механика

Постов: 8 Рейтинг: 9119
1270

Линии передачи механической энергии

Развернуть
Даже никогда не задумывался о такой тематике и потому выглядит все это достаточно интересно и странно. Оказывается системы передачи механической энергии на расстояние, подобные тем, что использовали сотни лет назад, все еще применяются до сих пор. В частности, джеркерная система "Пенсильвания" (от слова jerk - трясти), применяемая для привода нефтяных насосов на частных землевладениях, имела огромное распространение в Америке вплоть до 40-х годов прошлого века, частично использовалась до 70-х, а несколько установок работают до сих пор.

Давайте посмотрим на фото, которые сделаны на действующих установках в штате Иллинойс и разберемся, как же эта система работает и как передается механическая энергия на такие далекие расстояния.
Линии передачи механической энергии
Система состоит из центрального привода, который размещается в отдельном помещении. Это - сердце системы. Привод сделан таким образом, что вращательное движение двигателя превращается в возвратно-поступательное, которое передается на металлические штока, отходящие от помещения в разные стороны по направлению к своим механизмам.

На схеме виден принцип преобразования энергии из вращательной в поступательную.
Линии передачи механической энергии
Так выглядит вживую дом, из которого расходятся приводные металлические штока, двигающиеся вперед-назад с определенной амплитудо
Линии передачи механической энергии
Внутри главное распределительное помещение привода, или powerbank по-американски, выглядят так:
Линии передачи механической энергии
Линии штоков тянутся на мили от главного "трясуна"
Линии передачи механической энергии
Держатели штоков имеют различную форму и конструкцию как опор, так и шарниров, в зависимости от назначения. Есть поворотные, качающиеся, вилковые держатели. Есть даже приспособления, редуцирующие или, наоборот, усиливающую амплитуду:
Линии передачи механической энергии
В конечном итоге, качающаяся тяга подходит к нефтяному насосу, приводя в движение его шток:
Линии передачи механической энергии
Линии передачи механической энергии
Такая система приводов оказалась очень эффективной и позволяла экономить, задействуя один дорогостоящий двигатель для множества скважин. Причем, один из насосов, как правило, работал на снабжение двигателя топливом, а остальные качали нефть в резервуар.

Еще один способ передачи поступательного движения на расстояние, имеющий более древнее происхождение - с помощью деревянных брусьев. Принципиально он похож на "пенсильванскую" систему металлических тяг, но технологически более прост и дешев за счет малого использования металлических элементов.

Все начинается тоже с приводного помещения, пауэрбанка:. Но вместо железных прутков от него отходят деревянные брусья квадратного сечения, подвешенные на опорах.
Линии передачи механической энергии
Система брусьев тоже может тянуться на мили к скважинам:
Линии передачи механической энергии
Иногда, если трасса проходила в плоходоступных местах, приходилось строить мостки для обслуживания и смазки шарниров:
Линии передачи механической энергии
Для поворотов линий передач механической энергии используются специальные колеса:
Линии передачи механической энергии
Так как "пенсильванская" система металлических штоков все-же более технологична и сами нефтяные насосы удобнее подключать именно к металлическим тягам, то в системе предусмотрены переходные узлы с брусьев на металлические тяги:
Линии передачи механической энергии
В конечном итоге нефть попадала в подземные деревянные бункера.
Линии передачи механической энергии
и из них - в деревянные передвижные цистерны для перевозки к месту переработки или продажи.
Линии передачи механической энергии
Частная добыча нефти мелкими фермерами сыграла не последнюю роль в становлении Америки в 19 веке как технологически передовой державы, обеспечив страну достаточным количеством дешевого и высокотехнологичного (на тот момент) топлива.

Вот еще части и механизмы этой линии:
Линии передачи механической энергии
Линии передачи механической энергии
Линии передачи механической энергии
Линии передачи механической энергии
Линии передачи механической энергии
Видео:
308

Вся правда о коробках передач. Вариаторы

Развернуть
Вся правда о коробках передач. Вариаторы
Вариаторы применяются на многих машинах. Каких сюрпризов ждать от них?

До гениальности просто

Впервые автоматическую бесступенчатую трансмиссию или, в обиходе, вариатор применили на легковом автомобиле еще в 1959 году – то был голландский DAF-600. Первый опыт оказался неудачным, и об этой идее на долгое время забыли. Однако в начале 90-х она вновь была подхвачена автопроизводителями и начала распространяться со скоростью эпидемии.

В качестве сцепления в бесступенчатой трансмиссии используется либо такой же, как в классических "автоматах" гидротрансформатор, либо пакет мокрых – то есть работающих в масляной ванне - дисков. Конструкция же и принцип действия самого вариатора до гениальности просты. Между двумя раздвижными шкивами, один из которых соединен с двигателем, а другой – с ведущими колесами, вращается металлический клиновидный ремень или цепь. В первом случае вариатор называется клиноременным, а во втором – клиноцепным.

Когда половинки V-образного шкива расходятся в стороны, зажатый между их стенками ремень (цепь) плавно сползает вниз на меньший радиус, а когда сходятся – выталкивается вверх, на больший радиус. Соответственно, передаточное отношение меняется плавно, бесступенчато. Чтобы ремень (цепь) не проскальзывал относительно шкивов, его постоянное натяжение обеспечивается за счет синхронности их работы: половинки одного шкива расходятся в стороны ровно настолько, насколько сходятся половинки другого.
Вся правда о коробках передач. Вариаторы
Комфорт и расход

Генеральной идеей, с которой выводились на рынок современные вариаторы, был комфорт. Поскольку передаточное отношение в такой трансмиссии меняется плавно, водитель и пассажиры вообще не ощущают "переключений" – автомобиль разгоняется, как троллейбус. По сравнению со старыми четырехступенчатыми "автоматами", которые ощутимо спотыкались при каждом переключении, это действительно выглядело преимуществом.

Вторым посылом было снижение расхода топлива. Ведь со старыми гидромеханическими четырехступками стрелка тахометра при переключениях летала через полшкалы, выходя за границы наиболее эффективных оборотов. Вариатор же выводит двигатель на обороты максимального КПД, а разгон происходит за счет плавного изменения передаточного отношения.

Пиррова победа

Однако по мере того, как гидромеханические "автоматы" совершенствовались и прибавляли в количестве передач, преимущества вариаторов над ними постепенно сходили на нет. Современные шести- и уж тем более восьмиступенчатые "автоматы" по плавности работы приблизились к вариаторам, а в расходе топлива как минимум им не уступают.

Да и с удобством управления тягой у клиноременных вариаторов оказалось не все гладко. Дело в том, что составленный из прислоненных друг к другу пластинок ремень обладает ограниченной гибкостью. Когда на "условно первой" передаче он огибает один из шкивов по минимальному радиусу, иногда "пускает волну", пытаясь распрямиться. Поэтому на "пешеходных" скоростях машина прыгает вперед (или назад) порой резче, чем ожидаешь. Цепь же по сравнению с ремнем гораздо более гибкая, поэтому клиноцепные вариаторы в этом плане лучше.

Но главное, что покупатели без энтузиазма восприняли идею бесступенчатости. Людям не понравилось, что при разгонах двигатель занудно воет на одной ноте, а машина при этом непонятным образом ускоряется. Поэтому некоторые автопроизводители начали прописывать программу управления вариатором так, чтобы шкивы сходились-расходились не плавно, а ступенчато, имитируя переключение передач. То есть, от чего уходили, к тому и вернулись…

Однако диссонанс между монотонным звуком двигателя и нарастающей скоростью – это все лирика. Физика заключается в другом.

Казалось бы, гидротрансформатор или пакет мокрых сцеплений позволяют эффективно справляться с большой стартовой нагрузкой. Но если во всех других типах трансмиссии тяга двигателя передается на колеса за счет зацепления зубчатых шестерен, то в вариаторах - за счет трения (!) плоских стенок ремня (торцов осей цепи) о плоские стенки шкивов…

До тех пор, пока машина свободно катится по дороге и на колеса передается малое усилие, проблем не возникает. Но как только появляется большая нагрузка – например, разгон "педаль – в пол", буксование в вязкой грязи или подъем в гору с тяжелым прицепом, колоссальная сила трения вызывает сильный нагрев ремня и шкивов. До какого-то момента вариатор это терпит, после чего датчик перегрева обрубает тягу двигателя до тех пор, пока коробка не остынет.

А еще у вариаторов задняя передача почему-то намного слабее "условно первой". Например, останавливаешься на полноприводном кроссовере в сыпучем песке, после чего пытаешься тронуться с места. В позиции D машина либо буксует, либо карабкается вперед. Переводишь селектор в R и… ничего. Газ – в полу, мотор натужно урчит, а колеса не крутятся… В ситуациях, когда выбраться или затолкать прицеп в подъем можно только задним ходом, это может стать ловушкой.
Вся правда о коробках передач. Вариаторы
Как его убить? Очень просто

Любая техника, которая работает, рано или поздно изнашивается. Вопрос лишь в том, рано или поздно?

Шестеренчатая передача даже при больших нагрузках может служить очень долго. Поэтому "механика", гидромеханический "автомат" и "робот", если они правильно сконструированы, потенциально способны пройти 300 000-500 000 км. Раньше срока в них могут изнашиваться лишь "периферийные" узлы и детали, замена которых не является капитальным ремонтом всего агрегата.

Ограниченный же ресурс вариатора обусловлен принципом его работы – передачей большого тягового усилия путем постоянного трения плоскостей о плоскости. Несмотря на то, что шкивы и ремень (цепь) работают в масле, они все равно трутся друг о друга с большим усилием, а значит – изнашиваются. При этом темп их износа напрямую зависит от нагрузок.

Даже если просто перемещаться из пункта А в пункт Б, 200 000 км – это потенциальный предел, после которого "продолжение банкета" уже не гарантировано. Если же активно "отжигать", таскать тяжелый прицеп или заниматься оффроудом, ресурс вариатора сокращается в разы. Причем в некоторых случаях вариатор можно убить разовой пиковой нагрузкой.

Например, если легко буксующие на льду колеса вдруг цепляются за асфальт, резкий рывок может привести к тому, что ремень (цепь) проскользнет по шкивам, сделав на их гладких стенках запилы. После чего машина начнет спотыкаться об эти риски при каждом разгоне, и вариатор надо будет ремонтировать. А замена ремня (цепи) и шкивов – это уже "капиталка"…

Практика показывает, что если вариатор "устал" по пробегу или пострадал от больших нагрузок, малой кровью его ремонт не обходится. По расценкам специализированных мастерских получается в среднем от 100 000 до 200 000 руб.

Без фанатизма

Таким образом, вариатор – это комфортная трансмиссия с ограниченными "силовыми" возможностями и еще более ограниченным ресурсом, если этими скромными возможностями активно пользоваться.

Однако это не означает, что вариаторы совершенно беспомощны и не позволяют втопить педаль на обгоне, преодолеть легкое бездорожье или "взять на хвост" прицеп. Любой из них на это способен, главное – не злоупотреблять повышенными нагрузками.
Вся правда о коробках передач. Вариаторы
То есть, бесступенчатая трансмиссия рассчитана на обывателя, эксплуатирующего машину "без фанатизма". Если Вы именно такой пользователь, а машина с вариатором нравится или предлагается на выгодных условиях, брать ее можно. При эксплуатации в щадящем режиме ресурса вариатора наверняка хватит и вам, и следующему владельцу.

Если же требуете от автомобиля гораздо большего, чем "просто ездить", с вариатором лучше не связываться. И никаких "нравится" или "выгодно" здесь быть не должно.

В следующий раз выясним, насколько хороши или не очень обычные "роботы" с одним сцеплением.

Александр Конов, эксперт по выбору автомобилей

Источник:
1704

Автоматон Пушкина А.С.

Развернуть
Талантливый инженер Франсуа Жюно создал невероятный механический автоматон, изображающий Александра Сергеевича Пушкина, который способен написать 1458 различных текстов и рисунков, имитируя почерк великого писателя. Он макает перо в чернильницу, двигает головой и руками, и пишет, пишет, пишет... Никакой электроники – только механика!
1306

Вот это я понимаю - жидкие кристаллы ))

Развернуть
Вот это я понимаю - жидкие кристаллы )) GIF
1457

Механическая конструкция, полностью повторяющая полет колибри

Развернуть
1832

Японцы не дремлют

Развернуть
722

Вечный двигатель???

Развернуть
520

А так выглядит моя работа. Самолет Extra-330LC, а под ним я.

Развернуть
А так выглядит моя работа. Самолет Extra-330LC, а под ним я.