Айналма және түзу қозғалысты түрлендіретін механизм
Scotch yoke
Скотч-муфта: механизм вращательного и возвратно-поступательного движения. Преобразует линейное движение в вращательное, применяется в клапанах и приводах.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ротациялық және түзу-қайта түзу қозғалыс арасындағы айналдыру механизмі
Mechanism to convert between rotational and reciprocating motion
Шотландтық мойынтұрық (сонымен қатар тесікті білтеме механизмі деп те аталады) – бұл түзу-қайта түзу қозғалыс механизмі, ол сылғауыштың түзу қозғалысын айналу қозғалысына немесе керісінше айналдырады. Пистон немесе басқа да түзу-қайта түзу қозғалысын жасайтын бөлік, айналатын бөліктегі штырғыны іске қосатын тесігі бар жылжымалы мойынтұрыққа тікелей жалғанады. Пистонның уақытқа қатысты орналасуы қарапайым гармониялық қозғалыс, яғни тұрақты айналу жылдамдығы болғанда тұрақты амплитудасы және тұрақты жиілігі бар синустық толқын.
The Scotch yoke (also known as slotted link mechanism) is a reciprocating motion mechanism, converting the linear motion of a slider into rotational motion, or vice versa. The piston or other reciprocating part is directly coupled to a sliding yoke with a slot that engages a pin on the rotating part. The location of the piston versus time is simple harmonic motion, i. e., a sine wave having constant amplitude and constant frequency, given a constant rotational speed.
Қолданбалар
Бұл конструкция жоғары қысымды мұнай және газ құбырларындағы басқару клапандарының жетектерінде ең көп қолданылады. Қазіргі кезде металл өңдеу станогы ретінде кең таралмаса да, қарапайым форма беру станоктары скотч мойынтұрықтарын пайдалана алады. Олардың көпшілігі Уитворт байланысын қолданады, ол кесу кезінде баяу жылдамдықпен алға жылжуды және кері жылдамдықпен жылдам оралуды қамтамасыз етеді. Бұл конструкция Бурк, SyTech және көптеген ыстық ауа және бу қозғалтқыштары сияқты әртүрлі ішкі жану қозғалтқыштарында қолданылған. «Скотч мойынтұрық» термині мойынтұрықтағы ойық, кривошиптің тірегінің диаметрінен кішкентай болғанда қолданыла береді. Мысалы, локомотивтің бүйірлік таяқшаларында аралық жетек осінің тік қозғалысын қамтамасыз ететін скотч мойынтұрықтары болуы мүмкін. №2 толқынды болжау машинасы синусоидты қозғалыс (синус функциялары) жасау үшін скотч мойынтұрығының принципін қолданады.
This setup is most commonly used in control valve actuators in high pressure oil and gas pipelines. Although not a common metalworking machine nowadays, crude shapers can use Scotch yokes. Almost all those use a Whitworth linkage, which gives a slow speed forward cutting stroke and a faster return. It has been used in various internal combustion engines, such as the Bourke engine, SyTech engine, and many hot air engines and steam engines. The term scotch yoke continues to be used when the slot in the yoke is shorter than the diameter of the circle made by the crank pin. For example, the side rods of a locomotive may have scotch yokes to permit vertical motion of intermediate driving axles. What is essentially a Scotch yoke is used in the Tide Predicting Machine No. 2 to generate a sinusoidal motion (sine functions).
Ішкі жанатын қозғалтқыштың қолданылуы
Идеалдық инженерлік жағдайларда күш құраманың қозғалыс бағытында тікелей қолданылады. Синусоидты қозғалыс, косинусоидты жылдамдық және синусоидты үдеу (тұрақты бұрыштық жылдамдық болжамдалғанда) жұмыстың тегіс болуын қамтамасыз етеді. Жоғарғы өлі нүктеде (тұрақтап) өткізілген уақыттың көп болуы тұрақты көлемді жану циклдарының теориялық қозғалтқыш тиімділігін арттырады. Бұл әдетте білезікпен қызмет көрсететін буындарды жоюға, сондай-ақ поршеньнің ішкі жағын және цилиндрдің сызатын азайтуға мүмкіндік береді, себебі жалғауыш таяқша бұрышының синусына байланысты поршеньге түсетін бүйірлік жүктеме азаяды. Поршень мен иық арасындағы қашықтық ұзарған сайын тозу азаяды, бірақ инерция ұлғаяды, сондықтан поршень таяғының ұзындығын осылай ұлғайту тек төмен айналымдарда (бірақ жоғары моментте) қолдануға қолайлы. Шотландтық мойынтірек көптеген ішкі жану қозғалтқыштарында қолданылмайды, себебі мойынтіректегі ойық сырғу салдарынан және жоғары контактілік қысымнан тез тозады. Бұл бұранда мен поршень таяғындағы ойық арасындағы жылғалатын блок арқылы азайтылады. Сонымен қатар, жоғарғы өлі нүктеде ұзақ тұрудан туындаған жану кезіндегі жылу шығындарының артуы нақты қозғалтқыштардағы тұрақты көлемді жанудың жақсаруын теңестіріп тастайды.
Under ideal engineering conditions, force is applied directly in the line of travel of the assembly. The sinusoidal motion, cosinusoidal velocity, and sinusoidal acceleration (assuming constant angular velocity) result in smoother operation. The higher percentage of time spent at top dead centre (dwell) improves theoretical engine efficiency of constant volume combustion cycles. It allows the elimination of joints typically served by a wrist pin, and near elimination of piston skirts and cylinder scuffing, as side loading of piston due to sine of connecting rod angle is mitigated. The longer the distance between the piston and the yoke, the less wear that occurs, but greater the inertia, making such increases in the piston rod length realistically only suitable for lower RPM (but higher torque) applications. The Scotch yoke is not used in most internal combustion engines because of the rapid wear of the slot in the yoke caused by sliding friction and high contact pressures. This is mitigated by a sliding block between the crank and the slot in the piston rod. Also, increased heat loss during combustion due to extended dwell at top dead centre offsets any constant volume combustion improvements in real engines.
Өзгерістер
Жақсыланған шотландтық мойынтұрық, бүйірлік күшті жұтатын құралмен, 1978 жылы Уильям Л. Карлсон, кіші, патенттелді.
An improved Scotch yoke, with a means of absorbing sideways thrust, was patented in 1978 by William L. Carlson, Jr., .