§ 3. Механизмы с пневматическими и гидравлическими связями

Как бы тщательно ни были изготовлены механизмы, в них неизбежны потери мощности на преодоление трения, на изме­нение формы (деформации) звеньев, на преодоление сил инер­ции. Кроме того, зазоры в шарнирных и других механических соединениях обусловливают прерывистость движения, даже уда­ры различных деталей во время работы машин.

Указанные недостатки приводят к сравнительно быстрому износу деталей машин, затрудняют управление ими, понижают быстроту и точность работы машин и механизмов.

В значительной мере эти недостатки механи­ческих передач устраняются благодаря при­менению в машинах воздуха и жидкости.

Сжатый воздух, полученный при помощи компрессора и за­ключенный в резервуаре (например, в баллоне), молено посред­ством труб и гибких шлангов передавать на сравнительно большие расстояния почти без потерь. Сжатый воздух, подве­денный к пневматическим машинам (например, отбойному молотку), при своем расширении выполняет необходимую работу. При этом путем простого регулирования давления и количества подаваемого воздуха можно легко и плавно изме­нять скорости и усилия, развиваемые рабочим органом машины.

Нередко сжатый воздух получают непосредственно в самой, машине (например, в паровоздушном и пневматическом мо­лотах).

Сжатый воздух широко применяется также в приспособле­ниях к станкам для зажима заготовок, подвода и отвода ин­струментов и для других целей.

Известно широкое применение пневматических передач для тормозных систем (железнодорожные поезда, автомобили и т. д.).

Еще более эффективно применение в машинах жидкости (обычно масла), которая, как известно, практически несжимае­ма, т. е. не изменяет своего объема при изменении давления. В связи с этим гидравлические передачи являются очень гибкими и чувствительными, так как они позволяют плавно и быстро передавать малейшие изменения усилий и ско­ростей частей машин. Обычно в самой машине имеется насос, подающий жидкость (масло) под давлением в резервуар или в маслопроводы (трубки, шланги). По маслопроводам посред­ством кранов, вентилей, клапанов и других регулирующих уст­ройств жидкость под давлением пропускается в рабочие ци­линдры и осуществляет требуемую работу, например, перемещает столы шлифовального, строгального и других станков, поршни гидравлического пресса, приводит в движение суппор­ты вместе с режущим инструментом и т. п.

Гидравлическая передача применяется и в современных тормозных устройствах (например, на автомобилях, станках и других машинах). Все более широкое распространение полу­чает гидродинамическая передача. Примером такой передачи яв­ляется гидротрансформатор современного автомобиля «Чайка», устройство которого видно из рисунка 49.

Рис. 49. Схема устройства гидротрансформатора:

1 — корпус; 2 — насосное колесо; 3 — турбинное колесо; 4 — направляющий аппарат.

В герметическом корпусе 1, заполненном маслом, имеются два колеса с лопатками. Насосное колесо 2 закреплено на валу двигателя, а турбинное колесо 3 — на валу, передающем движе­ние к колесам. При вращении насосного колеса жидкость, заполняющая трансформатор, приводится в сложное движение и увлекает за собой турбинное колесо. Для того чтобы поток жидкости от насосного колеса попадал на турбинное под наивыгоднейшим углом к его лопаткам (лопастям) с наименьшими потерями кинетической энергии, между колесами 2 и 3 устанав­ливается направляющий аппарат 4. Турбинное колесо всегда отстает от насосного, а наименьшее проскальзывание состав­ляет 2%.

Благодаря свойствам жидкости и некоторому скольжению в трансформаторе оказывается возможным плавно приводить в движение рабочие части машины, так как при этом плавно изменяется передаточное число между ведущими и ведомыми звеньями. Кроме того, машина становится мало чувствитель­ной к перегрузкам.