Raf ve pinyon - Rack and pinion

Raf ve pinyon animasyonu

Bir kremayer ve pinyon , dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürmek için çalışan doğrusal bir dişliye ( raf ) bağlanan dairesel bir dişliyi ( pinyon ) içeren bir doğrusal aktüatör türüdür . Pinyonun dönüşe döndürülmesi, kremayerin doğrusal olarak sürülmesine neden olur. Rafın doğrusal olarak sürülmesi, pinyonun bir dönüşe sürülmesine neden olacaktır. Bir kremayer ve pinyon tahriki hem düz hem de helisel dişlileri kullanabilir. Bazıları Helisel dişlilerin "daha sessiz" çalışma için not edildiğini öne sürse de, bu teoriyi destekleyecek hiçbir bilim yoktur. Helisel kremayerler daha uygun fiyatlı olmakla birlikte, referans noktalarındaki yan torku artırarak çalışma sıcaklığını artırarak erken aşınmaya neden olduğunu kanıtlamıştır. Düz kremayerler daha düşük bir tahrik kuvveti gerektirir ve daha düşük çalışma sıcaklığına izin veren ve viskal sürtünmeyi ve enerji kullanımını azaltan dişli oranının yüzdesi başına daha yüksek tork ve hız sunar. Bir kremayer ve pinyon mekanizmasında iletilebilecek maksimum kuvvet, diş aralığı ve pinyonun boyutu ile dişli oranı ile belirlenir.

Örneğin, bir raflı demiryolunda , bir lokomotif veya bir vagon üzerine monte edilmiş bir pinyonun dönüşü , raylar arasına yerleştirilmiş bir rafa takılır ve treni dik bir yokuş yukarı hareket ettirmeye yardımcı olur .

Her bir konjugat involüt profili çifti için bir temel raf vardır. Bu temel kremayer, sonsuz hatve yarıçaplı (yani dişli düz kenarlı) eşlenik dişlinin profilidir.

Bir üretim rafı, bir ocak veya bir dişli şekillendirici kesici gibi bir üretim aracının tasarımı için diş ayrıntılarını ve boyutlarını belirtmek için kullanılan bir raf anahattıdır .

Uygulamalar

Bir kanaldaki kapı kontrollerini kilitle

Raf ve pinyon kombinasyonları genellikle basit bir lineer aktüatörün parçası olarak kullanılır , burada bir şaftın elle veya bir motorla döndürülmesi lineer harekete dönüştürülür.

Raf, aktüatörün tüm yükünü doğrudan taşır ve bu nedenle tahrik dişlisi genellikle küçüktür, böylece dişli oranı gerekli torku azaltır. Bu kuvvet, dolayısıyla tork, yine de önemli olabilir ve bundan hemen önce bir dişli veya sonsuz dişli redüksiyonu ile bir redüksiyon dişlisinin bulunması yaygındır . Raf dişlileri daha yüksek orana sahiptir, bu nedenle vidalı aktüatörlerden daha büyük bir tahrik torku gerektirir.

Merdiven asansörleri

Günümüzde çoğu merdiven asansörü kremayer ve pinyon sistemini kullanarak çalışmaktadır.

direksiyon

Bir otomobilde raf direksiyonu

Bir kremayer ve pinyon, arabaların veya diğer tekerlekli , yönlendirilen araçların direksiyon mekanizmasında yaygın olarak bulunur . Raf ve pinyon, dönen bilye gibi diğer mekanizmalardan daha az mekanik avantaj sağlar , ancak daha az geri tepme ve daha fazla geri bildirim veya direksiyon "hissi" sağlar. Mekanizma , genellikle hidrolik veya elektrikli araçlarla güç destekli olabilir .

Değişken kremayer (hala normal bir pinyon kullanan) kullanımı, 1970'lerde Arthur Ernest Bishop tarafından , özellikle yüksek hızlarda araç tepkisini ve direksiyon "hissini" iyileştirmek için icat edildi . Ayrıca , dişli dişlerini işleme ihtiyacını ortadan kaldırarak, rafları üretmek için düşük maliyetli bir pres dövme işlemi yarattı .

Raf demiryolları

Raf demiryolu aksı

Raf demiryolları , rayın ortasına yerleştirilmiş bir raf ve lokomotiflerinde bir pinyon kullanan dağ demiryollarıdır . Bu, hareket için yalnızca sürtünmeye dayanan geleneksel demiryollarının aksine, 45 dereceye kadar dik yokuşlarda çalışmasına olanak tanır. Ek olarak, kremayer ve pinyon ilavesi bu trenlere kontrollü frenler sağlar ve kar veya buzun raylar üzerindeki etkilerini azaltır.

Aktüatörler

Pnömatik kremayer ve pinyon aktüatörler

Aktüatörlerde iki kremayer ve bir pinyondan oluşan kremayer ve pinyon kullanılmaktadır . Bir örnek, boru hattı taşımacılığında vanaları kontrol etmek için kullanılabilen pnömatik kremayer ve pinyon aktüatörleridir . Sağdaki resimdeki aktüatörler, büyük su boru hatlarının vanalarını kontrol etmek için kullanılır. Üst aktüatörde, aktüatör için pilot olarak kullanılan bir solenoid valfe (üst aktüatörün arkasına takılı küçük kara kutu) bağlanan gri bir kontrol sinyal hattı görülebilir . Solenoid valf, giriş hava hattından (küçük yeşil boru) gelen hava basıncını kontrol eder. Solenoid valften çıkan hava, aktüatörün ortasındaki hazneye beslenir ve basıncı arttırır. Aktüatörün odasındaki basınç, pistonları uzaklaştırır. Pistonlar birbirinden ayrılırken, bağlı kremayerler de pistonlar boyunca iki kremayerin zıt yönlerinde hareket eder. İki kremayer, pinyonun doğrudan karşıt dişlerinde bir pinyona geçirilir. İki kremayer hareket ettiğinde, pinyon döner ve su borusunun bağlı ana vanasının dönmesine neden olur.

kavisli raf

Kavisli bir kremayer dişlisine kavisli kremayer denir. Terim birçok patent başvurusunda yer almaktadır.

Tarih

Çinli Wu Pei Chih (1621), o zamanlar herhangi bir Avrupa veya Çin ateşli silahında kullanılmadığı bilinmeyen, kremayer ve pinyon mekanizması kullanan Osmanlı Türk tüfeklerini tanımladı .

Ayrıca bakınız

Referanslar