Техника - молодёжи 1970-08, страница 29

са. Ступенчатые шкивы позволяют просто, хотя и не слишком быстро (перебросом ленты с одной пары шкивов на другую), менять передаточное отношение.

Но у ремня есть ахиллесова пята — место сшивки. Проходя по шкивам, шов создает удары в передаче; здесь чаще всего рвется лента. На любом заводе, где еще старое оборудование, работает шорник — специалист по сшивке ремней.

Новый век привел в промышленность новые ремни: бесшовные плоские (пропитанные синтетическими смолами) для быстроходных передач, клиновые (прорезиненные) для обычных. В последние годы появились зубчатые ленты. Они передают значительные крутящие моменты, когда шкив по тем или иным причинам нельзя сделать достаточно большим. На внутренней поверхности резинового с металлическим кордом ремня сделаны поперечные выступы, которые входят в прорези на шкивах. Получается своеобразный гибрид ремня и цепи, сочетающий достоинства обоих приводов

ДРУГОМУ

С. ЖИТОМИРСКИЙ, инженер

Не забыты техникой и фрикционные системы. Среди них выделяются изяществом решения вариаторы. Они позволяют плавно менять передаточные отношения. Иногда эти конструкции принимают неожиданные формы. Лет десять назад для московского завода «Фрезер» был спроектирован оригинальный станок для заточки резьбонарезных плашек. Шлифовальным кругом нужно было проникнуть в отверстие, образующее режущую грань. Понятно, что круг по размеру очень небольшой, и даже при огромных скоростях вращения (22 тыс. об/мин) не удавалось получить эффективной обработки.

Необходимо было поднять скорость, по крайней мере, до 60—70 тыс. оборотов. В то время «воздушные» опоры еще не были разработаны, а шарикоподшипники такой нагрузки не выдерживают. Изобретатели Э. Аннен-берг и В. Баринов сконструировали необычный шпиндель. Он без подшипников. Его шейки зажаты между тремя роликами — «катушками». Диаметр опор в 3,5 раза больше диаметра шеек шпинделя. Вращаясь (сравнительно медленно), «катушки» раскручивают шпиндель до 72 тыс. об/мин! Эта конструкция — прямое развитие той самой круглой палочки, зажатой между ладонями.

ПРЕВРАЩЕНИЕ

Беснуются цилиндр и поршень. Мелькают гайки шатуна, И тенью пролетает коршун Вдоль рельсового полотна.

Б. Пастернак

В один из дней 1780 года английский изобретатель Джемс Уатт задумчиво сидел над грудой писем. Новые заказчики — текстильные фабриканты — были недовольны продукцией завода в Сохо. За последние годы завод выпустил больше сорока паровых машин. Они исправно работали, откачивая воду из шахт. Но «текстильщиков» не удовлетворял качающийся ба-лансирный механизм. Для привода цеховых трансмиссий нужен был двигатель, дающий непрерывное вращение.

Что ж, превратить качательное движение во вращательное нетрудно. Стоит лишь посмотреть на ножные точила и прялки. Решение само шло в руки — нужно соединить балансир паровой машины с шатуном, кривошипом и маховиком, и заказанный двигатель к вашим услугам. Но... кривошипно-шатунный механизм запатентован французским изобретателем Пикаром. Волей-неволей Уатту пришлось выдумывать новый привод.

В конце концов он сделал «ход конем». На вал маховика была надета солнечная шестерня планетарной передачи. Водило, которое заставляло сателлит обкатываться по солнечной шестерне, — обычный кривошип, только свободно сидящий на оси. Эту передачу легко превратить в обычную кривошипно-шатунную. Достаточно выкинуть шестерни и скрепить водило с валом маховика. Паровые машины с таким приводом выпускались несколько лет.

Этот пример лучше всего говорит, насколько совершенен сам по себе кривошипно-шатунный механизм. Уже около двухсот лет он остается незаменимым во всех поршневых двигателях. (Интересно, что классическая компоновка двигателя внутреннего сгорания тоже заимствована из паровых машин. Такую компоновку применяли в 80-х годах прошлого века для быстроходных машин с двойным расширением пара.) Тем парадоксальнее то обстоятельство, что долгое время кривошип решал обратную задачу.

Первые механические двигатели, изобретенные человеком — конный привод, топчак, водяное колесо, — давали непосредственно вращательное движение. Это было удобно, когда требовалось крутить жернов или инструмент для сверления пушечного ствола. Дело осложнялось, если нужно было получить возвратно-поступа-тельное движение. Тут и вступал в игру кривошип.

Кривошипы и шатуны перемещали кузнечные мехи и поршни насосов. Для волочения железной проволоки использовали водяное колесо с кривошипом, к которому привязывались клещи. Когда рычаг шел вперед, мастер раскрывал клещи и перехватывал проволоку. Во время второй половины оборота колесо само тащило проволоку через волок.

Водяное колесо работало там, где можно было соорудить плотину. Если же нужно откачивать воду из шахты, выручал конный привод, а позже — паровая машина. Однажды произошел уникальный в своем роде случай: передача вступила в соревнование с двигателем.

В 1826 году на одной из нижнетагильских шахт сгорел привод (конный). Забою угрожало затопление. Механики Козопасов и отец и сын Черепановы предложили построить новую установку. Черепановы брались соорудить паровую машину, Козопасов — невиданную штанговую передачу длиной около километра, от плотины до шахты. Администрация решила осуществить оба проекта. Через год «штанга» Козопасова была готова. Деревянная передача покоилась на столбах, отстоящих друг от друга на 10 м, и исправно двигала насосы. Черепановы пустили машину на год позже. Так как энергия «голубого угля» дешевле угля обычного, машина Черепановых использовалась лишь как резервная, в межень, когда в реке было мало воды.

Набор различных механизмов позволяет решать необычные задачи. Рейка, винт, лента, намотанная на барабан, превращают движение из одного вида в другой с постоянным передаточным отношением. Храповик качательное движение преобразует в прерывистое вращение.

Однако наиболее ценные свойства, конечно, у кулачков. Они обеспечивают самую жесткую и в то же время самую гибкую кинематическую связь. Гибкую в том смысле, что связь может подчиняться любому закону — стоит лишь придать кулачку соответствующую

(Окончание см. на стр. 31)

27