1 A visszacsapó kilincs működéséről A faipari forgácsoló gépek egy részén a munkadarab visszasodródása ellen visszacsapó kilincset / kilincssort alkalmaznak. Ilyen gépek például a felülről vágó körfűrészek és a vastagoló gyalugépek is 1. ábra. 1. ábra forrása: [ 1 ] A szakirodalomban csak egy olyan forrásra bukkantunk, ahol a visszacsapó kilincs, illetve a visszasodrásgátló működését erőtani alapon vizsgálják [ 2 ]. Először ezt nézzük meg. Feladat ( 11. Példa [ 2 ] ) A vastagsági gyalugépbe betolt munkadarab visszalökődését a 103. ábrán látható megoldással akadályozzák meg: a munkadarabra az előtolás során egy ún. visszavágás - gátló támaszkodik, mely a betolást nem akadályozza, de a visszalökődést igen.
2 Állapítsuk meg, hogy milyen α szög alatt kell beállítani a gátlót, hogy bármekkora visszalökő erő esetén is hatásos legyen a berendezés! A gátló geometriai adatai ( l, R ), valamint G súlya ismert ( 104 / b ábra), a súrlódás - tényező μ 0. Megoldás [ 2 ] Induljunk ki a munkadarabra ható erők vizsgálatából ( 104 / a ábra )! A munkadarab görgőkön mozog ( ezeket és a támasztó erőket az ábra nem tünteti fel ), így a munkadarab alsó síkján súrlódással nem számolunk. Ugyancsak nincs most szerepe a munkadarab súlyának. A munkadarabot visszalökni kívánó F erővel ellentétes a munka - darab felső síkján ható, szintén F nagyságú súrlódóerő és az nagyságú normálerő. Vizsgáljuk most adott α esetén a gátló egyensúlyát, és nézzük meg, hogy mekkora lehet maximálisan a visszalökő erő ( 104 / b ábra )! Az O forgáspontra felírt nyomaték - egyenlet a következő: Adott α esetén tehát maximálisan ekkora visszalökő erő hathat. Ha a nevező 0, F. Bármekkora lehet a visszalökő erő, ha vagyis teljesül a
3 összefüggés. ( Itt a súrlódási kúp fél - nyílásszöge, melyre Amint az könnyen belátható, ez a feltétel azt jelenti, hogy a gátló érintéspontjában felvett súrlódáskúp egyik alkotója átmegy az O ponton. Az így meghatározott α szögnél nagyobb α természetesen megfelel. Eddig a színes betűkkel írt idézet. Most néhány megjegyzést teszünk ezzel kapcsolatban. Megjegyzések M1. A ( lila ) megoldás szerint: innen: Az ( 1 ) egyenlet megoldása adja meg azt az α 0 szöget, amelynél a modell szerint már lényegtelen, hogy mekkora a munkadarabot visszalökő erő nagysága, a gátló akkor is megakadályozza a visszasodródást. Az ( 1 ) egyenletet numerikusan oldjuk meg a Graph szoftverrel. Ehhez felvesszük, hogy ( 1 ) ( A ) Most ( 1 ) és ( A ) - val: ( 2 ) A ( 2 ) egyenlet numerikus / grafikus megoldásának lényege a 2. ábráról leolvasható. A Graph szolgáltatása szerint a megoldás: α 0 = 60.87174878 60,9. 2. ábra
4 M2. Az 1. ábra szerint a visszasodrásgátló gyakorta nem félköríves kialakítású. Ez azt jelenti, hogy meg kellene vizsgálni a másfajta geometriájú gátlókat is. Ehhez tekintsük a 3. ábrát is! 2. ábra forrása: [ 1 ] Erről két dolog jut az eszünkbe: ~ e kilincsek hegyét ékszerűen alakították ki; ~ e kilincs működését így is jellemezhetjük: ahhoz, hogy a visszasodrás megvalósuljon, a kilincsnek a munkadarabba harapva át kellene fordulnia, amihez a kilincsnek úgy kellene működnie, mint egy forgácsoló szerszámnak; mivel ez nem igaz, így a visszasodrás sem valósulhat meg. Most vizsgáljuk meg a 2. ábra szerinti kilincs működését, az előző feladat szellemében! Ehhez tekintsük a 3. ábrát is! Nyomatéki egyensúlyi egyenlet az O forgástengelyre: 3. ábra
5 ( 3 ) A ( 3 ) képletből kiolvasható, hogy F, ha innen a φ 0 szög meg - határozó egyenlete: ( 4 ) ámde ( 5 ) miatt, ( 4 ) és ( 5 ) - tel: azaz ( 6 ) most ( 5 ) - ből: ( 7 ) így ( 6 ) és ( 7 ) - tel: vagy ( 8 ) A ( 6 ) összefüggés itt is azt jelenti, mint az előző feladatnál, vagyis hogy a súrlódási kúp egyik / szélső alkotója éppen átmegy az O forgástengelyen. Számszerűen, ha a μ 0 = 0,5 adatot vesszük fel ismét: Látjuk, hogy nem nagy az eltérés az előző feladatbeli más alakú kilinccsel kapott eredményhez képest. Továbbá azt is, hogy R / l = 0 esetén a két végeredmény megegye - zik. Ezzel a feladatot megoldottuk.
6 M3. Persze, lehet mondani, hogy a visszacsapó kilincsek egészen más alakúak is lehetnek. Ehhez lásd például a 4. ábrát is! 4. ábra forrása: http://www.felder.at/hu-hu/termekek/vastagolo-gyalugep/vastagologyalugep-d-963--630-mm.html A további teendőket azonban már az érdeklődő Olvasóra bízzuk. Irodalom: [ 1 ] Zsarnai Szilárd: Faipari gépismeret 10. kiadás, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1993. [ 2 ] Hajdu Endre: Mechanika I. Kézirat, EFE, Faipari Mérnöki Kar, Üzemmérnöki Szak, Sopron, 1978. vagy: http://www.nyme.hu/uploads/media/hajdu_e_mechanika_i._01.pdf Sződliget, 2015. 02. 21. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár