ЕЩЕ РАЗ ОБ ЭКСЦЕНТРИКАХ

Продолжим тему, поднятую в статье «Торсион с эксцентриком» в № 7 за 2022 год.

В современной технике широко используются термины, заимствованные из самой природы. Такие, например, как червяк, палец, нос, щека, фартук, косынка, рукав, ребро и многое другое. К разряду подобных относятся также понятия эксцентрик и эксцентричность, связанные с явлениями порой странными и даже необычными (вспомните, как говорят о клоунах). Эта необычность и позволяет получить нередко заметный положительный эффект в различных конструкциях.

Возьмем, к примеру, кулачковые механизмы. В общем случае кулачок имеет криволинейную форму, обеспечивающую на различных участках необходимые скорости движения ползуна. Однако кулачок, когда имеет значение только его максимальное перемещение, вполне может быть построен на базе круглого эксцентрика (рис. 1). При этом ход ползуна составит величину 2е. Преимущества такого варианта очевидны. Во-первых, благодаря круглой форме кулачок можно оснастить подшипником качения (рис.З), что существенно снизит трение в зоне его контакта с ползуном и, соответственно, повысит срок службы механизма.

Во-вторых, он более технологичен, так как может быть изготовлен на токарном станке простым точением заодно с валом. Это позволит избежать дорогостоящих, требующих высокой квалификации лекальных работ. И, кроме того, даст возможность упростить и упрочнить конструкцию, избежав применения таких силовых элементов, как шпонки, шлицы, штифты и т.п., неизбежных при раздельном исполнении кулачка и вала.

Важный геометрический параметр -величина эксцентриситета е, к точности которого предъявляются весьма серьезные требования. Если кулачок выполнен заодно с валом, то величина е постоянна, а его размеры могут быть выдержаны в пределах 0,1-0,2 мм, что во многих случаях вполне допустимо. Но если необходим регулируемый эксцентриситет и более высокая его точность, то лучше воспользоваться кулачком, состоящим из двух эксцентриков (рис.2). Разворот внешнего относительно внутреннего на 180° позволяет плавно изменять величину е от разности до суммы е1 и е2. Необходимый эксцентриситет е может быть зафиксирован стопорным винтом.

Другое применение эксцентриков — в различных муфтах, передающих крутящий момент (рис.4), к достоинствам которых можно отнести простоту, технологичность и компактность. Величина эксцентриситета в таких конструкциях должна быть достаточно большой, чтобы предохранить детали полумуфт и опоры от перегрузок, обеспечив их прочность, жесткость и долговечность, поскольку нагрузки обратно пропорциональны величине е при неизменном вращающем моменте.

Отмеченная зависимость может быть успешно использована в упругих муфтах предельного момента (рис.5). Одна из полумуфт имеет явно выраженную консоль длиною L, которая при определенном соотношении между вращающим моментом, диаметром вала и эксцентриситетом может привести к изгибу вала, по величине соизмеримому с эксцентриситетом, который при этом фактически уменьшится как раз на величину изгиба. В пределе, при некотором сочетании указанных выше величин, фактический эксцентриситет муфты станет нулевым, что приведет к провороту одной полумуфты относительно другой. Таким образом, мы получим эксцентриковую муфту предельного момента, способную выполнять функцию предохранительной.

Простота, технологичность и надежность эксцентриковых механизмов позволяют рекомендовать их для широкого использования в самодельных конструкциях. Например, кулачковые — в качестве привода насосов (преимущественно мембранного типа), насадки для чеканки на электродрель и т.д. Муфты удобны для компактного соединение валов в автомобилях, вело- и мотоколясках, ветряных двигателях. Ну а муфты предельного момента можно применить в динамометрических ключах или отвертках. Приведенными примерами возможности эксцентриков, разумеется, не ограничиваются.

Хочу пожелать молодым моделистам-конструкторам, чтобы при решении возникающих перед ними различных конструкторских задач, в числе прочих средств и приемов они не забывали также «эффект необычности».

Александр ЕГИШЯНЦ, г. Обнинск (Калужская обл.)