Храповый механизм — конструкция, принцип работы, применение

За долгий период развития индустрии по производству механизированного оборудования было создано довольно большое количество устройств, которое может применяться для передачи усилия. Примером можно назвать храповой механизм.

Он считается одним из старейших изобретений человека, так как конструкция достаточно проста и эффективна, оно считается актуальным на сегодняшний день. Рассмотрим все его особенности подробнее.

1. Устройство храповика

Храповик или храповой механизм – это зубчатое устройство прерывистого движения, которое необходимо для замены возвратно-вращательного движения на прерывистое движение только в одном направлении. То есть, храповик даёт возможность вращаться оси в одном направлении и не допускает вращения в обратном направлении.

По форме храповик – это зубчатое колесо, имеющее несимметричные зубья с упором на одну сторону (одна сторона зубья пологая, а другая – поднутренная или отвесная). Движение колеса в обратном направлении ограничено собачкой, прижимающейся пружиной или собственным весом. Устройство храповика несложное.

Конструктивно храповой механизм состоит из таких элементов:

1. Храповое колесо.

2. Вал.

3. Собачка с осью, которая должна крепиться на неподвижный элемент.

4. Рычаг.

5. Иногда, в конструкции предусмотрена дополнительная стопорная собачка.

Храповое колесо – это основной элемент любого храпового механизма. По внешнему виду – это обычное колесо, в котором предусмотрены зубья. Храповое колесо изготавливают методом ковки или методом литья из разных видов стали.

Храповые механизмы отличаются между собой и по количеству зубцов на храповых колёсах. Количество зубцов определяет долю окружности, на которую предполагается делать поворот храповика. Для обеспечения поворота на шестьдесят градусов понадобится шесть зубцов (шестьдесят градусов равно одной шестой окружности). Для возможности поворачивать механизм на 30 градусов понадобиться храповик с 12 зубцами (тридцать градусов равно одной двенадцатой окружности). И так далее. Самое минимальное количество зубцов для храповика равно шести. Храповиков с меньшим количеством зубцов, обычно, не производят.

Храповое колесо крепится на специальный вал, на котором оно может свободно вращаться. Для максимальной свободы вращения пространство между валом и колесом смазывают машинным маслом. Собачка предназначается для ограничения движения храпового колеса. Она зацепляется с храповиком и задерживает его движение в сторону спуска, но при этом не останавливает движение в сторону подъёма. Для того, чтобы храповик смог крутиться в сторону подъёма, собачку необходимо вывести из зацепления с ним. Для этого собачку нужно разгрузить при помощи специального механизма.

Существуют храповые механизмы, способные обеспечить вращение как вправо, так и влево. В там случае зубцы храпового колеса делают прямоугольными, а собачку перекидной. Если собачку перекидывать с одной стороны на другую, то можно менять направление вращения храпового механизма. В некоторых вариациях храповиков предусмотрена дополнительная стопорная собачка. Она нужна для обеспечения более высокой надёжности всего механизма.

Управление собачкой производиться при помощи рычага, который способен как ввести, так и вывести её из зацепления. Чем размеры храповика больше, тем больший рычаг потребуется. Именно по такой причине храповики производят максимально маленькими (на сколько это возможно). Высота одного зубца рассчитывается как 0,3-0,4 от величины шага.

Различают два типа храповых механизмов в зависимости от типа профилированной поверхности:

1. Барабанные – рабочая профилированная поверхность являет собой окружность или её фрагмент.

2. Реечные – профилированная поверхность механизма линейна.

В зависимости от профиля храпового колеса различают такие виды храповых механизмов:

1. Храповые механизмы с прямоугольным профилем.

2. Храповые механизмы с пологим профилем.

3. Храповые механизмы с радиальным профилем.

В зависимости от количества рычагов в механизме, бывают храповики таких видов:

1. Храповики с одним рычагом.

2. Храповики с двумя рычагами.

Механизмы с двумя рычагами обеспечивают большую устойчивость и не допускают перекосов во время работы механизма.

По типу зубцов бывают храповики таких видов:

1. Храповики с прямыми зубцами.

2. Храповики со скошенными зубцами.

У храповиков со скошенными зубцами упор для собачки более надёжный, что обеспечивает более надёжное зацепление составляющих механизмов.

:

Читать далее:

Сборка карданных передач и передач с гибкими валиками

2. Принцип работы храповика

Рассмотрим какой же принцип работы храповика. Рычаг с собачкой возле храповика находится в свободном вращении. Эта собачка одним своим концом находиться на храповике, а вторым – прикреплена на подвижное осевое соединение. Когда на храповой механизм воздействует тяга от другого механизма, рычаг начинает качаться в разные стороны. Во время отклонения рычага собачка просто скользит по пологой стороне зубцов, не оказывая никакого влияния на вращение храповика. Если воздействие тяги прекращается, собачка упирается на отвесную сторону зубца и препятствует обратному движению храповика. То есть, постепенно качаясь то в одну, то в другую сторону, рычаг с собачкой обеспечивает поступательные движения храпового механизма.

К примеру, рассмотрим принцип действия храповика в подъёмном механизме. Поворачивая рукоятку, можно поднять груз на определённую высоту. Но если рукоятку отпустить, то груз не упадёт, а будет удерживаться в подвешенном состоянии из-за того, что храповик находится в зацеплении с собачкой. Для того, чтобы появилась возможность опустить груз, необходимо для начала приподнять собачку (удерживать рукоятку) и спокойно в медленном темпе опустить груз, поворачивая рычаг.

Характеристики секаторов с храповым механизмом

Главной характеристикой данного инструмента выступает возможность с легкостью справляться с той работой, которая требует приложения больших усилий, при условии ее выполнения классическим секатором.

Лезвия трещоточного приспособления изготовляются из высококачественного материала – титана или углеродистой стали. Ручки могут быть пластмассовые, деревянные из стекловолокна. Инструменты, в зависимости от моделей, отличаются размером, весом и формой. Это положительная тенденция – потребитель может выбрать оборудование, наиболее удобное и соответствующее нужным критериям.

Секатор с храповым механизмом предназначен для выполнения сложных садовых работ:

•  Обрезка крупных и сухих веток, толщиной до 3 см.
•  Формирование кроны.
•  Нарезание черенков.
•  Укорачивание корней.

Такой тип секатора необходим для работы в больших садах и плодопитомниках. Но, несмотря на все плюсы инструмента, существуют некоторые особенности, которые следует  изучить перед тем, как его приобретать.

Секатор с храповым механизмом имеет свои преимущества и недостатки

Недостатки приспособления с храповым механизмом:

•  Неудобно обрезать тонкие молоденькие пагоны.
• Лучше не обрезать ветки больше 3 см в диаметре – можно повредить инструмент. Для такой обработки используется сучкорез.
•  На работу уходит значительно больше времени, чем при использовании обычного секатора.
•  Инструмент довольно дорогостоящий, учитывая сложный механизм и высокое качество материала.

Чтобы не возникало подобных неудобств во время садовых обработок, садоводы рекомендуют использовать несколько видов секаторов. В результате, каждый инструмент имеет свой участок работ, экономятся время и силы, повышается качество обрезки.

3. Область применения храповых механизмов

Применение храповых механизмов очень широкое. Их используют во многих конструкциях и приборах, например, в домкратах, турникетах, замках наручников, лебёдках, гаечных ключах, заводных механизмах часов, отвёртках, механизмах заднего хода велосипедов, строгальных станках, обгонных муфтах, шифровальных машинах (например, «Энигма»),защитных устройствах электроинструментов и в транспортных средствах (в механизме коленчатого вала).

Храповой механизм в основном используется как задерживающее устройство. В подъёмных машинах, оснащённых лебёдкой, зубчатое колесо храповика соединяется с барабаном лебёдки, а собачка предотвращает обратное раскручивание барабана под давлением со стороны груза. В механических часах с пружинным заводом храповик предотвращает самостоятельное раскручивание заводной пружины.

В коленчатом вале транспортных средств также используются храповые механизмы. Они необходимы для обеспечения моментальной остановки всего механизма и предотвращения его прокручивания в обратном направлении. Храповой механизм в коленчатом вале даёт возможность присоединения пусковой рукоятки. С помощью храпового механизма передаётся вращательное движение от рукоятки к коленвалу, что обеспечивает его запуск. Кроме того, храповик обеспечивает отсоединение коленвала от рукоятки в автоматическом режиме после запуска двигателя в самые короткие сроки.

Как выбрать качественный инструмент

Выбор качественного секатора, в том числе и с храповым механизмом, базируется на основных критериях:

• Качество инструмента.
• Индивидуальное соответствие.
• Соответствие объемам и сложности работы.

Главные правила правильного выбора приспособления:

•  Оценивается качество механизма и сборки инструмента. Для этого секатор проверяется в движении. Во время зажима и возврата пружины в изначальное положение не может быть никаких препятствий или трений. Механизм должен быть хорошо смазанный и работать четко.
•  Проверяются острота и качество лезвий. Качественные лезвия производятся из твердой стали или титана. Ножи из мягкой стали быстро стачиваются, края заминаются. Кроме того, лезвия нового инструмента характеризуются абсолютной гладкостью: без бугорков, зазубрин, шероховатости. Для большей долговечности и работоспособности ножи обрабатываются специальным тефлоновым покрытием – оно защищает металл от коррозии и делает срез более гладким.

Интересно. Лучшим вариантом для секатора с храповым механизмом считаются титановые лезвия – они очень прочные, легкие и хорошо очищаются.

•  Оценивается качество заточки ножей. Новые лезвия должны быть правильно заточены – от этого зависят качество работы и долговечность инструмента.
•  Подбираются инструменты с крепкими и удобными рукоятками. Ручки секатора испытывают большие нагрузки, поэтому должны быть достаточно мощные, но не очень тяжелые. Кроме того, рукоятки следует выбирать удобные для руки, чтобы не образовались мозоли. Самым оптимальным вариантом считаются ручки из прочной пластмассы или стекловолокна со специальными резиновыми накладками. Инструмент с храповиком должен быть оснащен еще и защитной дугой.

Кроме перечисленных критериев, опытные садоводы рекомендуют подбирать секатор, исходя из индивидуальных особенностей. Инструмент в первую очередь должен быть удобный. Если с первой пробы, еще при покупке, приспособление показалось неудобным или управлять им сложно, то, скорее всего, ситуация не изменится и при дальнейшем пользовании.

Еще один интересный совет – желательно обращать внимание на расцветку ручек. Лучше отдавать предпочтение ярким окраскам – инструмент имеет особенность теряться, так его легче будет найти.

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.

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.

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.

Лучшие модели

Среди разнообразия производителей, марок и моделей садовых секаторов с храповым механизмом сложно сориентироваться даже опытному садоводу. Положительными отзывами и хорошим качеством выделяется несколько известных моделей:

• Секатор Traum. Профессиональный инструмент. Характеризуется высоким качеством округлого лезвия из углеродистой стали, покрытой тефлоном. Оснащен секатор упорной наковальней, удобными ручками с резиновыми кожухами и защитной дугой.
• Секатор Wincut. Секатор тайванского производства. Выделяется компактностью, небольшими раз мерами: вес 250 – г., длина – 20 см. Отлично подходит для новичков. Характеризуется острыми самозатачивающимися лезвиями из качественной стали с тефлоновым покрытием. Благодаря изогнутой, сикирообразной форме режущего элемента, с легкостью можно обрезать ветку толщиной 24 мм. Корпус сделаный из алюминия, ручки оснащены термопластичной резиной и петлеобразной дугой. Хорошим дополнением является предохранитель, который включается, блокируя секатор, одной рукой.
• Секатор Grinda. Мощный, полупрофессиональный секатор. Удобный, легкий, надежный инструмент. Предназначен для обрезки веток до 2 см диаметром. Лезвия выполнены из закаленной углеродистой стали, с антикоррозийным покрытием. Легко очищается с помощью кисточки, которая вложена в рукоятку. Благодаря легкому алюминиевому корпусу и удобным резиновым накладкам, инструментом комфортно управлять и работать на протяжении длительного периода. Особенностью секатора является приспособленность к работе и левой, и правой рукой.
• Секатор Красная звезда. Качественный секатор, важным преимуществом которого является возможность обрезки как крупных веток, толщиной около 2.5 см, так и тоненьких прутиков. Лезвия сделаны из хромированной углеродистой стали, рукоятки – из магнезиевого сплава, оснащены защитным эфесом и рифленым пластиком. Наковальня гнутой формы, с нейлоновой вставкой. Инструмент дополнительно оснащен пропитанной маслом губкой для очистки и смазки секатора после работы.
• Секатор Green apple. Усиленный секатор тайваньского производства. Подходит для обрезки веток толщиной до 20 мм. Вес секатора – 270 г., длина – 20 см. Лезвие стальное, длиной 5.5 см, покрытое грязеотталкивающим веществом. Корпус выполнен из литого алюминия, предохранитель расположен под большой палец для комфортного использования.

Секатор с храповым механизмом – хороший помощник, как для профессионалов, так и для любителей-садоводов. Для того чтобы использование инструмента принесло максимум пользы, а работа была комфортной и качественной, следует изучить особенности конструкции и условия применения данного секатора. Какое приспособление наиболее удобное и эффективное, каждый потребитель должен решать сам, исходя из индивидуальных особенностей и предпочтений.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Несущая база изготавливается из металлических листов, которые соединяются между собой при применении технологии сварки. Подобная база создается в зависимости от особенностей будущей конструкции.
5. 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.
6. 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.

Расчет храпового механизма

При рассмотрении того, как работает храповый механизм следует уделить внимание тому, что самое опасное положение, когда вершина собачки упирается в вершину зуба. Подобное явление становится причиной возникновения сильного удара, за счет которого механизм изнашивается довольно быстро. Среди особенностей проводимых расчетов отметим следующее:

1. Проводится расчет прочности кромок.
2. Определяется окружная сила.

При проектировании могут применяться самые различные формулы, а некоторая информация берется из таблиц.

Расчет храпового механизма создает довольно много трудностей, так как в некоторых случаях выбирается требуемый параметр в зависимости от условий эксплуатации.

Расчет храпового колеса

Провести расчет храпового колеса можно самостоятельно. Среди особенностей процедуры отметим нижеприведенные моменты:

1. Во все случаях проводится расчет коэффициента, который представлен соотношение ширины зуба к показателю модуля. Большие значения применяются для устройств, во время работы которых может возникать существенная ударная нагрузка. Ширина собаки составляет 2-4 мм, за счет чего компенсируется вероятность неточности проведения монтажных работ.
2. При расчетах могут применяться самые различные формулы, все зависит от того, какие данные известны в начале расчетов.
3. Проводится расчет сопротивления на изгиб при рассмотрении зуба как балки, так как на него будет оказываться высокая нагрузка.

Можно встретить просто огромное количество различных формул, которые могут применяться при проведении расчетов.

Устанавливаемая собачка храповика выступает в качестве важного элемента конструкции. Среди особенностей его изготовления отметим нижеприведенные моменты:

1. При создании подвижной собачки механизма применяется сталь 40Х, которая дополнительно обрабатываются термическим методом для повышения твердости. Рассматриваемый материал после термической обработки становится более защищенным от воздействия окружающей среды.
2. Для обеспечения надежной фиксации применяется специальная пружина или вес.
3. При установке собачки уделяется внимание тому, что ось ее вращения располагается так, чтобы ее контактная поверхность соприкасалась с зубом под углом 90 градусов или близким к нему. За счет этого обеспечивается более высокая надежность фиксации.

Работа рассматриваемого устройства определяет то, что не приходится выполнять периодической обслуживание. При длительной эксплуатации есть вероятность быстрого износа поверхности. Кроме этого, со временем пружина может потерять свои основные свойства.гш

Смотрите также:

Рождение автомобиля. Первые паровые двигатели

Почему плавают обороты на холостом ходу?

Для чего нужен хон в цилиндрах?

Устройство главного цилиндра сцепления

Что входит в цилиндро поршневую группу?

Bentley Continental GT: технические характеристики

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...