За длительный период развития промышленности было создано довольно большое количество различных конструкций, которые предназначены для перераспределения и передачи усилия. Довольно необычным вариантом исполнения можно назвать мальтийский механизм. Он предназначен для обеспечения прерывистого вращательного движения. Рассмотрим все его подробности, область применения и многие другие моменты.
Содержание
- Принцип действия
- Структурный анализ механизма
- Кинематика мальтийского механизма
- Как рассчитать самостоятельно?
- Область применения
- Вам также могут быть интересны статьи:
Принцип действия
В некоторых случаях нужно преобразовывать постоянное вращение в прерывистое. Для этого применяется мальтийский механизм, который сегодня получил весьма широкое распространение. Ключевыми особенностями назовем следующие моменты:
- Устройство представлено двумя элементами, который находятся в непосредственном взаимодействии.
- Основная часть представлена диском со специальными отверстиями. Мальтийский крест выступает в качестве ведомого элемента, которому передается усилие.
- Ведущая часть представлена диском со стержнем, а также специальным элементом, за счет которого обеспечивается крест находится в неподвижном состоянии.
Мальтийский механизм характеризуется тем, что имеет большие размеры в сравнении со многими другими. При этом высокий КПД совместим с равномерной работой.
Ключевыми моментами этого привода можно назвать следующее:
- Оба элемента должны быть расположены точно относительно друг друга, так как в противном случае есть вероятность повышенного износа.
- При производстве изделий должны применяться материалы, характеризующие высокой износостойкостью и прочностью. При этом отметим, что на момент работы не возникает сильного трения, другими словами изделия не нагреваются.
- Несмотря на достаточно простую конструкцию, при изготовлении креста и барабана могут возникать серьезные трудности. Даже незначительное отклонение формы станет причиной потери КПД и возникновения других проблем.
- На момент передачи вращения осевая нагрузка распространяется неравномерно. Именно поэтому есть вероятность быстрого износа подшипника, на котором происходит фиксация креста и барабана.
В целом можно сказать, что принцип работы устройства позволяет его устанавливать в качестве привода самого различного оборудования.
При этом встречаются и модификации, которые также подгоняются под определенные условия эксплуатации.
Структурный анализ механизма
Сегодня в интернете можно встретить чертеж мальтийского механизма, который может применяться изготовления конструкции своими руками. Ключевыми особенностями назовем:
- Рабочий угол.
- Количество лопастей.
- Тип применяемого материала.
- Расположение относительно друг друга.
- Диаметр окружности, описывающий крест и барабан.
Простейший вариант исполнения представлен двумя подвижными звеньями и тремя кинематическими парами. За счет этого обеспечивается равномерность движения. При проектировании приходится проводить достаточно сложно расчеты, которые под силу исключительно профессиональному инженеру.
Кинематика мальтийского механизма
Прежде чем проводить расчеты следует уделить внимание кинематическим особенностям устройства. В качестве основы применяется треугольник с несколькими вершинами, а также цевки, которая формируется при входе в паз и выходе из него. Используя кинематику можно провести следующие расчеты:
- Найти углы поворота на первой и второй фазе.
- Углы и стороны треугольника также считаются важной информацией.
- Угловую скорость и угловое ускорение.
При анализе вращения диска уделяется внимание теореме сложения скоростей и ускорения центра цевки при вращении с равномерной скоростью. Алгоритм расчетов предусматривает применение специальных таблиц.
Как рассчитать самостоятельно?
Самостоятельно провести расчет мальтийского механизма можно после подробного изучения геометрических параметров устройства. Алгоритм проводимых действий выглядит следующим образом:
- Для начала проводится внесение исходных данных в таблицу. Она может быть составлена в произвольной форме.
- Проводится расчет сходных данных к единице времен в применяемой системе СИ.
- Следующий шаг заключается в определении коэффициента движения.
- Применяя табличные данные проводится определение число пазов креста и требуемое число цевок на диске.
- Также нужно определить смещение паза при применении специального равенства.
- Проводится вычисление угловой скорости диска, которая зависит от различных параметров.
- Определяется углы поворота на момент фазы сближения двух элементов конструкции.
- Вычисляется расстояние от центральной части диска до размещения цевки.
- Рассчитывается угол поворота креста на фазе сближения и удаления.
- Определяется коэффициент полезного действия. Этот показатель требуется для вычисления того, насколько эффективным будет в применении устройство.
После получения всей требуемой информации можно провести создание графика зависимости. Он требуется для определения того, насколько проведенные расчеты были правильными. Только после этого можно приступать к непосредственному созданию мальтийского механизма.
Провести рассматриваемые расчеты достаточно сложно, так как они позволяют точно расположить все элементы относительно друг друга.
Если цевка будет смещена от требуемого места всего на несколько долей миллиметра, то может возникнуть биение и другие проблемы.
Область применения
Несмотря в высокой потребности устройства, которое предназначено для преобразования постоянного вращения в прерывистое, применение мальтийского механизма не столь обширно. Это можно связать прежде всего с относительно низкой точностью. Это определяет следующее:
- Как и ранее, сегодня не применяют механизмы для создания киносъемочного оборудования. Исключением можно назвать производство оборудования, которое отвечает за смены положения осветительного оборудования.
- Довольно часто мальтийский крест применяется в случае производства различного станочного оборудования. Он требуется для поворота стала под определенным углом, за счет чего повышается функциональность устройства.
- Больше распространение механизм получил в сфере производства оборудования, где имеются радиальные пазы.
Не стоит забывать о том, что при ускорении вращения барабана есть вероятность износа пальца. Именно поэтому нужно проводить периодическое обслуживание для продления срока службы.
В заключение отметим, что проще приобрести уже готовый вариант исполнения мальтийского механизма. Это связано со сложностями проведения расчетов и непосредственного производства. Стоимость подобного продукта относительно невысокая, интеграция может проводится самым различным образом.
Источник: