เครื่องมือร่าง: วัตถุประสงค์และประเภท

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ทุกคนคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องค่าเสื่อมราคา - สามารถพบได้ในทุกด้านของชีวิต โดยเฉพาะในด้านวิศวกรรมเครื่องกล ค่าเสื่อมราคาเป็นกระบวนการที่ช่วยให้คุณดูดซับ ดับส่วนหนึ่งของผลกระทบที่กระทำโดยวัตถุหนึ่งหรืออีกวัตถุหนึ่ง หลักการนี้ใช้ได้ทุกที่ ตั้งแต่การลดผลกระทบจากการจราจรบนรถยนต์ไปจนถึงการคำนึงถึงการสึกหรอของอุปกรณ์ในโรงงาน

อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้เราจะไม่พูดถึงเรื่องค่าเสื่อมราคาโดยเฉพาะ แต่พูดถึงเรื่องอุปกรณ์แบบร่าง หากคนส่วนใหญ่เคยได้ยินเกี่ยวกับโช้คอัพแล้วอุปกรณ์ดังกล่าวอาจเป็นของใหม่สำหรับทุกคน ความจริงก็คือเฟืองเกียร์เป็นอุปกรณ์พิเศษที่มักใช้ในรถไฟ กลไกนี้มีความสำคัญมากในบริเวณนี้ ติดตั้งในรถยนต์ทุกคัน แต่ประเภทการดูดซับอาจแตกต่างกันไป นี่คือสิ่งที่จะกล่าวถึงในบทความ มีอุปกรณ์ประเภทใดบ้างและสามารถใช้ในกรณีต่างๆ ได้ในกรณีใดบ้าง

นี่คืออะไร

อันดับแรก คุณควรเข้าใจก่อนว่า Draft Gear คืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร ดังนั้นอุปกรณ์นี้จึงได้รับการออกแบบมาเพื่อชำระคืนหรือดูดซับ (นั่นคือสาเหตุที่เรียกว่า) ส่วนหนึ่งส่งผลกระทบต่อพลังงานจลน์ ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของแรงต่างๆ รวมทั้งแรงดึงและแรงอัด บนโครงรถที่ติดตั้ง ตัวดูดซับทำงานอย่างไร? แรงต้านจะเกิดขึ้นภายในอุปกรณ์ ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการเปลี่ยนแปลงของแรงจลน์เป็นแรงประเภทอื่นที่ไม่เป็นอันตรายต่อรถ ดังนั้นการมีอุปกรณ์ดังกล่าวในรถจึงไม่ใช่เรื่องของทางเลือก แต่เป็นข้อกำหนดเบื้องต้น มิฉะนั้น แรงกระทำอาจนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงต่อรถไฟ ซึ่งจะส่งผลที่น่าเศร้า สำหรับประเภทของเฟืองเกียร์นั้นมีจำนวนค่อนข้างมาก แต่ก็ไม่ได้แพร่หลายทั้งหมด บทความนี้จะอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับประเภทหลักและการดำเนินการ ตลอดจนประเภทอุปกรณ์ที่ได้รับความนิยมน้อย

ไม่มีสปริง

อุปกรณ์อย่าง RT-120 Draft Gear นั้นมีอยู่ทั่วไป แต่ไม่ได้ใช้สปริงเหมือนตอนเริ่มต้น อุปกรณ์มีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

• ประเภทเครื่องมือ: แรงเสียดทาน
• ระยะชักสูงสุด: 120 มม.
• ความจุพลังงานสูงสุด: 90 kJ.
• อายุการใช้งาน (ก่อนซ่อม): 16 ปี
• อายุรวม: 32 ปี

ในขั้นต้น อุปกรณ์ดังกล่าวมีเฉพาะสปริงโหลดเท่านั้น แต่เมื่อเวลาผ่านไปก็ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่มีประโยชน์และสะดวก รวมทั้งอุปกรณ์ที่ใช้งานได้และมีประสิทธิภาพมากขึ้น มีปัญหาหลายประการและปัญหาแรกคือผลตอบแทนของสปริงมากเกินไป นั่นคือพวกเขาดีดูดซับพลังงานจลน์ แต่ในขณะเดียวกันพวกเขาก็ปล่อยมันออกไปเกือบเท่า ๆ กันซึ่งยกระดับประโยชน์ของพวกเขา ประการที่สอง เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในรถยนต์ จำเป็นต้องสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเทอะทะ ดังนั้นพวกเขาจึงถูกทิ้งร้าง การใช้พลังงานต่ำได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นปัจจัยชี้ขาด เนื่องจากอุปกรณ์อื่นๆ อาจมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับแบบสปริง แต่มีขนาดกะทัดรัดกว่ามาก ด้วยเหตุผลนี้เองที่อุปกรณ์อย่างเช่น เฟืองท้าย RT-120 ถูกใช้ในรถยนต์ และรุ่นสปริงจะใช้เฉพาะในอุปกรณ์บัฟเฟอร์เท่านั้น

อุปกรณ์กันสปริง

อย่างไรก็ตาม การที่อุปกรณ์สปริงไม่ได้หยั่งรากในแทบทุกพื้นที่ ไม่ได้หมายความว่ากลไกดังกล่าวจะหยุดใช้ในบริเวณนี้ พวกมันกลับกลายเป็นว่าไม่ได้ผลมากนัก ดังนั้นจึงสร้างอุปกรณ์รับแรงต้านสปริงที่ถ่ายโอนการกระทำหลักไปสู่การเคลื่อนที่แบบเสียดทาน ในขณะที่สปริงมีหน้าที่เพิ่มเติมเท่านั้น กล่าวคือ พวกมันมีหน้าที่รับผิดชอบเฉพาะสำหรับศักยภาพเท่านั้น ไม่ใช่พลังงานจลน์ เรามาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร ตัวอย่างเช่น เฟืองท้าย APE ใช้พลังงานจลน์ที่เกิดจากการชนกันของรถสองคัน ก่อนอื่นคุณต้องระบุคุณสมบัติทางเทคนิคของอุปกรณ์นี้:

• น้ำหนักเครื่อง: ไม่เกิน 165 กก.
• ออกแบบสโตรกของอุปกรณ์: 90 มม.
• ความเข้มข้นของพลังงานที่กำหนด: 110 kJ.
• ความเข้มของพลังงานสูงสุด: 130 kJ.
• แรงขันเริ่มต้น: 230 kN.
• แรงปิดคงที่: 1600 kN.
• อายุรวม: 32 ปี
• อายุการใช้งานก่อนซ่อม 16 ปี

หลังจากการกระแทก ผลลัพธ์ไม่ใช่พลังงานหดตัวของสปริง แต่เป็นแรงจลนของแรงเสียดทาน (นั่นคือ แรงเสียดทาน) และพลังงานศักย์ของการเสียรูปของสปริง ผลลัพธ์นี้กลายเป็นที่น่าพอใจมากกว่าค่าเสื่อมราคาของเกวียน ดังนั้นจึงมีการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวอย่างกว้างขวาง

ตอนนี้คุณสามารถหาดราฟเกียร์ 73ZW และรุ่นอื่นๆ ที่คล้ายกันได้ทุกที่ ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์มีดังนี้:

• น้ำหนักเครื่อง: 214 กก.
• ออกแบบสโตรกของอุปกรณ์: 90 mm.
• ขีดจำกัดอุณหภูมิในการทำงาน: +50°С ถึง -60°С
• ขนาด: ยาว - 625 มม. กว้าง - 318 มม. สูง - 230 มม.
• กำลังกระชับเริ่มต้น: 200 kN.
• กำลังปิดเครื่องจักร: 1600 kN.

ข้อดีของอุปกรณ์รับแรงต้านสปริง

ระบบกันสะเทือนสปริงเริ่มติดตั้งในรถยนต์เมื่อนานมาแล้วและยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ มีอุปกรณ์ประเภทอื่นอยู่ แต่อุปกรณ์ประเภทนี้เป็นอุปกรณ์ที่พบได้บ่อยที่สุด สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ อย่างแรกคือความเรียบง่าย ประการที่สอง การติดตั้งเฟืองท้ายประเภทนี้เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างง่ายและสะดวก ขนาดของมันเล็กกว่าอุปกรณ์สปริงมาก ดังนั้นเฟืองเกียร์ของรถบรรทุกสินค้าจึงติดตั้งง่ายและไม่ทำให้เกิดปัญหาในบริการต่อไป. นอกจากนี้ ยังต้องคำนึงถึงความแปรปรวนและการออกแบบเบื้องต้นของอุปกรณ์เหล่านี้ด้วย

เครื่องไฮโดรลิก

อุปกรณ์ดราฟต์คลาสมีความหลากหลายมาก และในหมู่พวกเขามีประเภทที่ได้รับความนิยมอย่างมากอีกประเภทหนึ่งที่สามารถแยกแยะได้ อุปกรณ์ไฮดรอลิกแตกต่างจากอุปกรณ์แรงเสียดทานสปริงอย่างมากในโหมดการทำงาน เนื่องจากใช้ของเหลวซึ่งให้การดูดซับแรงกระแทกสูงสุด อุปกรณ์มีช่องเปิดคันเร่งที่ปรับเทียบตามนั้น จังหวะทำหน้าที่เพื่อให้แน่ใจว่าของเหลวดูดซับแรงกระแทกไหลผ่าน รูเหล่านี้เชื่อมระหว่างโพรงสองช่อง ซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนัก จะถูกเติมผ่านช่องเหล่านี้ เป็นผลให้มีการสร้างความต้านทานการยืดหยุ่นที่สม่ำเสมอซึ่งทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้กับแรงกระแทกที่ค่อนข้างแรง

ในขั้นต้นมีปัญหาเล็กๆ อย่างหนึ่ง คือ ของเหลวไม่สามารถกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิมได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้น อุปกรณ์ดังกล่าวจึงทำให้เกิดจังหวะที่พลาดไป นั่นคือ ช่วงเวลาที่ของเหลวจาก โพรงหนึ่งไม่มีเวลาไหลเข้าอีกช่องหนึ่งเพื่อทำให้การสั่นของเกวียนอ่อนลง นั่นคือเหตุผลที่เมื่อเวลาผ่านไปเพื่อให้แน่ใจว่ามีความต้านทานความยืดหยุ่นสูงสุดในอุปกรณ์ไฮดรอลิกจึงเริ่มใช้ก๊าซเฉื่อย การซ่อมแซมเฟืองเกียร์ประเภทนี้ซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าเล็กน้อย แต่เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพและสะดวกในการใช้งาน อุปกรณ์จะถือว่ามีข้อบกพร่องหากตรวจพบการรั่วไหลของเหลว จังหวะเปลี่ยน หรือสึกหรอมาก

ค่าเสื่อมราคาในเครื่องจักรไฮดรอลิกเป็นอย่างไร

ถ้าเราพิจารณาเกียร์ไฮดรอลิกของรถแล้ว ควรพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทำงานของอุปกรณ์นี้โดยละเอียด น้ำจะทำให้พัดอ่อนลงได้อย่างไร? คำตอบสำหรับคำถามนี้มาจากฟิสิกส์เพราะความหนาแน่นและความหนืดของน้ำช่วยให้มั่นใจได้ว่าการชำระคืนและการดูดซับพลังงานจลน์ของการกระแทกซึ่งสูญหายไปในกระบวนการผ่านของเหลวในขณะที่ถูกเอาชนะและผลักเข้าไป ช่องที่อยู่ติดกันผ่านรูพิเศษ ดังนั้นร่างเกียร์ของข้อต่ออัตโนมัติ เกวียน และองค์ประกอบอื่น ๆ สามารถเป็นแบบไฮดรอลิกได้เพราะไม่ซับซ้อนเกินไป ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซเฉื่อย แต่ต้องขอบคุณสารนี้ ความต้านทานของของเหลวจึงเพิ่มขึ้นหลายเท่า และมันยังเร่งให้กลับสู่สถานะเดิมเพื่อรับมือกับการระเบิดครั้งต่อไป

การใช้พลังงานของเครื่อง

หากพิจารณาเฟืองเกียร์แล้ว พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของมันคือความเข้มของพลังงาน และคุณควรให้ความสนใจตั้งแต่แรก พารามิเตอร์นี้แสดงถึงปริมาณพลังงานจลน์ที่อุปกรณ์สามารถดูดซับได้ก่อนที่จะบีบอัดส่วนประกอบดูดซับแรงกระแทกจนสุด นั่นคือ จนถึงช่วงเวลาที่อุปกรณ์ไม่สามารถดูดซับแรงกระแทกได้อีกต่อไป ดังนั้นยิ่งตัวบ่งชี้นี้สูงเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น สปริงมีความเข้มของพลังงานที่ต่ำมาก ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงไม่ใช้กับรถยนต์ขนาดใหญ่ โดยที่แรงกระแทกจะบีบอัดสปริงอย่างรวดเร็ว ซึ่งดูดซับพลังงานน้อยเกินไป นอกจากนี้ยังควรให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าอุปกรณ์ถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่พลังงานจลน์ไม่ถูกดูดซับอย่างสมบูรณ์ - จะต้องมีพลังงานในปริมาณที่เหมาะสมที่สามารถคืนอุปกรณ์ไปยังตำแหน่งเดิมได้ นี่คือเหตุผลที่ใช้ก๊าซเฉื่อยในเครื่องจักรไฮดรอลิก เนื่องจากต้องใช้พลังงานจลน์ไม่มากในการคืนของเหลวให้กลับสู่ตำแหน่งเดิม

อุปกรณ์ประเภทอื่นๆ

ประเภทของดราฟเกียร์ที่อธิบายข้างต้นไม่ใช่ประเภทเดียว - ยังมีอีกหลายอย่าง แต่ดังที่กล่าวไว้ในตอนต้นของบทความ เฉพาะประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเท่านั้นที่จะอธิบายไว้ที่นี่ ดังนั้นจึงควรสังเกตว่าเฟืองเกียร์แบบยืดหยุ่นซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมากในด้านต่าง ๆ รวมถึงเมื่อติดตั้งในรถยนต์ ประเภทนี้เกือบจะคัดลอกอุปกรณ์ไฮดรอลิกที่อธิบายไว้เกือบทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่สำคัญคือแทนที่จะใช้น้ำธรรมดาซึ่งถูกควบคุมปริมาณผ่านรูที่สอบเทียบแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ของเหลวอีลาสโตเมอร์พิเศษที่มีความหนืดสูงกว่ามาก ซึ่งจะเพิ่มความเข้มของพลังงาน แต่ที่ ในเวลาเดียวกันทำให้การบริการยากขึ้นและยังเพิ่มต้นทุนอีกด้วย นอกจากนี้ยังไม่สามารถละเลยอุปกรณ์แรงเสียดทานซึ่งถือเป็นอุปกรณ์จากองค์ประกอบยืดหยุ่นได้ ในพวกมันการดูดซับพลังงานจลน์เกิดขึ้นเนื่องจากการเสียรูปขององค์ประกอบอันเนื่องมาจากแรงเสียดทาน กับประเภทที่คล้ายคลึงกันอยู่แล้วเรารู้จักกันเพียงผิวเผินเมื่อเราอ่านเกี่ยวกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น อุปกรณ์กันสปริง

เครื่องผสม

แยกกัน ควรพูดถึงอุปกรณ์ที่รวมกัน หนึ่งในตัวอย่างที่เกือบจะเป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุด - แรงเสียดทานสปริง พูดง่ายๆ คือ อุปกรณ์ที่รวมกันนั้นรวมถึงอุปกรณ์ที่รวมค่าเสื่อมราคาประเภทต่างๆ ในกรณีนี้คือประเภทสปริงและแรงเสียดทาน ชุดค่าผสมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตามที่ระบุไว้ในบทความ การรวมกันของการกระทำของสปริงและองค์ประกอบแรงเสียดทานให้ผลลัพธ์ที่เป็นบวกมากกว่า เป็นอุปกรณ์ประเภทรวมที่มีชื่อเสียงมากที่สุด ในด้านกิจกรรมนี้ ไม่อนุญาตให้ใช้ชุดเกียร์สองประเภทรวมกันทุกประเภท ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือการรวมกันของอุปกรณ์อีลาสโตเมอร์และไฮดรอลิก เนื่องจากมีการสร้างคล้ายกันและแตกต่างกันส่วนใหญ่เฉพาะในของเหลวที่ใช้บำรุงรักษาเท่านั้น

เลือกเครื่อง

ควรเลือกอุปกรณ์ใดเพื่อให้บรรลุเป้าหมาย ? ก่อนอื่น ให้ความสนใจกับพารามิเตอร์หลักของเฟืองเกียร์ - ความเข้มของพลังงาน การติดตั้งอุปกรณ์พลังงานสูงบนเกวียนหรือวัตถุอื่นๆ ที่มีแรงกระแทกจลนศาสตร์ต่ำนั้นไม่สมเหตุสมผล เนื่องจากต้นทุนที่สูงจะถูกสังเกตได้โดยไม่เพิ่มผลผลิต นอกจากนี้ ไม่ควรวางอุปกรณ์ที่มีความเข้มพลังงานต่ำไว้บนวัตถุที่ได้รับผลกระทบรุนแรง เนื่องจากพลังงานของอุปกรณ์จะไม่เพียงพอดูดซับพลังงานในปริมาณที่เหมาะสม และแรงกระแทกจะแรงกว่าที่อนุญาตไว้มากตามมาตรฐานที่กำหนด

แน่นอน ยังมีพารามิเตอร์อื่นๆ ที่คุณควรใส่ใจ เช่น ความเสถียร นั่นคือจำนวนแรงกระแทกที่ดูดซับได้สำเร็จเมื่อเทียบกับจำนวนทั้งหมด หรือปริมาณพลังงานที่ส่งออกไปอย่างกลับไม่ได้ซึ่งถือว่าสมบูรณ์ ดูดซับโดยอุปกรณ์ดูดซับและไม่ได้ใช้ต่อไปเพื่อกลับสู่ตำแหน่งเดิม พารามิเตอร์เหล่านี้ได้รับการพิจารณาเป็นรายบุคคลสำหรับแต่ละโครงการ ซึ่งตกลงกันก่อนที่จะเลือกประเภทของเฟืองเกียร์ ตามมาตรฐานและข้อกำหนดที่กำหนดไว้ทั้งหมด