Equipament Novikov: GOST, disseny, aplicació

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Molts mecanismes mòbils estan dissenyats de manera que la transferència d'energia directament des del dispositiu de conducció al cos executiu és impossible. En algunes situacions, el motor i el dispositiu accionat estan estructuralment separats i desplaçats entre si. En altres casos, primer s'ha de convertir l'energia: reduir o augmentar la velocitat del motor, canviar el sentit de gir o convertir el moviment de rotació en translació.

Llavors calen alguns mecanismes intermedis per transferir o transformar aquesta energia. Un dels principals elements utilitzats per a aquesta finalitat són les rodes dentades. S'utilitzen sempre que es requereixi una transmissió de potència important mantenint un dispositiu compacte i una llarga vida útil, ja sigui una caixa de canvis d'automòbil, un rodet de canya de pescar o una turbina hidroelèctrica..

Quines són les transferències

Hi ha moltes varietats d'engranatges. Es classifiquen segons els criteris següents:

• direcció de transmissió del moviment: cilíndrica, cuc,cònic;
• costat de la roda on es tallen les dents: engranatge intern o extern;
• direcció de les dents - recta, obliqua, galó;
• forma de les dents: engranatge cicloide i evolvent, compromís Novikov.

Engranatge cicloide

Aquesta tecnologia va ser patentada l'any 1931 per l'enginyer alemany Lorenz Braren. Malauradament, té inconvenients importants.

1. Difícil de fabricar: cada roda es talla amb una eina de tall d'engranatges independent.
2. Sensibilitat extremadament alta als canvis en la distància central. És a dir, aquest tipus de compromís requereix la màxima precisió en la producció i la instal·lació, i en cas de patir el menor dany mecànic, falla.
3. Dificultats de reparació a causa de la manca d'estandardització d'aquests compromisos.

L'avantatge d'aquest engranatge és que la tensió al punt de contacte de les dents es redueix molt a causa de la seva forma arrodonida, donant lloc a una major durabilitat de les peces.

Com a conseqüència d'això, la connexió cicloïdal ha trobat la seva aplicació en un camp de la indústria força estret: en la fabricació de rellotges i altres instruments de precisió, alguns tipus de compressors i bombes.

Tipus involut

Aquest tipus de disseny de dents va ser proposat pel famós mecànic i matemàtic Leonhard Euler l'any 1760 i és el més utilitzat a la indústria.

En un parell d'engranatges, una peça amb un diàmetre més petit se sol anomenar engranatge, i una part amb una de gran s'anomena roda. ATconnexió evolvent, les dents tenen un perfil amb vores convexes. És el mateix tant per a l'engranatge com per a la roda. D'aquí es desprèn el principal benefici econòmic de l'engranatge evolvent: baixa complexitat de fabricació de peces mantenint una precisió suficient i, en conseqüència, una alta productivitat. Aquestes rodes no requereixen equipament complex per fabricar-les i la seva qualitat és fàcil de controlar.

Aquesta connexió té un altre avantatge indiscutible associat a la presència d'un factor humà en la producció: les dents involutives són insensibles als canvis en la distància central, si no s'interromp el seu compromís. En poques paraules, aquestes rodes "permeten" algunes imprecisions tant en la fabricació com en la instal·lació sense gaire pèrdua de rendiment.

A més, l'engranatge evolvent ofereix als engranatges una llarga vida útil a causa del fet que les superfícies de les dents, que tenen una forma convexa, roden les unes sobre les altres. A causa d'això, la fricció de les superfícies es redueix significativament, és a dir, es minimitza el desgast de les peces.

Creació de la transmissió de Novikov

De vegades cal transmetre un parell molt elevat i alhora no anar més enllà d'una determinada mida i pes del mecanisme. En aquestes condicions, la connexió evolvent pot no ser prou fiable; a causa de les elevades tensions de contacte al punt de contacte de les dents, poden fallar ràpidament.

Aquí ve en ajuda de l'anomenat cargol circularcompromís. Va ser desenvolupat l'any 1954 per l'enginyer i inventor soviètic M. L. Novikov. Va prendre aquesta decisió investigant els problemes que van sorgir en dissenyar màquines pesades però relativament lentes, com ara tractors i tancs.

Aquesta tècnica té una gran massa, que requereix la transferència del parell adequat des del motor a través de la transmissió a les rodes o rodets. Les dents involutes no sempre estan a l'alçada.

Quins són els avantatges d'obrir…

S'ha creat una connexió en què les dents de l'engranatge i la roda són convexes i còncaves, respectivament. Per això, es va aconseguir un augment important de la superfície de contacte de les dents, ja que les dents de l'engranatge i les depressions entre elles a la roda tenen radis molt propers.

Així, es va reduir la tensió al punt de contacte. Això va permetre, segons les circumstàncies específiques, reduir significativament la mida del mecanisme mantenint el valor de la potència transmesa, o bé, mantenint les dimensions i el pes existents, augmentar significativament la càrrega de la connexió sense por de una avaria primerenca.

… i els seus defectes

En contrast amb la connexió evolvent, on dues superfícies convexes es toquen, en els engranatges de Novikov, les parts convexes i còncaves formen un tot gairebé integral quan es connecten. Per això, la fricció entre les dents augmenta significativament, afectant-ne la durabilitat. Encara que en el cas de màquines de baixa velocitat, per a les quals inicialment ies va desenvolupar una connexió de cargol circular, aquest factor no és tan important.

A més, aquest disseny, similar a l'engranatge cicloide, exigeix molt la qualitat de la mà d'obra i la cura del muntatge, ja que la violació de la distància entre els centres pot tenir conseqüències catastròfiques.

Abans de Novikov, ja s'havien fet nombrosos intents per millorar el disseny del compromís, però només ell va aconseguir desenvolupar una tecnologia viable. Després d'algunes millores, es va introduir en moltes indústries.

Millorant l'invent

Hi ha dos tipus d'enllaços Novikov en total:

• amb una línia de toc (pot ser prepolar i polar);
• amb dues línies tàctils (dozapole).

En el primer tipus, les dents de l'engranatge i la roda tenen la mateixa curvatura al llarg de tot el contorn. Amb una connexió polar, el perfil de la roda motriu es fa convex i la roda motriu és còncava. Amb prepolar - viceversa. Aquest compost va ser desenvolupat directament per Mikhail Novikov, que va rebre el premi Lenin per això.

No obstant això, aviat va quedar clar que la fabricació d'engranatges d'aquest tipus és tecnològicament força difícil. Com que les rodes no són iguals, però tenen talls de dents diferents, es necessiten dos equips diferents per fer un parell de rodes, cosa que no és gaire econòmica.

La recerca en aquesta direcció ha començat. El seu resultat va ser el desenvolupament de l'engranatge dozapoleny, en què les dents de la roda i l'engranatge són iguals,però tenen un contorn convex més proper a la part superior i un còncava més proper a la base, amb una transició suau entre ells. Això no només va aconseguir la unificació de la producció de peces, sinó que també es va descobrir que aquests engranatges tenen una capacitat de càrrega molt més gran que les connexions amb una línia d'engranatge.

Distribució de nous desenvolupaments

Desenvolupat originalment per a equipament pesat, inclòs l'equip militar, l'esquema d'engranatges de Mikhail Novikov va començar a estendre's ràpidament per moltes indústries. La planta de construcció de màquines de Lugansk a Ucraïna va ser la primera del territori de l'antiga Unió Soviètica a fabricar productes amb la nova tecnologia.

altres.

Els països estrangers també estan activament interessats en aquest desenvolupament. El Japó s'està desenvolupant per a la seva implementació en la indústria de l'automòbil, i Anglaterra i els Estats Units tampoc es queden fora. La invenció d'un científic soviètic pot anar a conquerir l'Univers: les organitzacions internacionals estan finançant la investigació sobre l'aplicació de l'engranatge Novikov en transbordadors espacials, sondes i altres equips.

Àmbits d'ús de la tecnologia de cargol rotatiu

En la seva major part, aquest desenvolupament s'ha implementat a les àrees següents:

• engranatges de tracció de diversos vehicles pesants: troleibusos, autobusos, tramvies, helicòpters);
• unitats de bombeig i altres equips de la indústria petroliera;
• maquinària de mineria de carbó;
• caixes de canvis de grua de polipast i de viatge.

També hi ha coixinets especials fets amb engranatges Novikov que tenen tres vegades la capacitat de càrrega dels coixinets convencionals.

Producció d'engranatges Novikov i documents reguladors

Es va desenvolupar un equip especial per tallar dents en la fabricació del compromís de Novikov: una fresa. Aquesta eina té un cost força elevat, ja que s'apliquen requisits elevats a la precisió de la fabricació d'engranatges. Ja no s'observarà una lleugera desviació, i aquesta harmonia ideal dels contorns de contacte, que garanteix una gran vida útil i una potència transmesa.

Atès que la qualitat tant de les dents com de les freses per tallar-les estan subjectes a requisits especialment elevats, s'han desenvolupat estàndards estatals separats per controlar-ne la fabricació. Per al propi compromís de Novikov - GOST 17744-72, per a eines de tall d'engranatges - GOST 16771-81.

El nou principi de fabricació de dents, desenvolupat per M. L. Novikov, va ser reconegut no només al territori de l'antiga URSS, sinó també a molts altres països.