Храповой механизм (храповик)

Особенности работы двунаправленных механизмов

Одной из ключевых черт классического храповика является вращение колеса или рейки только в одну сторону. Но есть также и отдельный класс механизмов, которые сохраняют тот же эксплуатационный эффект, но действуют иначе. Вращение у двунаправленных систем реализуется и влево, и вправо. Причем зубцы обязательно должны быть прямоугольными – только в этой конфигурации можно обеспечить равномерность смещения колеса. Главная же особенность храпового механизма двунаправленного типа заключается в системе перемещения «собачки». Она не переходит и не сползает по поверхности колеса, а перекидывается. Это расширяет возможности управления системой, но и усложняет ее, делая менее надежной.

Поворот — храповик

Поворот храповика на 45 может быть получен при помощи механизма, показанного на фиг. Собачки имеют принудительное зацепление с зубьями храповика 6, ибо каждая из них соединена пружиной с рычагом. Рычаги свободно посажены на ось храповика.   Поворот храповика на ползуба влечет одновременно с переключением тарелочных шестерен передвижение ремня на нек-рую величину, строго согласованную с таким изменением передаточного числа конусов, которое должно обеспечить нормальное натяжение ровницы при соответствующем изменении диаметра катувлки. Образование конусов намотки у катушки с ровницей достигается систематич. Это уменьшение высоты подъема достигается передвижением рейки Вг ( влево) на одну и ту же величину с каждым ходом каретки, что допускается прорезом кулисы. Благодаря этому передвижению ( осуществляемому тем же поворотом храповика на ползуба с помощью зубчатого колеса, сидящего на одной оси с храповиком) рабочая длина рейки Лх уменьшается, а с уменьшением ее длины сокращается ход каретки, так как предельный угол наклона рейки достигается при меньшем ходе каретки.  

Поворот храповика собачкой происходит по той причине, что при отходе движка назад храповик удаляется от собачки, которая, поворачиваясь на оси, под действием особой пружины перескакивает по храповику на один зубец.  

При повороте храповика на один зубец вместе с ним поворачивается винт 14, а так как винт 14 осевого перемещения не имеет, то при вращении винта происходит подача державки с резцом.  

Весь угол поворота храповика разбивается на ряд промежуточных положений, обычно через 2 — 3, среди которых обязательно должны быть все фиксированные позиции контроллера.  

Принцип конструкции устройств, позволяющих регулировать угол поворота храповика при неизменном размахе собачки, поясняется фиг. Угол а качания рычага с собачкой остается постоянным; он соответствует тому наибольшему углу, на который собачка должна поворачивать храповик за двойное качание.  

После установки натяжных пружин всех кареток путем поворота храповика на определенное число зубьев, необходимо проверить равномерность напряжения натяжных скоб. При наличии разницы в напряжении нужно ее устранить.  

Резцедержавка подается вперед на 0 002 мм при повороте храповика на один зуб. При полном использовании профиля кулачка резцедержавка переместится на 1 мм, после чего подается сигнал о необходимости переналадить приспособление и сменить резец.  

Таким образом, за каждый двойной ход ползуна происходит поворот храповика 2 на 90 по часовой стрелке.  

Из рис. 302, б видно, что собачка препятствует повороту храповика в обоих направлениях.  

Органическим недостатком храпового механизма является его динамичность, так как остановка механизма происходит в большинстве случаев после поворота храповика в сторону опускания груза на некоторый угол, в худшем случае на один жаг. За это время груз приобретает некоторую скорость и кинетическая энергия груза при его остановке передается на механизм в форме удара зуба храповика о собачку. Для доведения до минимума этого нежелательного явления не следует делать шаг зубьев храповика больше, чем это необходимо по условиям прочности зуба.  

В делительном устройстве шлицешлифовального станка модели 345 угол рпч-маха собачки остается постоянным ( 100), и угол поворота храповика, связанного со шпинделем изделия, регулируется перекрытием соответствующего числа его зубьев. Схема этого устройства представлена на фиг. Устройство работает следующим образом.  

Для этого или меняют храповик ( ставят храповик с большим числом зубьев), или изменяют величину перемещения собачки, установив ее так, чтобы вместо поворота храповика на два зуба она поворачивала храповик на один зуб.  

Замедленное перемещение шлифовальной бабки может также производиться гидроцилиндром с храповым механизмом г 80, которые расположены в корпусе маховика. При повороте храповика на один зуб подача бабки составляет s 0 0025 мм.  

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

Блок, необходимый для работы лебедки

Ручная лебедка, закрепленная на полу или верстаке, способна лишь перемещать предметы по горизонтали. Для подъема тяжестей на высоту необходимо дополнительное приспособление – блок. Представляет собой шкив с подвесом, через который перекидывается трос.

На чертеже изображен механизм действия комплекта из лебедки и блока.

Причем у этого приспособления есть дополнительные возможности. Каждый добавленный блок увеличивает силу на тросе – вдвое.

Это свойство блочных приводов широко применяется в такелажных работах. При компактном исполнении в помощь лебедке приходит блоковый усилитель.

Все перечисленные приспособления продаются за немалые деньги. И любое из этих изделий можно изготовить самостоятельно.

Храповый механизм для стяжных ремней

Доставка продукции ООО «Самсон» производится во все регионы России и страны ближнего зарубежья. При оформлении у нас заказа вы можете выбрать наиболее удобный для Вас способ получения товара.

1. Самовывоз.
2. Доставка транспортной компанией.
3. Cлужба курьерской доставки.

Транспортировкой готовой продукции занимаются ведущие экспедиционные компании России, готовые предложить различные способы доставки и удобные для Вас сроки и схемы перевозок.

Для небольших партий товаров наиболее востребована услуга транспортных компании по доставке сборных грузов. Наше предприятие бесплатно доставляет товары до терминала ТК, в этом случае на покупателя ложится оплата услуги перевозки груза между терминалами и доставки до двери (в случае необходимости).

Для отправки крупногабаритных грузов или больших партий товаров, возможно фрахтование специального автотранспорта или контейнера.

Отправка заказа производится после поступления оплаты на расчетный счет компании в согласованные с получателем сроки. Доставка грузов до терминала транспортной компании производится 2 раза в неделю – вторник и четверг.

Получить более подробную информацию можно у наших менеджеров или на официальных сайтах ТК.

Калькулятор расчета стоимости доставки:

Разновидности механизма

В продаже встречаются самые различные фрикционные храповые механизмы. Они могут применяться для реализации самых различных задач. Среди особенностей проводимой классификации отметим следующие моменты:

1. Профилированная поверхность часто изготавливается в виде барабана или рейки.
2. Реечный вариант исполнения встречается крайне редко, так как функциональность устройства существенно снижается. Барабанные фрикционные храповые механизмы встречаются намного чаще по причине компактности и других свойств.
3. Профиль основы также классифицируется по большому количеству признаков. Чаще всего встречаются радиальные, прямоугольные и пологе варианты исполнения. Радиальные получили широкое распространение, так как они компактные и просты в установке.

В большинстве случаев зуб имеет классическую форму, за счет чего обеспечивается надежность работы.

https://youtube.com/watch?v=GMDe6caao-Q

Кулачковые механизмы

Устройства применяются при необходимости преобразования вращения ведущего вала в линейное перемещение небольшой амплитуды. Основные элементы механизма следующие:

• ведущий вал;
• закрепленный на нем (или являющийся его частью);
• фасонный диск с выступом;
• толкатель, движущий в направляющих, обеспечивающих линейность его движения.

Фасонный диск (он называется также кулачком) – это активный элемент кинематической пары. Исполнительным элементом служит толкатель. Иногда движение передается через качающиеся на параллельном валу коромысло.

Одним из основных параметров у механизмов с толкателем является эксцентриситет — ось толкателя смещается относительно оси кулачка.

Принцип работы кулачкового механизма прост:

при вращении кулачка в плоскости толкателя он поворачивается своим сечением с большим радиусом, оказывая давление на толкатель и вынуждая его к линейному движению. Это перемещение происходит до тех пор, пока не будет достигнута вершина кулачка. После его прохождения давление на шток начинает ослабевать вплоть до достижения минимального радиуса диска. Шток возвращается обратно под действием пружины. Цикл повторяется.

Особенностью кулачковой пары является ее необратимость. Кривошипный механизм может преобразовывать движение в обе стороны. Так, в бензиновом или дизельном двигателе во время рабочего хода продольный ход поршня преобразуется во вращение коленвала. Во время такта выпуска накопленная инерция вращения маховика вращает коленвал, и кривошипный механизм превращает его в обратный ход поршня, вытесняющего остатки продуктов сгорания рабочей смеси из цилиндра.

Кулачковая пара такой обратимости не имеет, поскольку отсутствует жесткая связь между элементами. Толкатель совершает обратное перемещение под действием возвратной пружины.

Самым широко распространенным примером кулачкового механизма служит распределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания. Кулачки распредвала напрямую или через коромысла открывают в определенном порядке клапаны цилиндров. Закрываются они возвратными пружинами.

Чтобы спроектировать действующее устройство, необходимо провести ряд расчетов, для синтеза кулачкового механизма построить передаточную диаграмму.

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.

Размер и вес

Вопрос принципиален прежде всего для женщин, так как большинство инструментов до сих пор рассчитано на мужскую руку. «Женский» инструмент должен иметь длину примерно 20 см (или меньше) и вес около 200 граммов. У некоторых производителей секаторы одной линейки имеют градацию по размеру и весу, поэтому при покупке вполне можно интересоваться, «нет ли такого же, но поменьше». К сожалению, никакого унифицированного для всех производителей обозначения «размерной линейки» не существует: кто-то может маркировать свои секаторы как S, M и L, у кого-то размеры обозначаются цифрами – и тут не обойтись без помощи продавца-консультанта… Со стороны все эти граммы и сантиметры кажутся несущественными, но если поработать секатором несколько часов, выяснится, что размер очень даже имеет значение. Следует заметить, что всевозможные усиления механизма (храповики, рычаги, переключатели) и дополнительные элементы эргономики неизбежно увеличивают вес инструмента, поэтому поиск модели с оптимальным балансом функциональности и веса может занять какое-то время.

Храповик коленчатого вала

Сегодня он выступает в качестве составного элемента различных механизмов и машин. Храповой механизм широко применяется в устройстве турникетов, домкратов, лебедочных механизмах и многих других. Также он нашел применение в коленчатых валах.

Храповик представляет собой механизм прерывистого движения, включающий несколько составных частей. Его основным предназначением является способность преобразовывать движения возвратно-вращательного характера в прерывистое вращение исключительно в одном направлении. Иными словами, храповик предотвращает то вращение оси, которое происходит против заданного направления.

Механизм устройства храповика представлен зубчатым колесом, зубцы которого не являются симметричными. Они оснащены упором с одной из сторон. Предотвращение обратного вращения достигается за счет собачки, прижимаемой к зубчатому колесу. Собачка может прижиматься двумя способами: наиболее часто собачка прижимается к зубчатому колесу при помощи пружины, резинового кольца, но есть и другой вариант — прижатие посредством собственного веса.

Собачка соединена с коромыслом, которое совершает раскачивающиеся движения неподалеку от центра храпового колеса, подвижным соединением. Она необходима для того, чтобы захватить храповое колесико, захватывающего коромысло при перемещении рычага из стороны в сторону.

В тот момент, когда происходит движение колеса в обратном направлении, собачка легко соскакивает на несколько зубцов колеса. В коленчатом вале этот простой, но достаточно важный механизм выполняет роль средства моментальной остановки.

Другое назначение механизма – предотвращение проворачивания вала. Так используемый в конструкции лебёдки храповик останавливают обратное провертывание барабана при подъёме груза.

При необходимости осуществления попеременного вращения вала вправо-влево, зубцы делают прямоугольной формы, а собачку перекидной. Перекидывание собачки, позволяет изменять направление вращения храповика.

Требующийся поворот храповика определяет количество зубцов. На какую долю окружности предполагается поворот храповика, столько зубцов и проектируют. Для поворота на 60 градусов потребуется 6 зубцов (одна шестая окружности), поворота на 30 градусов – 12 зубцов (одна двенадцатая полного оборота). Минимальное количество зубцов – 6.

При проектировании учитывается такая особенность, чем больше храповик, тем больше должен быть рычаг. Поэтому храповик делают максимально допустимо маленьким. Высота зубца рассчитывается в 0,35-0,4 величины шага. Профиль традиционно бывает прямоугольный, пологий или по радиусу. Проектирование механизма с двумя рычагами делает его более устойчивым, предотвращая перекос в процессе работы. Скашивание конца зубца, делает упор более надёжным.

Храповик коленчатого вала позволяет присоединить пусковую рукоятку. С его помощью происходит передача вращательного движения, идущего по направлению от рукоятки к коленчатому валу для осуществления запуска. Также происходит автоматическое отсоединение вала от рукоятки в кратчайшее время после начала работы двигателя.

Правила работы с секатором-трещоткой

Основные правила эксплуатации секатора с храповым механизмом заключаются в поддержании инструмента в рабочем состоянии и правильно определенном участке работы.

Принципы работы с секатором-храповиком:

• Тщательная очистка лезвий после каждого использования инструмента.
• Регулярная смазка движущихся частей механизма.
• Регулярная заточка ножей.
• Обработка лезвий дезинфицирующим средством перед использованием секатора.
• Контроль над положением защитного фиксатора.

Секатор Mr Logo

Следует помнить! Данный инструмент эффективный при обработке крупных веток и санитарной обрезке. Работа секатором с храповым механизмом с тонкими пагонами будет требовать дополнительных усилий и займет больше времени, чем работа с другим видом секатора.

Производители часто дополняют инструмент разнообразными функциями и приспособлениями, о которых следует узнать заранее.

Обратите внимание! Залогом качественной и долгой службы секатора является изучение инструкции к инструменту и ее выполнение

Область применения

Сегодня храповик как деталь применяется при создании различных промышленных агрегатов с компонентами инженерных конструкций. При этом может обеспечиваться стабильная работа различных небольших элементов инструментов. Этот момент указывает на универсальность применения храповых механизмов.

С точки зрения технической интеграции устройство обходит многие другие варианты исполнения.

Очень часто производители используют храповик в качестве элемента, через который проводится установка рабочих параметров. Примером можно назвать фиксацию шага реза в определенном диапазоне. Кроме этого, установка проводится при непосредственном изготовлении станочного оборудования.

В последнее время установка проводится в станках для круглой шлифовки, устройство обеспечивает радиальную подачу. Встречается механизм в домкратах и различных лебедочных системах, заводных автомобилях и других устройствах.

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.