Что из себя представляет ротационный механизм

Общие сведения

Ни в традиционной книжно – журнальной литературе, ни в обширных залежах интернет – сайтов нет серьезных и развернутых исследований в отношении такой перспективно продуктивной области технических устройств как роторные двигатели. Настоящий сайт усилиями его автора попытается заполнить этот пробел в истории техники и в сфере её нынешнего развития.

Безраздельно властвующие сегодня в мировой технике поршневые двигатели с линейным возвратно — поступательным движением поршня имеют огромные недостатки, которые невозможно преодолеть в принципе никакими конструкционными ухищрениями, никакими «электронными обвесами», никаким тюнингом. Поэтому мировая техническая мысль не менее ста лет пытается найти достойную альтернативу поршневым двигателям внутреннего сгорания. Надо сказать, что в области машин с выводом мощности на вал вращения (не реактивные двигатели) поршневой мотор уже давно вытеснен из многих сфер применения. В стационарных установках это место давно и прочно занял электрический мотор, а в авиации — газотурбинный двигатель, в энергетических установках больших мощностей – на крупных электростанциях и в быстроходных судовых силовых машинах надежно работают паровые турбины. Надо сказать, что все эти типы двигателей относятся к роторным машинам – в них главный рабочий орган совершаетпростое вращательное движение. С точки зрения кинематики механической схемы и динамики термодинамических процессов – это самый простой, эффективный тип движения. Но вот в области поршневых двигателей внутреннего сгорания, которые безраздельно господствуют в области мобильных моторов малой и средней мощности, все еще безальтернативно применяется малоэффективный метод движения главных рабочих органов – поршней в цилиндрах по типу возвратно – поступательного движения. При этом подобные моторы для преобразования возвратно – поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала используют кривошипно — шатунный механизм. Главные характеристики такого механизма- высокая динамическая нагруженность знакопеременными нагрузками от возвратно – поступательных движений, значительные размеры и сложность в изготовлении. Именно несовершенный способ организации технологических процессов в поршневом двигателе и своеобразный режим работы кривошипно-шатунного механизма, приводят к плохому (пульсирующему) режиму крутящего момента поршевых моторов. Именно обладание таким некачественным типом крутящего момента требует от поршневых ДВС обязательногоприменения на транспортных средствах коробки передач.
Массовый потребитель неудовлетворён тяговыми и стартовыми возможностями традиционных поршневых двигателей, поэтому многие из владельцев автомобилей прибегают к разным типам «тюнинга двигателя«, чтобы повысить мощность и приемистость своих моторов.

Надо сказать, что подобная организация рабочих процессов и типов движений досталась современным двигателям внутреннего сгорания от паровых машин 19-го века, которые по своей сути были крайне малоэффективными машинами, а первые двигатели внутреннего сгорания в 60-х и 70-х годах позапрошлого века были именно копиями паровых машин, которые унаследовали от паровиков очень многие их родовые недостатки…
Выражаясь современным языком — создатель первого ДВС французский техник Ленуар в 60-х годах 19-го века совершил средней сложности тюнинг парового поршневого двигателя и у него получился поршневой атмосферный ДВС, работающий без сжатия.

Постараемся ответить на трудный вопрос — почему же наиболее массовая область техники – транспортное двигателестроение до сих пор оказывается в положении заповедника устаревших инженерных решений и архаических конструкций? И возможно ли мировому техническому прогрессу выбраться из этого более чем векового застоя?

Ответ на такие сложные вопросы таков – выбраться из такого незавидного положения возможно, но сложно. Именно такая изначальная сложность инженерной задачи и объясняет причину, по которой более ста лет в этой области массовой техники применяются устаревшие и малоэффективные, но технологически легко исполнимые и конструктивно надежные технические решения.

Возможность совершить технический прорыв, и выйти на новый уровень инженерных решений, возможен в области все тех же роторных машин, то есть использовать принцип простого вращения главного рабочего органа, как это используется в электродвигателях или в силовых турбинах. Но вся сложность заключается в том, что организовать рабочий цикл из четырёх тактов полноценного двигателя внутреннего сгорания вокруг простого вращения главного рабочего органа очень сложно. И именно вокруг этой сложной инженерной задачи вращались все усилия и творческие порывы конструкторской мысли не один десяток лет. Но сложность темы оказалась настолько велика, что до сегодняшнего дня массового вывода на рынок роторных двигателей и достойной их конкуренции с традиционными поршневыми двигателями так и не произошло. Сверх прогрессивной конструкции роторного двигателя внутреннего сгорания, которая бы по всем параметрам превосходила традиционные поршневые моторы до сих пор так и не создано.

Задачу настоящего сайта его автор видит как раз в том, чтобы исследовать саму возможность решения такой задачи, ввести читателя в круг уже имеющихся разработок и перспективных инженерных изысканий. Познакомить посетителей сайта как с мировыми новациями на эту тему, так и представить собственные разработки в этой области.

Классификация роторных двигателей

Классификация роторных двигателей весьма важна, так как она сразу очерчивает весьма обширный круг потенциально возможных конструкций, и главное — позволяет с первого шага выбрать наиболее перспективные и эффективные конструкции среди прочих мало работоспособных и не технологичных типов роторных машин.

Классификация роторных двигателей будет излагаться на основе авторского понимания этой схемы, которое опирается на систематизацию роторных машин, изложенную в разных аспектах в двух весьма обстоятельных книгах, которые, к сожалению, выходили мизерными тиражами, очень давно и не имели переизданий. Это Акатов, Бологов «Судовые роторные двигатели», Ленинград, 1967г. и Н.Ханин, С.Чистозвонов «Автомобильные роторно – поршневые двигатели», Москва, 1964г.

1) Роторные двигатели с неравномерным разнонаправленным (возвратно-вращательным) движением главных рабочих элементов.

Данный тип двигателя характеризуется тем, что в нем нет вращения ротора, а происходит его возвратно — дуговые качания вокруг оси. Процессы сжатия и расширения происходят между неподвижными лопатками ротора и статора, которые и не позволяют совершать ротору непрерывное вращение. По своим очертаниям этиот двигатель выглядит роторным, но по организации кинематики движения он по сути дела ближе к поршневым машинам с кривошипным механизмом, так как требует применения для преобразования колебательных движений вала во вращетельные особых сложных механизмов. В этом заключен главный недостаток его конструкции, поэтому данная схема не получила распространения. Кроме того в этой схеме возможны ударные столкновения лопастей между собой.

2) Роторные двигатели с неравномерным однонаправленным (пульсирующе-вращательным) движением главного рабочего элемента.

Внутри корпуса вращаются два ротора с неравномерным вращением, которые пульсируя как бы «догоняют друг друга». Такты сжатия и расширения происходят меджу лопастями этих двух роторов во время их сближения и удаления. Главный недостаток этой роторной схемы — два вала двух роторов вращаются неравномерно — рывками, толчковыми импульсами. Поэтому требуется применение сложного, нагруженного знакопеременными нагрузками механизма для выравнивания скорости вращения валов мотора. Кроме того в этой схеме возможны ударные столкновения лопастей между собой.

3) Роторные двигатели с уплотнительными заслонками — лопастями, которые движутся роторе совершая возвратно-поступательные или качающиеся движения. Частный случай – с заслонками – лопастями, отклоняющимися на шарнирах на роторе;

Надо сказать, что подобная схема роторных машин давно и широко применяется в пневмомоторах, где сжатый воздух вращает лопатки таких устройств.Поэтому у многих инженеров и изобретателей при взгляде на такие роторные пневмомоторы появляется понятная мысль приспособить такую машину под двигатель внутреннего сгорания. Для этого нужно лишь встроить такт сжатия в кинематическую схему такой машины. И пытливые умы меняют форму внутренней камеры мотора — получается теоретическая схема, которая на бумаге вполне может качественно работать…. Но на практике все не так просто, реализация в жизнь этой схемы сталкивается с огромными сложностями. Первая трудность — в условиях высоких температур и давлений в ДВС очень сложно обеспечить подвижность лопаток ротора и практически невозможно обеспечить герметичность линий их контакта с корсусом…

При этом лопатки должны постоянно двигаться — под действием центробежной силы вращения и пружин или приводом от специального механизма — но оба варианта реализовать очень сложно. Поэтому в технике до сих пор нет работоспособных образцов этого типа роторных двигателей внутреннего сгорания.

Ниже приведены две различные теоретические схемы роторных ДВС этого типа, взятые из патентной литературы.

4) Роторные двигатели с уплотнительными заслонками, которые движутся в совершая возвратно — поступательные или качающиеся движения корпусе.

Данная схема по принципу работы похожа на предыдущую, только заслонки — лопасти, разделяющие камеры двигателя выдвигаются не из ротора, а из корпуса. При этом ротор должен иметь сложную форму с лопастями — лопатками, которые и будут воспринимать на себя давление газов, которые должны отсекать от других объемов рабочей камеры лопатки- заслонки в корпусе. Эта схема имеет примерно те же принципиальные недостатки, что и предыдущая схема.

5) Роторные двигатели с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего и всех иных элементов.

По своей концепции такие схемы двигателей — наиболее перспективные и наиболее технически совершенные. В таких конструкциях нет ни одной детали совершающей возвратно — поступательные, качательные или планетарно- вращательные движения. Поэтому двигатели этого типпа могут без труда достигать скоростей вращения в десятки тысяч оборотов в минуту с соотвествующим набором мощности. В 19-м веке были созданы несколько типов роторных паровых двигателей этой схемы и они показывали значительно лучшие характеристики, чем поршневые паровые двигатели.

Но вот работоспособных двигателей внутреннго сгорания этой схемы построено не было, даже на уровней идей, отраженных в патентных заявках обнаружено буквально несколько единиц, да и те — малореализуемых конструкций.

6) Роторные двигатели с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента.

Наиболее известные широкой общественности роторные двигатели Ванкеля относятся именно к последней классификационной группе. О нем речь пойдет на отдельной страничке этого сайта.

Что такое роторные двери?

У моды есть особые тенденции. Она постоянно преподносит новые веяния и возвращает хорошо забытое старое. На сегодняшний день специалисты отмечают рост популярности роторных дверей. Изначально полотна данного типа использовались исключительно для общественных мест с высокой проходимостью, таких как рестораны, поликлиники, гостиницы, торговые центры и многие другие. Сейчас их устанавливают в жилых помещения, домах и квартирах.

Современных покупателей привлекает практичность, надежность и универсальность данных дверных полотен.

Особенности

Когда покупателя слышат слово «ротор», данный термин у них ассоциируется с каким-либо динамичным элементом. Однако, это никак не связано с одноименной дверной системой. Впрочем, одна особенность на двоих у них все-таки имеется: поворотно-сдвижной механизм, за счет которого двигается дверное полотно.

По внешним признакам модель двери с роторным механизмом выглядят практически так же, как изделия распашного типа. Еще одна уникальность рото-дверей, кроме движущего элемента, это функция сдвига, во время которой двери поворачивается вокруг своей оси. За счет особого строения такие модели идеально подходят для установки в компактных помещениях.

Роторная дверь совмещает в себе одновременно несколько принципов действия: маятниковый, раздвижной и распашной. Механизм рото-дверей удачно объединил все лучшие стороны вышеуказанных систем. Стоит отметить, что механизм дверных полотен состоит из двух частей, которые работают сообща. В результате чего одновременно выполняется раздвижная и поворотная функция.

Совет от специалистов: если вы планируете установить у себя дома роторные межкомнатные двери, покупайте их до начала ремонта.

Это позволит оформить проем необходимых размеров, в который идеально впишется новая конструкция.

Все рото-двери, имеющиеся в продаже, можно поделить на 2 типа: автоматические и механические.

Этот параметр существенно влияет на окончательную стоимость изделия. Несложно догадаться, что автоматические двери стоят дороже, но в то же время, пользоваться ими удобнее, по сравнению с механическими моделями.

За счет особенной конструкции дверь может открываться в любую из сторон, вправо или лево. При помощи маятникового механизма пользователь имеет возможность перемещать створку по желанию. Во время поворота дверное полотно останавливается перпендикулярно коробке и не заходит целиком за его пределы. Таким образом, половина двери остается в одной комнате, а вторая – в другой.

Если изделие качественное, открытие будет плавным и легким, без усилий. Плотная стыковка обеспечивается за счет магнитного замка.

К тому же, это повышает безопасность открытия, уровень шумоизоляции и сохраняет тепло.

Материалы

Компании-производители, занимающиеся изготовлением роторных дверей, используют разнообразные материалы, как искусственные, так и натуральные. Особо распространены: ПВХ, МДФ, натуральный массив, закаленное стекло. Также можно встретить модели из пластика.

Полотно

Специалисты отмечают, что практически любое полотно можно оснастить механизмом роликового подвеса. Главное при выборе, подобрать базу без выразительного и объемного декора, который может усложнить процесс установки и размещение уплотнителей. В специализированных магазинах можно найти комплекты для стеклянных межкомнатных дверей.

Важно учесть, что механизм работы рото-двери можно присоединить только к деревянным деталям. Таким образом, полотна из стекла и прочих материалов дополняются элементами из дерева.

Фурнитура

На полотна вышеуказанного типа устанавливается такая фурнитура:

• лента для уплотнения стыковки;
• магнитный замок;
• поворотно-сдвижной механизм.

Как правило, все необходимые дополнительные элементы устанавливаются на дверное полотно еще на заводе, во время изготовления товара. Ведь для работы необходимо специальные оборудование, инструменты и конечно, умелые руки мастера.

Дизайнеры отмечают, что рото-фурнитура имеет привлекательный внешний вид, который, кроме основной функции, дополнит интерьер, сделав его выразительнее.

Размеры

Двери могут иметь различные габариты. Учитывая различные планировки, особенно в современных квартирах многоэтажных домов, широкая размерная сетка необходима. Некоторые фирмы предоставляют услугу – продукцию на заказ. Также в продаже имеются как одностворчатые, так и двухстворчатые роторные двери.

Преимущества и недостатки

Преимущества роторных дверей делает их привлекательными для потребителей.

• Универсальный внешний вид. Полотна вышеуказанного типа будут замечательно смотреться в помещениях с различными габаритами, будь то просторные апартаменты или маленькая квартира. К тому же, кроме размещения в спальне, зале или гостиной, они подойдут для установки на кухню или в ванную комнату.

• Монтаж. Процесс установки рото-дверей несложный. Работу можно выполнить своими силами при наличии инструментов и определенного опыта. Как правило, дверная система доставляется покупателю в готовом виде. После распаковки элементы двери нужно только закрепить на новом месте.

• Шумо- и теплоизоляция. Двери прекрасно уберегут от лишних звуков, создав в помещении комфортную и умиротворяющую атмосферу. Это функции достигается за счет щеточных уплотнителей. К тому же, полотна прекрасно сберегут тепло, что особенно важно в холодное время года.

• Поддержка чистоты. Благодаря плотной стыковке рото-двери будут препятствовать проникновению частиц пыли и прочих загрязнений в комнату. Установите их в комнату, которая выходит в прохожую, чтобы грязь с улиц не проникала дальше в дом.
• Экономия пространства. За счет специального механизма, совмещающего различные системы открывания, роторные двери сохранят ценное пространство в помещении. Для компактных квартир это не только красивое, но и практичное решение.

Из минусов можно отметить следующие позиции:

• Цена. Стоимость роторных дверей высока по сравнению со стандартными моделями. Стоит отметить, что кроме полотна, покупатель платит за многочисленную фурнитуру и, конечно же, специальный механизм, который и отличает рото-двери от прочей продукции на современном рынке. Как было отмечено выше, сборка конструкции проводится непосредственно на заводе-изготовителе, что повышает стоимость изделия.

На окончательную стоимость модели влияет множество факторов: материалы для изготовления (самым дорогим является массив), наценка магазина, популярность бренда, качестве фурнитуры.

• Небольшой вес изделия. Производители в процессе изготовления придерживаются строгих ограничений по весу полотна. Можно смело заявить, что почти все изделия с роторными механизмами используют материалы небольшого удельного веса. Чаще всего используют МДФ­. Это вынужденная мера, которой следует придерживаться из-за особенности конструкции работающего механизма.

Чтобы он работал долго и слаженно, нужно отказаться от тяжелого полотна. В противном случае, система быстро придет в негодность.

Большинство покупателей делают выбор в пользу более весомых конструкций, которые ассоциируются с надежностью и защитой.

Самостоятельно изготовление

Многие интересуются – можно ли самостоятельно изготовить рото-двери, изменив и разместив на стандартную модель специальный механизм. Однако, специалисты отмечают, что изготовить изделие данного типа своими руками очень сложно. В процессе работы может возникнуть множество проблем, связанных с работой системы. Несмотря на то, что любой желающий имеет возможность купить ротационный механизм, установит его на полотно и добиться слаженной работы непросто.

Чтобы дверь работала без проблем, процесс открывания был плавным и мягким, а изделие радовало стильным внешним видом – покупайте готовую конструкцию, созданную на фабрике опытными мастерами.

О том, как установить роторную межкомнатную дверь, вы можете узнать, посмотрев видео.

Лекция 2. Основные элементы механизмов роторного типа

В технике ротор – это вращающаяся часть двигателей и рабочих машин (рисунок 4). На нём расположены органы, получающие энергию или отдающие её. Ротор выполняется в виде барабанов, дисков, колёс. Ротор — это вращающаяся часть паровой турбины, компрессора, гидронасоса, гидромотора и т. д. В теории балансировки ротор — это любое вращающееся тело. В электротехнике ротор — это вращающаяся часть электрической машины (генератора или двигателя переменного тока) внутри неподвижной части — статора. Ротор в электромашинах постоянного тока называется якорем.

Ротор в статоре электродвигателя

Ротор паровой турбины

Ротор генератора ВАЗ 2110

Рисунок 4 — Ротор

Механизмы роторного типа получили наиболее широкое применение в промышленности. В основе механизмов роторного типа лежит ротор, имеющий консольное или межопорное расположение относительно подшипниковых опор (рисунок 5). Обычно используется две опоры, но существуют трёхопорные механизмы. Расположение валов — горизонтальное, вертикальное, реже — наклонное.

Два консольно расположенных ротора

Ротор, расположенный между опорами

Ротор в сборе осевого вентилятора ВОКД

Центробежный вентилятор ВРЦД-4,5СМ

Центробежный вентилятор главного проветривания ВЦД47 «Север»

Вертикальная прокатная клеть

Универсальная прокатная клеть

Скиповая лебедка модели ЛС-39-1:
1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – зубчатая муфта; 4 – тормоз; 5 – быстроходный редуктор; 6 – тихоходный редуктор; 7 – барабан; 8 – командоаппарат

Схема механизма главного подъёма разливочного крана:
1 – редуктор; 2 – открытая передача; 3 – барабан; 4 – зубчатое колесо с храповым механизмом; 5 – крюк; 6 – блоки; 7 – траверса; 8 – канат

Рисунок 5 – Механизмы роторного типа

Практически все энергетические механизмы, представлены механизмами роторного типа: насосы, генераторы, турбины, компрессоры, вентиляторы, воздуходувки, дымососы, эксгаустеры, двигатели. Схема двух опорного ротора является основным конструкторским решением для механизмов с редукторным приводом, используемого для согласования механических параметров двигателя и рабочего органа. Редукторный привод используется в грузоподъемных механизмах, приводах транспортирующих машин, в некоторых энергетических машинах и др.

Основными элементами механизмов роторного типа являются.

Валы, оси

Валы (коленчатые, кривошипные и эксцентриковые) — служащие для передачи крутящего момента и поддерживания вращающихся деталей. Оси служат только для поддерживания вращающихся деталей.

Широко распространены прямые валы: гладкие не имеющие уступов, фасонные или ступенчатые имеющие участки различного диаметра, сплошные и полые. Ступени на валу предназначены для закрепления деталей или самого вала в осевом направлении. Полыми, валы изготовляют для уменьшения веса или в тех случаях, когда через вал проходит другая деталь. Различают: шлицевые валы с участком шлицевого профиля для установки неподвижных или скользящих вдоль вала деталей; фланцевые валы, имеющие выполненные заодно с валом фланцы; валы со шпоночными канавками, валы с резьбой; валы с коническими поверхностями; валы-шестерни и валы-червяки — представляющие собой валы, выполненные заодно с шестерней или червяком. Валы подразделяют также на жёсткие и гибкие.

На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т.д. Оси представляют собой прямые стержни (рисунок 6).

Рисунок 6 – Основные виды валов и осей:
а) ступенчатый вал; б) вал-шестерня; в) эксцентриковый вал; г) полый вал-шестерня; д) коленчатый вал; е) ось гладкая

Основные элементы вала

Опорные части валов, воспринимающие радиальные нагрузки, называют цапфами, а воспринимающие осевые нагрузки – пятами (рисунок 7а). Концевые цапфы в подшипниках скольжения называют шипами (рисунок 7б), а промежуточные – шейками (рисунок 7в). Шипы бывают цилиндрическими, коническими и сферическими.

а)

б)

в)

Рисунок 7 – Опорные части валов:
а) пята; б) концевая цапфа ‑ шип; в) промежуточная цапфа – шейка

Поломки валов могут происходить по следующим причинам:

• концентрация напряжений в местах установки шкива или полумуфты;
• концентрация напряжений в галтелях – для снижения напряжений галтели выполняют с радиусом, равным 0,06…0,1 диаметра шейки вала;
• концентрация напряжений от трещин на острых гранях, поэтому края отверстий для подачи смазки на шейках вала должны быть тщательно скруглены;
• из-за усталости метала.

Поломка вала, как правило, приводит к выходу из строя подшипниковых узлов, торцовых уплотнений, соединительной муфты, корпусных деталей. Вал при работе машины косвенно диагностируется по изменению уровня вибрации корпусов подшипников. Причиной роста вибрации могут быть трещины в материале вала, изгиб, овальность цапф. При ремонте оборудования с его разборкой вал подвергается визуальному и инструментальному контролю, а также дефектоскопическому с применением методов и средств ультразвукового, вихретокового, магнитопорошкового, капиллярного контролей.

Валы и оси имеют гладкие цилиндрические или конические поверхности (шейки), шлицы, шпоночные пазы, бурты, лыски и резьбовые поверхности. В процессе эксплуатации машин и механизмов на этих поверхностях могут появляться различные дефекты: изгиб и скручивание, износ и смятие опорных и посадочных шеек и буртов; износ шпоночных пазов и шлицев; износ и повреждение резьбы и центровых отверстий; трещины и поломки в различных местах.

Основные требования для жёстких валов: прямолинейность, проектное расположения вала в пространстве, постоянное положение установленных на нём деталей, отсутствие внутренних дефектов, отсутствие износа посадочных мест, совпадение оси вращения и оси инерции.

Подшипники

Подшипники служат опорами для валов, вращающихся осей или вращающихся деталей, установленных на неподвижных осях, обеспечивая вращение с минимальным коэффициентом трения. Подшипники обеспечивают передачу силовых воздействий на корпусные детали и далее на фундамент.

Основные типы подшипников: качения, скольжения, газостатические, газодинамические, гидростатические, гидродинамические, магнитные. В механизмах в основном используются подшипники качения и скольжения. Опора с упорным подшипником называется подпятником.

Подшипники качения

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (роликов или шариков) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

Примеры различного конструктивного исполнения подшипников качения показаны на рисунке 8.

Радиально-упорный шариковый подшипник

Радиально-упорный шариковый подшипник с четырёхточечным контактом

Самоустанавливающийся двухрядный радиальный шариковый подшипник

Радиальный шариковый подшипник для корпусных узлов

Радиальный роликовый подшипник

Радиально-упорный роликовый подшипник

Самоустанавливающийся радиальный роликовый подшипник

Самоустанавливающийся радиально-упорный роликовый подшипник

Самоустанавливающийся двухрядный радиальный роликовый подшипник с бочкообразными роликами (сферический)

Упорный шариковый подшипник

Упорный роликовый подшипник

Ролики и сепаратор упорного игольчатого подшипника

Рисунок 8 — Примеры различного конструктивного исполнения подшипников качения

Подшипники скольжения

Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш, или втулка из антифрикционного материала (бронзы, баббита, текстолита, фторопласта) и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, заполненный смазочным материалом, который позволяет свободно вращаться валу (рисунок 9).

Рисунок 9 – Общее устройство подшипника скольжения

Преимущества подшипников скольжения:

• работают при высоких нагрузках и низкой частоте вращения;
• работают при низкой нагрузке и высокой частоте вращения;
• работают в воде, при вибрационных и ударных нагрузках;
• имеют малые радиальные размеры;
• возможность установки разъёмного подшипника.

Подшипники скольжения легче и проще в изготовлении, чем подшипники качения, бесшумны, обладают постоянной жёсткостью и способностью работать практически без износа в режиме жидкостной смазки, хорошо демпфируют колебания. К недостаткам подшипников скольжения можно отнести сложность системы смазки для обеспечения жидкостного трения, необходимость применения цветных металлов и сплавов, повышенные пусковые моменты.

Для снижения трения скольжения используется смазка. В физике взаимодействия контактирующих деталей трение принято разделять на:

• сухое — взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями смазками;
• жидкостное — взаимодействующие тела разделены слоем жидкости;
• граничное — соединяющее в области контакта сухое и жидкостное трение.

Качественная смазка является одним из основных условий надёжной работы подшипника и обеспечивает: низкое трение, разделение подвижных частей, теплоотвод (в случае жидкой смазки), защиту от вредного воздействия окружающей среды. Смазка бывает: жидкая (минеральные и синтетические масла, вода для неметаллических подшипников), пластичная (на основе металлического мыла: кальциевого, натриевого, литиевого и др.), твёрдая (графит, дисульфид молибдена и др.) и газообразная (различные инертные газы, азот и др.).

Повреждения подшипников качения

Основные причины и виды отказов подшипников качения – осповидный, окислительный и абразивный износ, поломки сепаратора, тел качения, наружного и внутреннего колец, дефекты монтажа.

Ход правильно собранного узла с подшипниками качения должен быть лёгким ход, без заедания, при незначительном, ровном шуме. Глухой, прерывистый звук указывает на загрязнение подшипника; звенящий, металлический ‑ об отсутствии смазки; скрежет и резкое частое постукивание свидетельствуют о разрушении сепаратора или тел качения.

Подшипники качения подлежат замене при наличии одного из повреждений или видов неисправности: отслаивание или оспины усталостного выкрашивания на телах качения или беговых дорожках колец; коррозионные раковины на дорожках и телах качения; трещины, сколы бортов, колец; трещины колец, роликов, шариков; трещины, излом сепаратора; задиры на рабочих поверхностях колец и тел качения; износ и обрыв заклепок сепаратора; забоины на сепараторе; рифление на рабочих поверхностях колец и тел качения; выработка на рабочих поверхностях колец и тел качения; вмятины на рабочих поверхностях; поверхностная коррозия на рабочих поверхностях подшипника; цвета побежалости на рабочих поверхностях; увеличение радиального зазора; прочие дефекты; увеличение радиального зазора (вследствие износа) в подшипниках качения ответственных машин свыше 0,5 мм, в менее ответственных механизмах (рольгангах, блоках и др.) – более 0,8…1,0 мм.

Основные требования для подшипников качения: отсутствие дефектов в кольцах, сепараторах и телах качения, отсутствие проворачивания колец подшипника на валу и в корпусе, значения зазоров в соответствии с нормативными документами, качественное смазывание.

Зубчатые передачи

Зубчатые передачи предназначены для изменения частоты вращения и крутящего момента.

Цилиндрические зубчатые передачи передают вращающий момент между параллельными валами (рисунок 10а, 10б, 10в). Прямозубые колёса применяют при невысоких и средних скоростях, когда динамические нагрузки от неточности изготовления невелики или при необходимости осевого перемещения колёс. Основные виды цилиндрических зубчатых передач: прямозубая; косозубая; шевронная; внутренняя.

Косозубые колёса (рисунок 10б) имеют большую плавность хода и применяются для ответственных механизмов при средних и высоких скоростях. Недостаток косозубых колёс ‑ наличие осевых усилий, влияющих на работу подшипников, компенсирующих данные осевые нагрузки.

Шевронные колёса (рисунок 10в) обладают повышенной плавностью работы, но не вызывают осевых усилий, которые взаимно уравновешиваются и не передаются на подшипники. Пригодны для передачи больших мощностей с возникающими во время работы толчками.

Колёса внутреннего зацепления (рисунок 10е) вращаются в одинаковых направлениях и применяются обычно в планетарных передачах.

В передачах вращения между пересекающимися валами зубчатые колеса имеют коническую форму. Работу передачи можно сравнить с качением без проскальзывания двух конусов с вершинами в общей точке (рисунок 10г, 10д). Конические зубчатые колеса могут иметь прямые, косые и криволинейные зубья, последние обеспечивают большую плавность работы передачи.

Рисунок 10 – Виды зубчатых передач:
а) цилиндрическая прямозубая; б) цилиндрическая косозубая; в) шевронная; г) коническая прямозубая; д) коническая с криволинейным зубом; е) цилиндрическая прямозубая передача с внутренним зацеплением

Передачи между скрещивающимися валами выполняются винтовыми и гипоидными колёсами, червячной парой, глобоидной червячной парой (рисунок 11).

Основные особенности и преимущества роторного механизма для дверей

Дверь – необходимая составляющая интерьера, которая сегодня представлена широким разнообразием вариантов. Межкомнатные конструкции классифицируют по материалу, из которого они изготовлены, внешнему виду, цвету и механизму функционирования. Востребованным и эргономичным вариантом выступает роторный механизм. Его отличительной чертой становится и неординарный внешний вид, дополняющий современный интерьер.

Рото-двери – это раздвижные или откидные конструкции, удобные в эксплуатации

Рото-механизм – универсальный вариант, который легко впишется в любое помещение. Смело отдавайте предпочтение такой конструкции, если вам важна неординарность и комфорт. Сдвижной механизм практичнее, чем распашные двери, поэтому сегодня рото-модели пользуются спросом.

Что такое рото-дверь?

Двери с роторным механизмом – конструкция с действием, напоминающим одновременно и распашное, и раздвижное. Главным преимуществом становится возможность открывать дверь сразу в обе стороны. При этом удается сэкономить полезную площадь помещения, что важно в условиях тесной квартиры.

Ротационный механизм для дверей сразу установлен, поэтому такие двери продаются комплектом, готовым к процессу монтажа. Это удобно, так как нет необходимости в самостоятельном поиске соответствующих комплектующих. Монтаж механизма прост, если придерживаться инструкции, поэтому выполняется своими руками, что экономит средства.

Рото-модели – своеобразный гибрид других конструкций.

Они напоминают маятниковые двери, так как открываются в обе стороны. Створка рото-двери сдвигается вбок, делая проход в дверном проеме максимально широким и свободным. Это прерогатива моделей-книжек и раздвижных механизмов. В закрытом положении такие изделия легко спутать с распашными. При этом они обеспечивают высокий уровень звуко- и теплоизоляции.

Поворотный механизм работает легко и бесшумно, а монтаж осуществляется своими руками. Это достигается благодаря наличию роликов, двигающихся по специальному верхнему пазу. Сам принцип эксплуатации предполагает, что при открывании дверь поворачивается вокруг своей оси, сдвигается в сторону, но при этом не выходит за рамки внутренней коробки.

В конструкцию двери входят магнитный замок, направляющие полозья, поворотный шарнир, опорный стержень, рычаг и верхняя планка с кареткой.

Готовые модели продаются в стандартных размерах. Это позволяет легко установить их в требуемый проем. Если требуется, можно оставить индивидуальный заказ на конструкцию и получить модель, изготовленную по личным предпочтениям. Конструкции делятся на двустворчатые и одностворчатые. Конкретный выбор подбирают по ширине дверного проема.

По способу открывания двери бывают механическими и автоматическими. Механические открываются привычным ручным способом, а автоматические модели открываются самостоятельно, реагирую на приближение человека, за счет датчика.

По количеству створок они могут быть:

• однопольными;
• двупольными.

Подобные двери применяются в любых типах помещения, начиная от коридоров, и, закачивая ванными и туалетом.

Преимущества и недостатки рото-моделей

Поворотно-складной механизм для рото-дверей имеет и достоинства, и недостатки. Первых гораздо больше, поэтому подобные конструкции и ценятся. Среди достоинств выделяют следующие:

1. Возможность установки своими руками без сложностей или подводных камней в процессе монтажа.
2. Практичность конструкции. В распахнутом состоянии рото-дверь выходит за рамки коробки не более чем на 30 см, что удобно при нехватке площади.
3. Универсальность применения. Модели уместно смотрятся и в квартирах с нехваткой свободного пространства, и в загородных домах.
4. Удобство использования. Оно проявляется возможностью конструкции открываться в обе стороны, а без этого иногда не обойтись.
5. Высокие показатели теплоизоляции. Это гарантирует сохранность микроклимата в конкретном помещении.
6. Отличная звукоизоляция. Она позволяет наслаждаться комфортом и тишиной, поэтому такие модели дверей устанавливаются в спальне или детской.
7. Стойкость к сквознякам. Благодаря магнитному замку дверь исключает самопроизвольное открывание, обеспечивает отличную плотность притвора.
8. Отсутствие провисания даже при монтаже своими руками. Это распространенная проблема распашных моделей, которая здесь решена на высоком уровне.
9. Простота открывания и для правшей, и для левшей.
10. Возможность с комфортом использовать дверь людям с ограниченными возможностями.
11. Рот-модель рекомендуется монтировать в узких помещениях, где установка других дверей невозможна или затруднительна.

У конструкции есть и ряд минусов. Главный из них – высокая стоимость. Этот показатель определяется качеством сборки, материалом и наличием декора. Однако в любом случае модель стоит недешево. Если планируется установка рото-механизма на тяжелые двери, это не всегда просто. Может возникнуть необходимость в усилении механизма для гарантии нормальной и полноценной эксплуатации.

Внимание! Двери можно самостоятельно устанавливать только тогда, когда соблюдается геометрия. Створка должна иметь одинаковые зазоры по всему периметру. В противном случае механизм не будет работать. Коробка должна полностью соответствовать по ширине дверному проему.

Помимо этого, обязательно присмотритесь к эстетической стороне модели. Далеко не во всех случаях она станет гармоничным дополнением интерьера по стилю. В классических интерьерах рото-дверь может смотреться несуразно, если халатно отнестись к вопросам выбора дизайна.

Идеально механизм подходит для современных интерьеров, оформленных в стилях модерн и минимализм

Внимание! Несмотря на кажущуюся сложность дверного механизма, он прост в процессе монтажа. Установка легко выполняется своими руками, если подготовить минимум инструментов. Никаких специальных навыков или знаний для этого не требуется.

Выбираем материал

Одним из важных показателей выбора рото-механизма становится материал двери. Такой механизм устанавливается на двери из следующих материалов:

1. Стекло.
2. Дерево.
3. МДФ или ДСП.
4. ПВХ.
5. Комбинированные варианты.

Разумеется, каждый из них имеет собственные недостатки и достоинства, что важно учитывать в процессе выбора предпочтительного варианта.

Рото-двери выбирают в соответствии с дизайном помещения. важно учесть внешний вид, форму, материал и дизайн

Деревянные двери изготавливаются из массива или шпона. Они могут быть представлены глухим вариантом или остекленным. Выбор внушителен и и подбирается по личным предпочтениям. Среди плюсов деревянных дверей выделяют экологичность, чистоту, безопасность, высокую тепло- и звукоизоляцию, роскошный внешний вид. Однако материал подвержен гниению, появлению насекомых и влаге, если отсутствует соответствующая обработка пропитками.

МДФ – своеобразный аналог древесины, доступный по цене. Он имеет высокие эксплуатационные показатели и гарантирует долговечность службы. ПВХ – бюджетный вариант, который лучше не использовать для установки в детских или спальнях. Объясняется это его токсичностью при покупке у непроверенных производителей. Стекло смотрится роскошно и интересно. Оно надежно, долговечно и практически не имеет недостатков.

Совет: при планировании ремонта в помещении двери с роторным механизмом стоит покупать заранее, измерив изначально размеры дверного проема, чтобы в дальнейшем не ошибиться с выбором.

Древесина – один из лучших вариантов выбора

Выбирая рото-механизм для дверей, учитывайте собственные предпочтения и пожелания. Несмотря на удобство применения, конструкция стоит недешево. Поэтому мелкие ошибки могут испортить впечатления от купленной двери и разочаровать при эксплуатации. Правильный выбор гарантирует, что конструкция будет смотреться интересно и обязательно вас порадует.