Техника - молодёжи 1969-02, страница 9

Техника - молодёжи 1969-02, страница 9

Если бы вы захотели изобрести новую букву ал фа» вита, это вам вряд ли удалось бы. Дело с изобретением простейших механизмов, право же, обстоит ненамного проще. Да и легко ли пополнить алфавит современной техники чем-либо аналогичным клину, рычагу, колесу, винту, заклепке, шестерне, поршню? Примерно 10 тыс. лет отделяют нас от изобретения клина, открывшего перечень простых механизмов. За все это время цивилизация занесла в список лишь около двух десятков названий. И вот в нем заполнена еще одна строчка, где теперь значится: р о л я м и т.

Новый термин составлен из двух английских слов, которые в переводе означают «катящийся» и «скромная лепта» Пусть вас не удивляет такое сочетание. Предлагая его, молодой американский инженер Д. Уилкс хотел сказать, что он вносит свой скромный вклад в сокровищницу простых механизмов.

Уилкс не задавался целью спроектировать именно такую конструкцию. Его достижение можно отнести к разряду выдающихся попутных изобретений. Первоначально инженер работал над устройством, которое измеряло бы ускорение и замыкало электрический контакт в тот момент, когда ускорение достигает определенной величины. Прибор Уилкса состоял из вертикально подвешенной S-образной пружины, на конце которой находился груз. И вот однажды во время отдыха инженера, как говорится, осенила идея: «А что, если в изгибы пружинящей ленты поместить ролики? Смогут ли они двигаться относительно ленты и как?»

Потребовалось не так уж много времени, чтобы изготовить модель нового механизма. Он изображен на цветной вкладке. Как видно из рисунка, элементы устройства заключены между параллельными направляющими плоскостями. Концы упругой металлической ленты закреплены. Когда ролики, вращаясь в противоположные стороны, передвигаются вдоль направляющих, лента постепенно сматывается с одного ролика и наматывается на другой.

Изобретатель хорошо понимал, что он ничего не выигрывает, если при вращении ролики будут проскальзывать. Но оказалось, всегда можно подобрать упругость и натяжение ленты, чтобы движение сопровождалось только качением, без скольжения. Остается только воспользоваться желанным выигрышем — ничтожным коэффициентом трения, всего около 0,0005. Это в десятки раз меньше, чем у обычных роликовых подшипников. Смазка? Для большинства технических приложений она не требуется совсем. Достаточно самого незначительного усилия, чтобы привести ролики в движение вдоль направляющих.

Понятно, новое устройство применимо лишь в тех случаях, когда относительное перемещение его элементов не превышает размеров механизма. Но и в этих рамках ролямит получает широчайшую сферу практического использования. Некоторые применения также показаны на цветной вкладке.

Легко вообразить ролямит в роли ударного поглотителя для автомобилей (1). Натяжение ленты создает мягкое гасящее действие. Небольшое видоизменение, и механизм предстает уже в роли многоскоростного редуктора (2). Ведь лента может обвивать несколько роликов. Перемещение вдоль направляющих заставляет их вращаться с разными угловыми скоростями А вот перед нами уже замкнутая лента и круговая направляющая. Получился роторный подшипник с минимальным трением (3).

Ролики, поддерживающие рабочий стол, можно с успехом использовать в легко передвигающемся машинном суппорте (4). Эти же элементы, перекатываясь вправо или влево, могут открывать и закрывать отверстия клапана для газа или жидкости (5). Треугольные ролики вместо круглых дают маятник (в).

Еще немного фантазии, и перед нами чувствительный термостат (7), Это прежний ролямит, но с биметаллической лентой (она составлена из двух металлов с разными температурными коэффициентами расширения). Похолодание воздуха изменяет упругость ленты, ролики передвигаются к одному из концов механизма, где и замыкают контакт цепи нагревательного устройства.

Подобно закрученной часовой пружине, упругая лента ролямита стремится стать плоской и потому запасает энергию, когда вынуждена изгибаться вокруг роликов. Две ее петли постоянно препятствуют одна другой в их стремлении выпрямиться. Пока лента однородно упруга, петли взаимно уравновешиваются, и ролики остаются в покое. Но если в ленте сделать треугольный вырез, то

О н

КАИН -ЙШ У^Л» РЫЧАГ -

^гшес Ф-ът

ЗАКЛЕПКА-1000 ЛСГА0Н.*

^Нышт —800

щшипник-8О0

ЛГТЛвК-3

7 ЛЕТА*«э

" ЛБТАОНЭ

ACTA® Н.э.

лет А» и э

'ЛРШМЭ

г ЛЕТДРМЛ

ВОРОГ —£50,

w шествия— 200

ютиян. —100 лет АОН.Э

ПЕТЛИ

1400гол

тьцтягрт-

кшчкоьмй ЭКСЦЕМГМК. -

клапан -

гак

год

ЩЛ

-1600

1ШгоЛ

год

с цеп л ение-18 JMc

РОАЯМИТ-

ж

ГОЛ

ш

ГОА

по направлению к основанию треугольника ее жесткость будет постепенно ослабляться. Петли утратят равновесие и приведут ролики в движение. И чем дальше они будут отодвигаться от начального положения, тем слабее будет сопротивление. Возникает так называемый отрицательный пружинный эффект, обычно осуществляемый с трудом. Ведь чем дальше сжимаем мы обыкновенную пружину, тем большее усилие приходится прикладывать.

Лента с треугольным вырезом дает еще несколько применений ролямита. Например, устройство пожарной сигнализации. Ролики соединены в нем мягко-плавкой вставкой и удерживаются в сильной части ленты. Но как только вставка расплавится от огня, они приходят в движение и в конце пути включают контакт пожарной сирены (8).

Еще одно применение ролямита с самодвижущимися роликами — быстродействующая задвижка или замок (9). В нем срабатывает пружинная защелка, которая первоначальном положении прижата лентой. Новый простой механизм очень дешев, поскольку его части не требуют тщательной подгонки. Единственное сомнение связано с явлением усталости металла. Ведь лента многократно изгибается. Не нарушит ли это ее упругих свойств? Однако расчеты и опытная проверка устранили беспокойство изобретателя. Ленты из сплава бериллия и меди оказались настолько стойкими, что не обнаруживают никаких признаков усталости после миллиона сгибов. Если считать, что ролямитный электровыключатель в квартире действует 10 раз в день, то его лента должна служить по крайней мере 300 лет.

Итак, алфавит техники, составлявшийся на протяжении целой сотни столетий, пополнился еще одной буквой. Какая будет следующей? Этот вопрос пока остается без ответа. Во всяком случае, против реформы технической азбуки возражений ни у кого не будет.

ТЕХНИЧЕСКАЯ СЕНСАЦИЯ

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?