Wariator samoczynny.pdf
(
192 KB
)
Pobierz
jak to dziala 2k.qxd
jak to dzia
ł
a
Utkin (MT sierpieñ 2005 r.). S¹ to przek³adnie
o naprawdê du¿ych mo¿liwoœciach rozwojowych,
wynikaj¹cych zarówno z mo¿liwoœci wspó³czesnej
technologii, in¿ynierii materia³owej, jak i metod kompu-
terowego projektowania i symulacji.
ta, lub bardziej w prawo, gdyby sprê¿ynê wyluzowano.
Gdyby zastosowaæ dzia³aj¹c¹ na tej zasadzie
przek³adniê do napêdu np. roweru, wtedy kolarz mia³-
by do dyspozycji manetkê zmiany stylu jazdy: „jazda
wyczynowa” lub „rekreacja”. W ka¿dym przypadku na-
pêdza³by rower ze sta³ym momentem na peda³ach,
a rower jecha³by z prêdkoœci¹ zale¿n¹ od aktualnych
oporów ruchu: pod górê wolniej, po p³askim terenie
Kazimierz Topr
WARIATOR SAMOCZYNNY
Bardzo ciekaw¹ odmian¹ wariatorów ciernych s¹
tzw. wariatory samoczynne lub automatyczne, tj. takie,
które same dostosowuj¹ prze³o¿enie do obci¹¿enia. Sil-
nik napêdzaj¹cy jakiœ uk³ad, poddany zmiennym obci¹-
¿eniom, mo¿e pracowaæ przy optymalnych paramet-
rach, a moment napêdowy na wyjœciu wariatora jest
zmienny, dostosowany do chwilowych oporów ruchu.
Zasadê dzia³ania tych przek³adni ilustruje rys.
. Na napêdzaj¹cym wale pionowym
I
osadzona jest
pozioma tarcza cierna, z któr¹ wspó³pracuje ko³o bierne
„
a
”, osadzone na gwintowanym wa³ku napêdzanym II.
Gdy moment obrotowy na wale
II
wzrasta, poniewa¿
wzrastaj¹ opory ruchu uk³adu napêdzanego, np. pojazd
zaczyna jechaæ pod górê, ko³o bierne „
a
” nakrêca siê
na gwintowany wa³
II
, œciskaj¹c sprê¿ynê i jednoczeœ-
nie przesuwa siê w prawo, zmniejszaj¹c promieñ
r
x
,
czyli promieñ czynny tarczy napêdzaj¹cej. Oczywiœcie
zmniejsza to prze³o¿enie przek³adni i wa³
II
obraca siê
wolniej, przy tych samych obrotach wa³u
I
.
Mo¿liwoœci przek³adni zale¿¹ od tarcia pomiêdzy
tarcz¹ a ko³em „
a
” i od sztywnoœci sprê¿yny. Moment
przenoszony przez przek³adniê jest wiêc ograniczony.
Mo¿na to jednak wykorzystaæ i zastosowaæ uk³ad zmie-
niaj¹cy napiêcie wstêpne sprê¿yny, co oznacza „prze-
suniêcie” charakterystyki przek³adni w kierunku wy¿-
szych lub ni¿szych wartoœci dopuszczalnego momentu
przenoszonego.
Ko³o bierne „
a
” porusza³oby siê w lewo i prawo,
przyjmuj¹c kolejne po³o¿enia równowagi, ale nieco bar-
dziej w lewo, gdyby sprê¿yna zosta³a wstêpnie napiê-
szybciej. Problem budowy takiej – w ca³ym tego s³owa
znaczeniu – automatycznej przek³adni polega na roz-
wi¹zaniu sprawy odpowiednio sprawnego napêdu cier-
nego. Oznacza to zarówno dobór materia³ów o odpo-
wiednio du¿ych wartoœciach wspó³czynnika tarcia, jak
i zdolnych do przeniesienia mo¿liwie du¿ych nacisków.
Moc rozwijana przez przeciêtnego kolarza waha
siê w granicach 0,25 – 0,3 kW. Przy niskich obrotach
wa³u peda³ów mo¿na przyj¹æ dla jazdy turystycznej
ok. 30 obr/min, daje to jednak doϾ spory moment:
M
⋅
=
9550
W
n
gdzie:
W
– moc kolarza w kW,
n
– obroty wa³ka peda³ów w obr/min.
WartoϾ momentu otrzymujemy w Nm.
Po podstawieniu ww. oszacowañ, moment roz-
wijany przez kolarza mo¿e wynieœæ:
M
=
9550 =
⋅
0
95
,
Nm
,
30
co oznacza si³ê na pedale ok. 600 N, przy przeciêtnej
d³ugoœci korby rzêdu 0,15 m. Mechanizm przek³adni
automatycznej ciernej, taki ¿eby siê go da³o zabudo-
waæ wewn¹trz nieprzesadnie du¿ej piasty, a wiêc
o œrednicy do 90 mm, mia³by œrednice kó³ ciernych
mniej wiêcej na poziomie 50–60 mm, z czego wynika,
¿e sprzê¿enie cierne powinno byæ zdolne przenieœæ si³ê
rzêdu 3200 N! To wcale niema³o! To wyjaœnia, dlaczego
tak d³ugo w tej grupie przek³adni trwa³a
stagnacja, mimo ¿e by³y znane od bardzo
dawna.
Oczywiœcie z ka¿dej sytuacji jest
jakieœ wyjœcie. Je¿eli pojedyncze sprzê-
¿enie cierne nie da rady, to przecie¿ mo¿-
na uk³ad zwielokrotniæ. Tak w³aœnie pos-
t¹pili konstruktorzy samoczynnej przek-
³adni bezstopniowej stosowanej do na-
pêdu maszyn w³ókienniczych), gdzie jest
przenoszony przez zespó³ czterech kó³
satelitarnych.
Przed wielu laty grupa studentów
jednej z naszych politechnik opracowy-
wa³a studium projektowe przek³adni do
napêdu roweru. Schemat pokazuje rys.
. Uk³ad mia³ byæ zabudowany w tar-
czy napêdowej, gdzie jest wiêcej miej-
a
1
II
tarcza cierna
I
2
O
przek³adniach bezstopniowych pisa³ ju¿ Marek
1
2
sca i œrednica urz¹dzenia mo¿e byæ znacznie wiêksza
ni¿ w piaœcie ko³a. Zasada dzia³ania dobrze widoczna:
równie¿ zespó³ kilku kó³ satelitarnych, sprê¿yna i od-
biór momentu napêdowego z du¿ego ko³a ³añcucho-
wego.
wanie wspó³czesnych materia³ów mo¿e spowodowaæ
pojawienie siê roweru z przek³adni¹, która bêdzie
prawdziwym „stradivariusem” wszystkiego, co ma s³u-
¿yæ podniesieniu komfortu i efektywnoœci jazdy na ro-
werze. Na tle beznadziejnej perspektywy rozwoju mo-
toryzacji (nie przybêdzie powierzchni do je¿d¿enia!)
mo¿e to byæ hit przysz³oœci!
41
Wydaje siê, ¿e nast¹pi³ ju¿ czas takich przek³ad-
ni. Zast¹pienie zwyk³ej œruby œrub¹ kulkow¹ i zastoso-
Plik z chomika:
sylon1
Inne pliki z tego folderu:
Pomiar prędkości statków – log.pdf
(1896 KB)
Pralka automatyczna.pdf
(262 KB)
Prostowody.pdf
(4410 KB)
Przekładnie falowe.pdf
(216 KB)
Rury cieplne.pdf
(650 KB)
Inne foldery tego chomika:
01JAZZ
02JAZZ
03JAZZ
04JAZZ
05JAZZ
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin