Kľukový mechanizmus

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Varianty kľukových mechanizmov
1 - úplný kľukový mechanizmus (s križiakom)
2 - skrátený kľukový mechanizmus
3 - excentrický kľukový mechanizmus
4 - kľukový mechanizmus s hlavnou a vedľajšou ojnicou

Kľukový mechanizmus slúži na premenu priamočiareho pohybu na rotačný a naopak. Úplný mechanizmus tvoria nasledovné časti:

Pre rýchlobežné piestové stroje sa používa skrátený kľukový mechanizmus, ktorý neobsahuje križiak ani piestnicu a piestová skupina je spojená priamo s ojnicou.

Použitie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. Tvorí základnú časť piestových strojov s piestmi pohybujúcimi sa priamočiaro vratne.
  2. Používal sa ako súčasť pohonu kolies parných lokomotív
  3. V rôznych iných strojoch.

Alternatívou ku kľukovému mechanizmu, je výstredníkový mechanizmus, ten sa však používa v menšej miere.

Rozdelenie[upraviť | upraviť zdroj]

Kľukové mechanizmy sa delia podľa geometrického riešenia na:

  • centrické — os pohybu piesta prechádza stredom otáčania kľukového hriadeľa. Sú najčastejšie používané, schéma je na obrázku.
  • excentrické — os pohybu piesta neprechádza stredom otáčania kľukového hriadeľa. Takéto mechanizmy majú iný priebeh zrýchlení a rýchlostí piesta pri pohybe nadol a nahor.
  • s vedľajšou ojnicou — ide o zložený mechanizmus, pri ktorom je k hlavnému mechanizmu (zvyčajne centrickému) pridaná ďalšia ojnica v bode posunutom od bodu uchytenia hlavnej ojnice. Bod uchytenia vedľajšej ojnice vykonáva pohyb po krivke podobnej elipse. Používajú sa pri vidlicových, alebo hviezdicových motoroch.

Geometria[upraviť | upraviť zdroj]

Schéma skráteného centrického kľukového mechanizmu s vyznačením základných rozmerov:
HÚ - horná úvrať,
DÚ - dolná uvrať,
s - dráha piestneho čapu,
l - dĺžka ojnice,
r - polomer kľukového hriadeľa.

Centrický kľukový mechanizmus[upraviť | upraviť zdroj]

Rovnice pre výpočet polohy piestneho čapu (piesta) v závislosti od pootočenia kľukového hriadeľa (merané od polohy v hornej úvrati, ako na obrázku)

 s = r + l - ( l \cos \beta + r \cos \alpha ) \,
 r \sin \alpha = l \sin \beta \,
  • s — dráha piestneho čapu meraná od hornej úvrate
  • r — polomer kľukového hriadeľa
  • l — dĺžka ojnice
  • α — uhol natočenia kľukového hriadeľa
  • β — uhol kyvu ojnice

Exentrický kľukový mechanizmus[upraviť | upraviť zdroj]

Rovnice pre výpočet polohy piestneho čapu (piesta) v závislosti od pootočenia kľukového hriadeľa.

 s = \sqrt{(r+l)^2 - e^2} - l \cos (\beta - \alpha_H) - r \cos (\alpha - \alpha_H) \,
 r \sin \alpha = l \sin \beta + e \,

Rovnice platia len pri podmienke:

 e < l - r \,

Pre uhol αH platí:

 \sin \alpha_H =\frac{e}{l+r} \,
  • s — dráha piestneho čapu
  • r — polomer kľukového hriadeľa
  • l — dĺžka ojnice
  • e — excentricita mechanizmu
  • α — uhol natočenia kľukového hriadeľa
  • αH — uhol natočenia kľukového hriadeľa, pri polohe piesta v hornej úvrati
  • β — uhol kyvu ojnice