни, нижняя часть картера оснащается маслосливным отверстием, средняя часть имеет маслоналивное отверстие, отверстия закрываются при помощи резьбовых конических пробок. Предохранительный клапан выполняет функцию удержания давления в картере в результате нагрева масла при произведении работы. Главная передача гипоидного типа, ось ведущей шестерни смещается вниз относительно оси ведомой шестерни на 42 мм. Главная передача такого типа создает увеличение толщины и длины зубьев ведущей шестерни, увеличенное количество зубьев, расположенных в одномоментном зацеплении, увеличенное скольжение на поверхности зубьев, достаточно долгий период эксплуатации, снижение создаваемого шума. Ведущая и ведомая шестерни должны быть подобраны в комплект, обеспечивающий наименьший шум, необходимый контакт и зазор в зацеплении. Ведущая шестерня совершает вращательное движение в двух конических роликовых подшипниках, внутреннее кольцо одного из подшипников устанавливается на ведущую шестерню свободно, что позволяет доступно производить сборку и регулировку преднатяга. Ведомая шестерня фиксируется на бурт коробки дифференциала, для закрепления к фланцу используется десяток болтов с корончатыми гайками. На оси устанавливаются два сателлита, которые опираются сферическими торцами на стальные фосфатированные опорные шайбы. Для сателлитов характерно постоянное зацепление с двумя полуосевыми шестернями, торец такой шестерни опирается на упорную шайбу, которая направлена на предохранение от износа шестерни и коробки.

Наружный конец полуоси совершает вращательное движение в шариковом подшипнике, способном воспринимать радиальные и осевые нагрузки. Внутреннее кольцо подшипника зажимается кольцом, который является напрессованным на полуось с большим натягом. Пружинное кольцо устанавливается между зажимным кольцом и подшипником полуоси, в случае полного распрямления пружинного кольца устанавливается удовлетворительная напрессовка зажимного кольца. Наружное кольцо подшипника полуоси устанавливается в гнезде во фланце кожуха полуоси и с помощью зажимной пластины подвергается зажиманию. Подшипник оснащается специальной смазкой, рассчитанной на полный срок службы. Для недопущения попадания в подшипник пыли, воды, грязи предусмотрен войлочный сальник, установленный в корпусе. Также к корпусу привариваются внутренний маслоотражатель и гайки для крепления болтов, прикрепляющих к фланцу кожуха полуоси одновременно тормозной щит, прижимную пластину и корпус войлочного сальника.

Для исключения попадания масла в тормоза, если сальник подтекает, используется уплотнительная прокладка, устанавливаемая между тормозным щитом и прижимной пластиной, к заднему торцу фланца полуоси с помощью болтов устанавливается маслоуловитель. Если подтекание сальника произошло, то масло проходит войлочный сальник и поступает в маслоуловитель, с которым соединены отверстия во фланце полуоси и тормозном барабане. Эти отверстия расположены таким образом, что масло, попав в них, выводится наружу.

Сборка заднего моста осуществляется с одновременной регулировкой, позволяющей произвести установку в нужное положение ведомой и ведущей шестерен, преднатяга подшипников ведущей шестерни, дифференциала, зазора полуосевых шестерен в дифференциале. Для удовлетворительной работы заднего моста необходимо в период эксплуатации очищать сапун.