MECHANIZMY
Kinematické mechanizmy sú určené hlavne na zmenu pohybu. Hydraulické a pneumatické mechanizmy využívajú na prevod kvapalinu alebo stlačený vzduch.
4.15.1. Kinematické mechanizmy
Páky, ktoré tvoria súčasť mechanizmov, majú rôzne tvary a vyhotovenie. Jednoramenná páka môže byť s jedným alebo dvoma čapmi. Dvojramenná páka môže meniť veľkosť sily i zmysel pohybu. Ak ramená páky zvierajú určitý uhol, páku nazývame uhlovou pákou.
Trojramenné páky používame na prevod pohybu do dvoch smerov.
Kľukové mechanizmy premieňajú vratný priamočiary pohyb na otáčavý pohyb alebo obrátene. Sú základným mechanizmom piestových strojov.
Kľukový mechanizmus jednočinného stroja (obr.4.125 A) sa skladá z piesta, piestneho čapu, ojnice a kľukového hriadeľa. Na piest mechanizmu pôsobí sila vyvolaná tlakom pracovnej látky. Piest vykonáva priamočiary vratný pohyb. Ojnica mení posuvný pohyb na kývavý a nakoniec na otáčavý. Piestny čap spojuje piest s ojnicou. Druhá hlava ojnice je pripevnená na kľukovom čape kľukového hriadeľa a otáča ním. Hriadeľ je uložený v ložiskách.
Kľukový mechanizmus s križiakom (obr. 4.125 B) sa používa pre väčšie dvojčinné stroje. Medzi ojnicou a piestom je križiak a piestna tyč. Piest je spojený s križiakom piestnou tyčou. Piestna tyč prechádza upchávkou vo veku valca. križiakové vedenie zachytáva bočné tlaky a vedie križiak. Na križiakovom čape je nasadená hlava ojnice. Druhá hlava ojnice je otočne uložená na kľukovom čape kľukového hriadeľa. Tento kľukový mechanizmus môže pri dvojčinných strojoch, kde tlak plynu alebo kvapaliny pôsobí na obe strany piesta, meniť posuvný pohyb na otáčavý pohyb.
Rovnomernosť chodu zaisťuje v oboch prípadoch zotrvačník, ktorý plní funkciu akumulátora pohybovej energie. Celý kľukový mechanizmus musí byť vyvážený.
Súčiastky kľukového mechanizmu sú veľmi namáhané pracovnými i zotrvačnými silami. Konštrukčné riešenie, dimenzovanie a voľba materiálu musí preto vychádzať z pevnostných výpočtov týchto súčiastok.
Piesty tvoria pohyblivé dno valca stroja, na ktoré pôsobí tlak pracovnej látky. Tvar piesta je určený druhom stroja, napr. pre parné stroje, kompresory, čerpadlá, spaľovacie motory atď. Odvádza i teplo z pracovného priestoru valca. Piesty majú byť ľahké, aby zotrvačné sily neboli príliš veľké.
Piestne čapy sú buď plné, alebo častejšie duté a sú väčšinou normalizované. Vyrábajú sa z ušľachtilých ocelí vhodných na cementovanie, nitridovanie a povrchové kalenie.
Križiaky môžu byť vidlicové, s panvou alebo dvojitým čapom. Spájajú kĺbovo piestnu tyč s ojnicou.
Ojnica spája piestny čap alebo križiakový čap s kľukovým čapom. Ojnice bývajú vykované z ušľachtilých uhlíkových alebo zliatinových ocelí. Pri rýchlobežných strojoch sa používajú ojnice zo zliatin hliníka.
Kľukové hriadele môžu byť nedelené a delené. Tvar hriadeľa závisí od počtu kľúk (zalomenia), od ich vzájomnej polohy, od počtu ložísk. Delené hriadele uľahčujú montáž ojníc na hriadeľ. Pevnejšie j e uložený taký hriadeľ, pri ktorom po oboch stranách kľuky sú uložené ložiská. Pre menšie namáhanie sa používajú uhlíkové ocele, pre veľmi namáhané hriadele ušľachtilé zliatinové ocele.
Výstredníky (obr. 4.126) sú vhodné pre malé zdvihy. Pri otáčaní kotúča sleduje dvojdielna kladka excentrický otáčavý pohyb a premieňa ho tyčou s vidlicou na posuvný. Najväčší zdvih tyče sa rovná výstrednosti (excentricite) kotúča.
Vačky sú nepravidelné kotúče (obr. 4.127), ktoré menia otáčavý pohyb na posuvný alebo kývavý pohyb. Tvar kotúčov umožňuje svojou konštrukciou rôznu veľkosť zdvihov i čas trvania zdvihu.
Vedenie kladky vačky v oboch smeroch umožňuje kotúčová vačka (obr. 4.128).
Valcová vačka má na valcovej ploche tvarovanú drážku pre obojstranné vedenie kladky upevnenej na páke.
Obr. 4.126 Výstredníkové tiahlo
Obr. 4.127 Vačka
Obr. 4.128 Kotúčové vačky
Kĺbový mechanizmus sa skladá z dvoch alebo viacerých členov, ktoré majú kĺbové spojenie; najčastejšie je štvorčlenný (obr. 4.135). Hnací člen je označovaný ako kľuka, z ktorej je pohyb prenášaný cez ojnicu na vahadlo.
Rohatkový mechanizmus sa používa na prerušovaný pohyb. Na obrázku 4.136 je funkcia rohatky so západkou. Aby západka nevyskakovala zo záberu, je potrebný vhodný sklon čela rohatky. Západka poisťuje rohatku proti obrátenému zmyslu otáčania.
4.15.2. Hydraulické a pneumatické mechanizmy
Hydraulické mechanizmy prenášajú energiu kvapalinou. Hydrostatické mechanizmy využívajú statický tlak kvapaliny, hydrodynamické mechanizmy využívajú pohybovú energiu kvapaliny.
Pneumatické mechanizmy pracujú so stlačeným vzduchom.
Hydrodynamická spojka (obr. 4.96) bola popísaná v kap. 4.13.3. Ak dokážeme upravovať veľkosť sklzu, môžeme hovoriť o kvapalinovom prevode. Kvapalinový prevod sa dá umožniť napr. tým, že medzi obe klesá hydrodynamickej spojky vložíme tretie koleso - prevádzač, reaktor a vznikne tak hydrodynamický menič (obr. 4.131).
Vzhľadom na to, že rozsah dobrej účinnosti nestačí pre požadovanú zmenu otáčok, kombinujú sa niekedy hydraulické meniče s mechanickými prevodmi alebo sa použije viac meničov tak, že každý je určený pre iný rozsah otáčok.
Pneumatické mechanizmy sú podobné hydraulickým. V drevospracujúcom priemysle sú pneumatické mechanizmy veľmi rozšírené. Používajú sa najmä ako upínacie prvky vo výrobe (obr. 4.132).