Конструкционное исполнение

Функциональные части механизма работают на обеспечение прерывистого движения, требуемого для одностороннего смещения зубчатого колеса. Последнее выступает наиболее значимой частью системы и представляет собой металлический диск с зубцами. Для обеспечения надежности колесо изначально выполняется по технологии ковки или литьевым способом.

Количество зубцов может быть разным – это зависит от рабочего диапазона целевой конструкции. В типовых моделях возможность 30-градусного поворота обеспечивают 12 зубцов. Минимальное число переходных пазов достигает 6 – к примеру, такая конфигурация используется в храповых механизмах для стяжных ремней-рэчетов. Кроме рабочего колеса, в конструкцию также входит крепежная «собачка», стопорный механизм, вал и рычаг. Физические свойства элементов, схема расположения, наличие отдельных функциональных компонентов и размеры могут меняться в зависимости от модели и особенностей конструкции.

Маркировка (бирка крепежного ремня) по стандарту EN

Стандарт обязывает производителей крепежных устройств к разработке соответствующей маркировки для крепежных ремней. Для двухкомпонентных стяжных ремней рекомендовано наличие двух бирок — на длинной ременной ленте и на короткой ленте с механизмом затяжки. Осмотр часто выявляет ее отсутствие, что создает проблему оценки данного ремня. Производитель часто вшивает черные опознавательные продольные швы в ременную ленту для обозначения допустимой рабочей нагрузки.

Указываемые в бирке данные согласно DIN EN 12195-2:

• Производитель (наименование и символ).
• Год выпуска.
• Материал изготовления ременной ленты.
• Длина крепежного ремня в метрах
• Допустимая рабочая нагрузка (LC) в daN.
• Стандартная ручная сила (SHF).
• Сила предварительного натяжения (STF) в натяжном рычаге в daN, при креплении прижимом.
• Код производителя.
• Указание на соответствие стандарту EN 12195-2.
• Удлинение при максимально допустимой рабочей нагрузке (в %).
• Указание «НЕ ПОДНИМАТЬ ТОЛЬКО КРЕПИТЬ».

Цвет бирки крепежного ремня рассказывает о материале ременной ленты:

Как сделать зажим для ремня храпового механизма

У меня никогда не было настоящего зажима для ремешка, чтобы справиться с неуклюжими ремнями с храповым механизмом и другими, не идеальными методами. Но недавно я купил один, чтобы иметь под рукой, и подумал, что я должен заглянуть внутрь, чтобы увидеть, как это работает:

Механизм выглядит более сложным, чем он есть на самом деле – на самом деле очень просто. Он в основном зажимает свободный конец ремня и удерживает его, одновременно натягивая петлю, чтобы она плотно прижималась к зажимаемому предмету. Я знаю, это тоже звучит немного сложно, но представьте, что вы стоите на концах веревки, натягивая петлю вокруг чего-то обеими руками.

Хотя я и не собирался покупать зажим, я подумал, что было бы интересно попробовать сделать версию, сделанную в основном из дерева. Таким образом, я потратил несколько часов, работая над примерно составленным прототипом:

И даже без верхней крышки, чтобы держать внутренности, она все равно работала на удивление хорошо. Поэтому я взял то, что я узнал из прототипа, и усовершенствовал дизайн, и нарисовал его в SketchUp, чтобы строить планы.

Для начала я выбрал кусок вишни, чтобы сделать верхнюю и нижнюю крышку для зажима. Я мог бы сделать все детали из клена, но так же, как мои деревянные брусья, я думал, что контраст между этими двумя видами будет привлекательной чертой. Толщина верхней и нижней крышки должна составлять около 1/4 дюйма, поэтому после нарезки ломтиков на настольной пиле я выровнял их до равномерной толщины:

Мне нужен был только один из ломтиков для зажима, но наличие другого было полезным в качестве руководства при планировании заготовки, как видно из этого короткого видео .

Обычно я печатаю планы на работу, но мой принтер умер, и вместо этого я использовал свой телефон. Это не так удобно, и мне нравится иметь бумагу, чтобы писать заметки о вещах, которые должны быть изменены или скорректированы в плане. Я обрезал верхнюю и нижнюю крышку по размеру и отметил места для винтов и отверстий для прорези спереди:

Я должен упомянуть направление зерна для этого проекта, так как это очень важно для общей силы. Обратите внимание, что древесные зерна в крышках идут из стороны в сторону, и направление зерна для каждой детали (или групп деталей) отмечено на плане и должно соблюдаться.

Чтобы сделать прорези, я просверлил отверстия 3/8 ″ на каждом конце и вырезал материал между ними с помощью лобзика:

Затем очистил это и сделал это гладким с помощью напильника:

Эти слоты просто для того, чтобы удерживать площадку на месте и не должны быть идеальными.

Я использовал зенковку в своем сверле для каждого положения винта на верхней крышке. Имейте в виду, что это винты №6, поэтому головка будет меньше:

Я сделал следующие стороны, и зерно проходит по длине этих частей:

Две катушки, хомуты и блок рядом, все сделаны из клена. Опять же, важно направление древесины, но катушки можно повернуть на 90 градусов (как показано), если их легче сделать:

Важно то, что при склеивании частей это будет зерно лицом к лицу. В этом зажиме нет клеевых соединений с торцевым зерном, так как это соединение недопустимо слабо.

Спереди и сзади были вырезаны следующие. Я считаю, что мои мини-настольные салазки идеально подходят для безопасной резки этих мелких деталей:

Передняя часть нуждается в мелкой цапфе, чтобы закрепить конец ремня:

Подушка и фиксатор с зерном, бегущим вертикально на обеих частях:

И наконец ручка, сделанная из того же клочка вишни. Он имеет отверстие 3/8 ″, просверленное до конца для свинцового винта, и было сформировано с помощью плоскости для ручной обработки, а затем отшлифовано гладко:

Все деревянные детали для зажима вырезаны и готовы к сборке:

Я использовал обычный клей для дерева, чтобы закрепить боковые стороны и переднюю часть нижней крышки, и использовал пружинные зажимы, пока клей высох:

Плоское пятно было вставлено в конец рукоятки ведущего винта, чтобы помочь прикрепить его к деревянной рукоятке:

Затем я мог бы использовать эпоксидную смолу для приклеивания ручки и гайки на конце ходового винта:

Хотя у меня есть достаточное количество уверенности в том, что только эпоксидная смола удерживает гайку на ведущем винте, я пошел дальше и также закрепил ее, используя хвостовик сверла 1/16 ″, которое я использовал для сверления отверстия. Это занимает минуты и очень легко сделать, пока зажим еще в кусках.

Этот проект полностью посвящен склеиванию – фиксатору колодки и катушкам нижнего ярма:

Теперь все, что мне нужно сделать, это дождаться полного высыхания клея, прежде чем перейти к последним этапам сборки:

Склеив остальные детали и продев ремешок через механизм (подробно показано на видео ниже), я прикрутил верхнюю крышку и на некоторое время выставил ее на солнце, чтобы вишня немного потемнела:

И вот оно после первого слоя льняного масла:

Я сделал видео, рассказывающее о сборке этого зажима:

Как работает храповый механизм?

Храповик – одно из старейших механических изобретений человека. Конструкционная простота и функциональная эффективность позволили ему сохранять актуальность даже в эпоху цифровых технологий. Разумеется, и целевые системы, в которых применяется храповый механизм, сложно назвать технически высокоразвитыми, но это не отменяет эксплуатационные достоинства их устройства.

Сфера применения

На храповиках базируются и промышленные агрегаты с компонентами инженерных конструкций, и работа мелких фурнитурных элементов для инструмента. Это говорит об универсальности устройства и его гибкости с точки зрения технической интеграции. Например, простейший храповый механизм для касок позволяет осуществлять регулировку ремня оголовка через колесико, передающее движение системе фиксации.

В инструментах данное устройство служит как средство установки определенных рабочих параметров. В конструкции секатора, в частности храповик позволяет четко фиксировать шаг реза в рамках заданного диапазона. Если же говорить о более ответственных направлениях, то на первый план выйдет станочное производственное оборудование. Поперечно-строгальные агрегаты оснащаются наружными колесами храповиков, которые выдерживают большие физические нагрузки. В круглошлифовальных станках данное устройство задействуется в целях обеспечения радиальных подач – монтаж производится в комбинации с поршневыми приводами. Помимо этого, храповики используют в лебедочных системах, домкратах, стартерных и заводных механизмах.

Конструкционное исполнение

Функциональные части механизма работают на обеспечение прерывистого движения, требуемого для одностороннего смещения зубчатого колеса. Последнее выступает наиболее значимой частью системы и представляет собой металлический диск с зубцами. Для обеспечения надежности колесо изначально выполняется по технологии ковки или литьевым способом.

Количество зубцов может быть разным – это зависит от рабочего диапазона целевой конструкции. В типовых моделях возможность 30-градусного поворота обеспечивают 12 зубцов. Минимальное число переходных пазов достигает 6 – к примеру, такая конфигурация используется в храповых механизмах для стяжных ремней-рэчетов. Кроме рабочего колеса, в конструкцию также входит крепежная «собачка», стопорный механизм, вал и рычаг. Физические свойства элементов, схема расположения, наличие отдельных функциональных компонентов и размеры могут меняться в зависимости от модели и особенностей конструкции.

Как работает храповый механизм?

В каждом устройстве предусмотрен своего рода спусковой элемент (рычаг, привод, крюк), приводящий систему в действие. Изначально «собачка» находится в контакте с колесом, но после активации механизма начинается осевое вращение, влекущее за собой и смещение фиксатора.

Тяга может обеспечиваться разными источниками тяги. В том же секаторе пуску способствует ручной нажим, а в станках – электродвигатель. Так или иначе, в процессе движения колеса «собачка» начинает скольжение и последующее перемещение по внешним поверхностям зубцов. Важно подчеркнуть, что в этот момент она не оказывает никакого влияния на колесо. Но после остановки движения храповый механизм запирается посредством упора «собачки» в один из пазов. Данный цикл может повторяться до тех пор, пока не будет получен требуемый результат при осуществлении регулировки, подъема или настройки по определенным параметрам целевой системы.

Разновидности механизма

Существует множество классификаций, обусловливающих разнообразие храповиков. К примеру, профилированная поверхность может быть реечной или барабанной. Первый вариант используется в особых случаях, так как линейное размещение зубцов менее функционально и эргономично, чем по окружности. Барабанные же системы как раз и представляют собой устройства с рабочими колесами. Есть и классификация профиля основы, на которой располагаются пазы. Он может быть прямоугольным, радиальным и пологим. Чаще применяются радиальные системы как наиболее удобные в использовании, надежные и компактные. С прямоугольным профилем обычно выполняется храповый стяжной механизм, поскольку небольшие размеры регулирующей оснастки в данном случае не позволяют использовать зубцы с заостренными и наклонными гранями.

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.

Как самостоятельно изготовить храповик?

Техника выполнения конструкции будет зависеть от требований к системе, в которой она будет использоваться. За основу можно взять вал в виде отрезка металлической трубы, вырезку из стального листа и кусок профиля, который выполнит роль «собачки». Основная сложность будет заключаться в подгонке размеров этих компонентов, ведь только при условии оптимального схождения можно обеспечить стабильную работоспособность храпового механизма. Своими руками также следует изготовить несущую базу – для нее используют металлический каркас, собранный из тех же стальных листов. Посредством сварки к нему с двух сторон крепится вал, на который садится предварительно обработанный диск с вырезанными пазами. Для установки «собачки» следует предусмотреть ходовой зажим с пружинной системой. Инсталляция осуществляется метизами или сваркой.

В заключение

У храповиков немало преимуществ, но есть и слабые места, которые необходимо учитывать при покупке устройств с таким механизмом. В первую очередь, на систему ложится высокая ответственность, что обуславливает и повышенные требования к обслуживанию.

В тех же станках и грузоподъемных агрегатах обязательным условием является регулярная смазка колеса и пятен контакта с «собачкой». Использование храпового механизма в мелком инструменте и дополнительных приспособлениях тоже имеет свои недостатки, обусловленные заеданием небольших деталей. Но в каждом случае качество работы системы будет зависеть от характеристик изделия. Крупные производители применяют в конструкции храповиков долговечные компоненты с оптимальным сочетанием эксплуатационных свойств. Другое дело, что наличие такого механизма может существенно повышать ценник устройства.

Построение храповых механизмов

По результатам расчетов параметров проектируемых храповых механизмов с внешним и внутренним зацеплением строят их профили в машиностроительном масштабе на листе формата А. Варианты для расчетов выбираются по согласованию с преподавателем из специальной таблицы.

Масштаб построений выбирается по соображениям оптимального использования рабочего места. Следует учесть, что ширина листа должна составлять не менее чем (D х Масштаб + 60 мм), а длина — не менее чем (2,5 х D х Масштаб).

Затем чертежный лист условно разделяют на два формата, в одном из которых строят схему храпового механизмов с внешним зацеплением, в другом — с внутренним.

Пример выполненного профиля храпового механизма приводится на рис. 11.5, а — механизм с внешним зацеплением, рис. 11.5,5 — с внутренним.

На свободном участке листа А1 должна быть помещена таблица с параметрами храпового механизма (рис. 11.6).

При построениях для контроля можно использовать рис. 11.3.

Порядок построения храповых механизмов с внешним зацеплением

• 1. В середине выбранного формата отмечают точку О — центр оси храпового колеса, из которой радиусами D/2 и О_вп/2 проводят начальную окружность и окружность впадин зубьев соответственно.
• 2. Начальную окружность делят на z равных частей с шагом t=nm. Точки деления отмечают какА_],А₂. A_z.
• 3. Через точки деления проводят линии, соединяющие эти точки с точкой О и восстанавливают угол поднутрения а.
• 4. Из точек А_<,А₂. A_z строят угол впадины у. Затем угол у сопрягают дугой окружности радиуса г.
• 5. Обводят основной линией контур храпового колеса.
• 6. В одной из верхних впадин в точке пересечения образующей угла а с окружностью впадин зубьев (например, в точке A_t) строят

Рис. 11.5. Чертежи храповых механизмов внешнего и внутреннего

угол головки собачки ср. Далее сопрягают угол ср дугой окружности радиуса /*,.

7*. Из точки А_> откладывают левой образующей зуба храпового колеса расстояние Н, равное высоте головки собачки, и отмечают точку В.

Рис. 11.6. Таблица с параметрами храпового механизма

• 8*. Через точку В под углом 30° к нормали к начальной окружности, проходящей через точку А_р проводят прямую и откладывают расстояние ВС, равное [0,8—1,0]//.
• 9*. Через точу С строят прямую перпендикулярно нормали к начальной окружности, проходящей через точку А_г Параллельно s_<на расстоянии [0,8-1,3] Н в сторону точки О проводят прямую s₂. Точку пресечения прямой s₂ с образующей угла ср отмечают как Е.
• 10*. Из А_х строят дугу окружности радиуса /, где / — длина собачки. На середине части построенной дуги, ограниченной прямыми s_lи s₂, отмечают точку О’ — центр оси собачки.
• 11*. Из точки О’ строят окружность оси ведущей собачки радиусом d/2 и окружность ступицы собачки, радиуса 1,8 • d/2.
• 12*. Проводят линии, соединяющие точки С и Е с окружностью ступицы собачки.
• 13*. Обводят основной линией контур ведущей собачки.
• 14*. Запирающую собачку строят исходя из конструктивных соображений.
• 15. Изображают прижим, действующий на запирающую собачку.
• 16. Проставляют все необходимые размеры.

Как было сказано ранее, храповые собачки не являются стандартными узлами, поэтому пункты, отмеченные звездочкой, не являются универсальными и могут быть изменены конструктором самостоятельно (например, профиль тела собачки можно скруглить) исходя из поставленной задачи. Это относится и к храповым механизмам с внутренним зацеплением.