Қырылушы штифт: Мақсаты, қолданылуы және қауіпсіздік рөлі
Shear pin
Шегерлегіш штифт – механизмді қорғауға арналған, белгілі күш қолданғанда жұмыс істейтін деталь. Жабдықтарды зақымсыздау үшін, қозғалтқыштарда қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кесу тістегі – белгілі бір күш қолданылған кезде нақты бір нәтижеге қол жеткізу үшін жасалған механикалық элемент. Ол басқа бөліктерді сақтау үшін сындырылатын қорғаныш құрылғысы ретінде немесе механикалық құрылғыны қажетті күш қолданылғанша іске қоспайтын шартты оператор ретінде жұмыс істей алады.
A shear pin is a mechanical detail designed to allow a specific outcome to occur once a predetermined force is applied. It can either function as a safeguard designed to break to protect other parts, or as a conditional operator that will not allow a mechanical device to operate until the correct force is applied.
Сақтандыру ретінде
Механикалық қорғау құралы ретінде, кесушін – механикалық жүктеме артып кеткен жағдайда кесіліп, қымбат немесе ауыстыруы қиынрақ бөліктердің зақымдануын болдырмайтын қауіпсіздік құрылғысы. Механикалық құрбандық бөлік ретінде ол электрлік қорғағышқа (сақтандырғышқа) ұқсас. Олар көбінесе қозғалтқыштарда қолданылады, мысалы, қар тазартатын машинаның жұмыр пышағы немесе кеме қозғалтқыштарына бекітілген қанаттар. Тағы бір қолданылуы – үлкен ұшақтарды ығыстыруға арналған штангаларда. Бұл құрылғыда кесушін жиі ұшаққа жалғанатын бөлік – штанганың "басын" негізгі білікке қосу үшін қолданылады. Осылайша, кесушіннің бұзылуы ұшақ пен тракторды физикалық түрде бөліп тұрады. Кесушіннің бұзылуына бірнеше себеп болуы мүмкін: штанганың бойлық осі бойынша айналу, кенеттен тежелу немесе жылдамдату, рульдік күштің артық болуы және т.б. – олардың барлығы ұшаққа айтарлықтай зиян келтіруі мүмкін.
In the role of a mechanical safeguard, a shear pin is a safety device designed to shear in the case of a mechanical overload, preventing other, more expensive or less easily replaced parts from being damaged. As a mechanical sacrificial part, it is analogous to an electric fuse. They are most commonly used in drive trains, such as a snow blower's auger or the propellers attached to marine engines. Another use is in pushback bars used for large aircraft. In this device, shear pins are frequently used to connect the "head" of the towbar – the portion that attaches to the aircraft – to the main shaft of the towbar. In this way, the failure of the shear pin will physically separate the aircraft and the tractor. The design may be such that the shear pin will have several different causes of failure – towbar rotation about its long axis, sudden braking or acceleration, excessive steering force, etc. – all of which could otherwise be extremely damaging to the aircraft.
Шартты оператор ретінде
Шартты оператор ретінде, механикалық құрылғының жұмыс істеу критерийлері орындалмайынша, оның жұмыс істеуін болдырмау үшін кесу тістегі қолданылады. Кесу тістегі жұмыс істеу үшін қажетті күштің нақты шегін анықтайды. Ол өте арзан және жасау оңай, сонымен қатар жоғары сенімділік пен болжамды төзімділікті қамтамасыз етеді. Оларға күтім аз керек, жылдар бойы сенімділігі төмендемей, жұмысқа дайын күйде қалуы мүмкін. Кесу тістегілері тек бір жұмыс циклы үшін ғана қолданылады, әр пайдаланғаннан кейін оларды ауыстыру қажет. Оның қарапайым мысалы – әдеттегі от сөндіргіштердің тұтқаларына бекітілген пластик немесе сым сақинасы. Оның болуы кездейсоқ оқ атуды болдырмайды, себебі тұтқаға тек жоғары бастапқы күш қолданғанда ғана басуға рұқсат береді; сынған кезде тұтқаны кейін оңайрақ басуға мүмкіндік береді. Көптеген конструкциялар техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтін, тұрақты дайын күйін пайдаланады. Мысалы, құрылысты жер сілкінісінен зақымданудан қорғайтын гидравликалық амортизатор кесу тістегісімен бекітілуі мүмкін. Қалыпты жағдайда жүйе толығымен қатаң болады, бірақ жер сілкінісінің күші әсер еткенде кесу тістегісі сынып, гидравликалық амортизация жүйесі жұмыс істейді. Олардың жоғары сенімділігі мен төмен құны қару-жарақ саласында кеңінен қолдануға ыңғайлы етеді. Типтік мысал – жарылғыш құрылғыда кесу тістегілерін пайдалану. Мұнда кесу тістегісі соққы механизмін (инициаторды/праймерді) ұстап тұрып, дұрыс күш қолданылмаса, соққы механизмінің инициаторға тиюіне жол бермейді. Бұл күш мылтық гранатасының ұшырылу жылдамдығы болуы мүмкін. Күш кесу тістегісін сындырып, соққы механизмінің праймерге кері жылжуына мүмкіндік береді, ол өз кезегінде автоматты түрде жою үшін пиротехникалық кешігу композициясын тұтандырады. Осылайша, кесу тістегілері соққы механизмінің жұмыс кезінде немесе граната кездейсоқ түсіп қалғанда праймерге тиюіне қарсы қорғауды қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, кесу тістегілері көбінесе танкке қарсы миналардың оқшаулауыштарында қолданылады, олар мотоцикл сияқты нысанаға жатпайтын көлік құралдарымен оқ атудан сақтайды. Әдетте, танкке қарсы минадағы кесу тістегісі 1500 килограмнан астам салмақ қысым тақтасына қолданылғанда сындырылуға (және серіппелі соққы механизмін босатуға) арналған.
In the role as a conditional operator, a shear pin will be used to prevent a mechanical device from operating before the criteria for operation are met. A shear pin gives a distinct threshold for the force required for operation. It is very cheap and easy to produce delivering a very high reliability and predictable tolerance. They are almost maintenance free and can remain ready for operation for years with little to no decrease in reliability. Shear pins are only useful for a single operating cycle, after each operation they have to be replaced. A very simple example is the plastic or wire loop affixed to the handles of common fire extinguishers. Its presence prevents accidental discharge by only allowing the handle to be depressed once a high amount of initial force is applied; by breaking, it allows the handle to subsequently be depressed more easily. Many designs take advantage of the maintenance free state of constant readiness. For example, a hydraulic damper protecting a structure from earthquake damage could be secured with a shear pin. During normal conditions the system would be completely rigid, but when acted upon by the force of an earthquake the shear pin would break and the hydraulic damping system would operate. Their high reliability and low cost make them very popular for use in weapons. A typical example is using shear pins in an explosive device. A shear pin can here hold a striker pin in place, preventing the striker pin from striking an initiator (primer) unless the correct force is applied. That force can be the acceleration of a rifle grenade being launched. The force would snap the shear pin, allowing the striker pin to move backwards onto a primer, which in turn ignites a pyrotechnic delay composition for auto destruction. In this use shear pins prevent the striker pin from hitting the primer during handling or if the grenade was dropped by accident. Additionally, shear pins are frequently used in anti tank mine fuzes, to prevent them from being triggered by much lighter, non target vehicles such as motorcycles. Typically, the shear pin in an anti tank mine is designed to snap (and release the spring loaded firing pin) when a weight in excess of 1500 kilograms is applied to the pressure plate.
Материал
Қию шынайы кез келген материалдан жасалуы мүмкін, бірақ металл ең көп қолданылады. Механикалық қолданыс үшін металлдан жасалған затты жасағанда, әдетте конструкцияны зақымданудан қорғау үшін қорытпа мен термиялық өңдеу таңдалады. Мысалы, бұл материалға жоғары серпімділік беру арқылы қол жеткізілуі мүмкін, сонда металл сыртқы күш әсерінен деформацияланғаннан кейін серіппе сияқты бастапқы пішініне оралады. Бірақ, қию шынайы металлдың өте жұмсақ болуын қамтамасыз ету үшін көбінесе қатайтылады, яғни қажетті күш қолданылғанда бүгіліп қалмай, сындырылып немесе ұсатылып кетеді. Қию шынайының материалы шаршауға төзімді болу үшін таңдалып, өңделеді. Яғни, кішкентай күштерге түскенде, олардың әрқайсысы қиюды сындыруға жеткіліксіз болса, қию зақымдануды сақтамайды. Егер материалдың шаршауы қию шынайының беріктігін әлсіретсе, онда қию бастапқы шекті күштен кем күшпен жұмылмай қалуы мүмкін, бұл механизмнің қасақана жұмыс істеуіне немесе қорғау үшін орнатылған қиюдың машинаның қалыпты жұмысы кезінде бұзылуына әкелуі мүмкін.
A shear pin could potentially be made from any material although metal is the most common. When making a metal object for a mechanical application, an alloy and tempering is usually selected to make the construction resistant to damage. This can for example be achieved by giving the material a high degree of elasticity so that, like a spring, the metal returns to its original shape after being deformed by an external force. A shear pin however is often tempered to make the metal brittle, so that it breaks or shatters rather than bends when the required force is applied. The material of a shear pin is selected and treated so that it is relatively resistant to fatigue. That is, when subjected to small forces, each one insufficient to break the pin, the pin does not retain damage. If material fatigue were to weaken a shear pin, the pin could potentially be broken by a force smaller than the original threshold force causing the mechanism to operate unintentionally, or a safety shear pin to break during normal operation of the machinery it protects.
Құрылыс
Оның өзі екі қозғалмалы бөліктің арасына тесік ашылып, содан өткізілген металл таяқша сияқты қарапайым болуы мүмкін, бұл бөліктерді таяқша бүлінбей тұрғанда бекітіп тұрады. Сонымен қатар, ол дөңгелек пен ось арқылы өткізілген қарапайым металл таяқша болуы мүмкін; таяқшаның диаметрі, қорытпасы және металдың қатаю деңгейі, бәрі де алдын ала белгіленген шекті күш немесе соққыға жеткенде ғана таяқшаның сынуын қамтамасыз ету үшін мұқият таңдалады. Бөлінген шына (американ тілінде котер шынасы) да сынушы шына ретінде қолданылуы мүмкін.
The pin itself may be as simple as a metal rod inserted into a channel drilled through two moving parts, locking them in place as long as the pin is intact. It may also be a plain metal rod inserted through a hub and axle; the diameter of the rod, alloy and tempering of the metal, are all carefully chosen to allow the pin to shear only when the predetermined threshold force or shock is reached. A split pin (cotter pin in American usage) can also be used as a shear pin.