Összekötő rúd ( angol. hajtórúd ) ( elavult vonórúd ) - egy rész, amely összeköti a dugattyút (dugattyúcsap segítségével ) és a gőzmozdony főtengelyének vagy hajtókerekeinek hajtórúdcsapját . Arra szolgál, hogy a dugattyús gázerőket a forgó főtengelyre továbbítsa.
A hajtórudat, mint a dugattyúnak a főtengelyhez való csatlakoztatásához szükséges elemet, minden létező dugattyús motorban használják, kivéve a Balandin motort , ahol a tengelyre ható erőt nem egy hajtórúd, hanem egy csúszka továbbítja. mechanizmus, valamint mosómotorok.
A hajtórudakat a hajtórúd metszetének alakja különbözteti meg:
A kerekek gyakoriak a tengeri motorokban, a kenést vagy a hűtést belül fúrással biztosítják; rombusz alakú - nagy sebességű versenymotorokban, ahol fontos az aerodinamika javítása. Az alacsony fordulatszámú mechanizmusok egyszerű hajtórúdjai négyszögletes keresztmetszetűek [1] .
A hajtókar fej alakja szerint a hajtórudak a következők:
Utóbbiak a radiális és V-alakú motorokra jellemzőek, egyes V- és W-alakú motoroknál villás. A nagyobb gázerők miatt azonos hengerátmérő mellett nagyobb a dízel hajtókar szükséges szakasza, így a dízel hajtókarok nehezebbek. A hajtórúd összetett váltakozó terhelést szenved, és minden elemére külön számítják ki [2] .
A hajtórúdfejekben lévő csapágyak típusa szerint:
A hajtórúd alsó fejébe leggyakrabban siklócsapágy van beépítve, amelynek cserélhető bélése van ólombronzból (kénnel szennyezett üzemanyaggal üzemelő dízelmotoroknál), alumínium-ón ötvözetből (legtöbbször) készült súrlódásgátló ötvözet gyakran) vagy akár ezüst (csillag alakú nagysebességű). A hajtórúd felső fején hagyományosan bronz persely van, amelyet leggyakrabban az alsó fej csapágyából való olajellátásra fúrnak. A hajtórúdba rögzített dugattyúcsappal rendelkező motorokban (korai VAZ modellek) azonban nincs felső hajtórúd csapágy - nincs persely vagy görgők. A motor teljesítményétől függően a hajtórudaknak lehet egy lyuk a forgattyús fejen, hogy olajat szállítsanak a hengerbetétbe [3] .
Egyes kiviteleknél a hajtórúd alsó, sőt felső fejében gördülőcsapágyak vannak, ezekben az esetekben a hajtórúd belső felülete edzett. Az ilyen hajtórúdnak nincsenek bélései és javítási méretei, kopáskor a görgőkkel ellátott klip megváltozik a mérési eredmények szerint - a hajtórúd és / vagy a főtengely. Alkalmazások - nagy fordulatszámú léghűtéses motorok, forgattyús kamrával öblített motorok - vagyis olyanok, amelyeknél nehezebb nyomás alatt elegendő olajat biztosítani. De a legelterjedtebbek a perselyes és lebegő ujjú közönségesek [4] .
A hajtórúdsapka csatlakozó típusa szerint:
A hajtórúd alsó fejének feleinek pontosan, elmozdulás nélkül kell illeszkedniük egymáshoz. A fejek csatlakozása csavaros. A korai tervekben a hajtórúd anyáit lehajtható alátétekkel vagy huzallal tartották a helyükön.
A fedél központosítása:
A modern nagy sebességű motorok hajtórúdja milliárdszor érzékeli a váltakozó feszültséget (ez a szám a belső égésű motor sebességétől és erőforrásától függ). Követelményei vannak:
A felhasznált anyag általában ötvözött (40G, 45G2, 40KhN, 12KhN3A, 18KhNVA, 18Kh2N4A, ...) vagy megfelelő edzhetőségű szénacél [6] : minél nagyobb a szelvényvastagság, annál több ötvözött acélt kell használni. Kisméretű autómotorokhoz általánosan elterjedt szénszelektált edzett acél használata; az alacsony fordulatszámú mechanizmusoknál a hajtórudak nagy keresztmetszetűek, és az edzhetőség 90%-os növelése érdekében az ötvözőelemek növekvő mennyisége elfogadhatatlanul növeli azok költségét. Ezért a tengeri belső égésű motorok hajtórúdjai St5 típusú normalizált szénacélból készülnek (Steel 30, 35, 40) [7] . A VAZ autókban acél 40 select-et használnak. A 12XH3A típusú nikkel-króm akkor használatos, ha karburálás (nagy keménység elérése) szükséges a görgőscsapágyakkal működő fejek belső átmérőjéhez. Alumínium hajtórudak találhatók az indítómotorokban, ami lehetővé teszi, hogy dugaszolható bélés nélkül is működjenek, a nagy sebességű versenymotorokon sajtolt titán hajtórudakat használnak.
Mivel a hajtórúd főként húzó-nyomásban működik, és nem hajlításban, ezért szakasza magjának a felületi rétegekkel azonos szilárdságúnak kell lennie. Ezt vagy folyamatos edzéssel érjük el a szelvényvastagság (I-gerenda) korlátozásával a szükséges mennyiségű ötvözőelem (króm, nikkel, molibdén) felhasználásával, vagy az edzés megtagadásával normalizált acél használatával (nagy méretű belső égésű motorok). A hajtórúd csapágyak megválasztása befolyásolhatja az anyagot és a szükséges keménységi fokot: például a gördülőcsapágyak nagy nyomkeménységet igényelnek, ezért kiválasztják a kívánt acélt, majd a csapágy átmérőjét karburizálják. A hajtórudat mindig bélyegzéssel vagy kovácsolással nyerik a szilárdság növelése érdekében, öntést nem használnak.
A kifáradási szilárdság növelésére két módszer egyikét alkalmazzák: felületi polírozást vagy sörétszórásos keményítést. A hajtórúd ciklikus szilárdságát az átmenet sugara, a hajtórúd felső fejének tömítési szöge is befolyásolja. A hajtórúdcsavarok kiváló minőségű ötvözött acélokból készülnek, oltásnak és megeresztésnek vannak kitéve, és minden intézkedést megtesznek a fáradási szilárdság növelése érdekében - sima átmenet a menetből, tiszta felületkezelés, felületedzés. Ugyanez vonatkozik a hajtórúd anyára is. Ennek fényében a hajtórúd csavarja nem tartozik szabványosítás alá, és mindig egyedi.
Az egyik lehetőség a gördülőcsapágyak (görgős vagy tűs csapágyak), ilyenkor a gördülőelemek leggyakrabban kalitkás. Ez keménységi követelményeket is támaszt a motor főtengelyével szemben. Bélések használata esetén ez utóbbiakat a fej hornyába eső "bajusz" akadályozza meg az elfordulástól [8] . A motormodellek csapágyfedeleit nem szabad összetéveszteni egymással.
A forgattyús (forgattyús) fejben betétek vannak felszerelve, amelyeket a fej hornyaiba helyezett „bajusz” rögzít az elfordulástól. Babbit csapágy esetén (nagyszilárdságú, B83 típusú ón-ólom babbit használnak) a hajtórúd fele közé egy fém tömítéscsomagot helyeznek el, és a babbit elhasználódása után ezeket eltávolítják. tengeri dízelmotor szervizelése. A közönséges bélések acél-alumínium szalagból (súrlódásgátló alumíniumötvözet, általában ónt is tartalmaz) vagy ólombronzból (nagyobb megengedett érintkezési nyomással) készülnek [9]
A hajtórúd alsó csapágya a legtöbb esetben hasított (egy darabból csak előregyártott főtengellyel lehet), így a burkolat csavarokkal (csapokkal), ritkábban csapokkal csatlakozik a hajtórúdhoz.
A hajtórúd csavarjainak (csapoknak) biztosítaniuk kell, hogy a forgattyús fej csuklója ne nyíljon ki, miközben a csavar váltakozó feszültséget szenved, a csavar és a fedél merevségének arányától függően. Minél kisebb a csavar merevsége (minél nagyobb a hossza, annál kisebb a keresztmetszete), annál kisebbek a húzófeszültség pulzációi benne. Amint a kötés kinyílik, a feszültségpulzáció sokszorosára nő, és a csavarok nagyon gyorsan eltörnek [10] .
A hajtórúd felső fején a legtöbb esetben hengerelt bronz persely található, kenési lyukkal. A préselés után a hüvelyt ujjnyi méretre fordítjuk, biztosítva a kívánt felületi tisztaságot. Mivel a dugattyúcsap forgási sebessége alacsony, a szerelvény tartóssága sok esetben kis átmérőjű csappal és fröccsenő kenéssel biztosított.
Előfordulhat, hogy a legegyszerűbb hajtórudaknak nincs alsó fejbélése (alumínium hajtórudak motorindításhoz, repülőgép-hajtóművek drónokhoz és hasonlók korlátozott erőforrással).
Az egyik motorban a hajtórudakat súly szerint választják ki. Ezenkívül kívánatos a felső és az alsó fej tömegét külön beállítani, a fedél és a felső fej bal oldali dagályát használva a reszeléshez [11] . Egyes szerelők azonban egy egyszerűbb módszert részesítenek előnyben - javításkor mérje le az új hajtórudakat és dugattyúkat, az egyiket súly szerint állítsa fel növekvő, a másodikat csökkenő sorrendben, majd csatlakoztassa. Így a dugattyúkészlet tömege könnyen és egyszerűen csaknem azonosnak bizonyul [12] .
A hibák többnyire elhasználódásból erednek. A felső fej javítása ritkán szükséges, a persely élettartama eléri a motor teljes élettartamát.
Azonban katasztrofális károkat okozhat a vízkalapács vagy a dugattyú-fej ütközés, amikor tárgyak kerülnek a kamrába. A hajtórúd rúdja is gyakran meg van hajlítva.
A hajtórudak használatának legkorábbi bizonyítéka a Kr.u. 3. század végéről származik. Kr.e., amikor a Római Birodalom fűrészmalmaiban Hierapolisban , Kis - Ázsiában a modern hajtórudakhoz hasonló mechanizmusokat alkalmaztak, hogy a vízikerék forgó mozgását transzlációs mozgássá alakítsák a fűrész meghajtásához . Hasonló mechanizmusokat fedeztek fel az efezusi ásatások során is , amelyek az i.sz. 6. századra nyúlnak vissza. e.
1174 és 1200 között az arab tudós és feltaláló Al-Jazari egy gépet írt le, amelynek kialakítása tartalmazott egy hajtókarat főtengellyel ( forgattyús mechanizmus ). Egy ilyen gépet víz emelésére szántak [13] .
A gépgyártásban a 16. század óta bőségesen használnak hajtókarokat és hajtórudakat, amint azt a korabeli értekezések is bizonyítják: Agostino Ramelli The Diverse and Artifactition Machines of 1588, amely tizennyolc példát mutat be. A példák száma nő Georg Andreas Böckler Theatrum Machinarum Novum című művében , amely akár 45 különböző gépet tartalmaz.