Inhoudsopgave
Cam en volger
Cam en volger is een mechanisme dat wordt gebruikt om de gewenste beweging zoals heen en weer gaande of translatie te krijgen van een beschikbare invoer, meestal roterend.
Nok en volger met verschillende grootte en vorm zijn op de markt verkrijgbaar.
De elementen van het mechanisme zijn;
- Cam
- Volgeling
Diagram van nok en volger
Wat is een camera?
Cam is de drijvende component in het mechanisme en zorgt ervoor dat de volger de gewenste beweging volgt.
Daarom zijn het profiel en de grootte van de nok significant in a cam en volger mechanisme.
Bij het ontwerpen van het mechanisme gaat de grootste zorg uit naar het verkrijgen van het juiste profiel van de nok.
Wat is een volger?
Het onderdeel dat de gewenste beweging in het mechanisme geeft is de volger. De beweging van de volger is de output in het nokvolgermechanisme.
Over het algemeen hebben volgers twee verschillende soorten bewegingen, oscillerend en heen en weer gaande. De volgers zijn zo ontworpen dat ze altijd de nok raken tijdens de nokwerking.
Terwijl de volger over de nok beweegt, is dat zo wrijving weerstand en zijwaartse stuwkracht. De wrijving weerstand leidt tot het falen van slijtage van het nokvolgmechanisme.
Classificatie van cam en volger | Verschillende soorten cam en volger
Er zijn verschillende soorten nokken en volgers beschikbaar, afhankelijk van de toepassingen.
Die worden hieronder besproken;
Soorten camera's
De nokken kunnen als volgt worden ingedeeld;
Soorten nokken: op basis van de vorm
- Plaat of schijf cam
Het is de meest gebruikte camera. Het wordt naar behoefte uit een metalen schijf of plaat gesneden in een vooraf geplande vorm.
Veel belangrijke nokparameters kunnen worden verklaard met behulp van de plaatnok, zoals de basiscirkel, drukhoek, pitchpunt, enz.
.
- Cilindrische nok
De nok heeft een cilindrische vorm. Een groef wordt gesneden op het oppervlak van de cilinder en de volger beweegt in de groef. De cilinder roteert en de volger oscilleert dienovereenkomstig.
- Wigvormige camera
De afbeelding toont een wignok. Wignokken hebben een wig met een gespecificeerde vorm die heen en weer beweegt en leidt tot heen en weer gaande of oscillatie van de volger.
- sferische nok
Een bolvormige nok is vergelijkbaar met een cilindrische nok; het enige verschil is dat de groef op een bol is gesneden in plaats van op een cilinder.
- Globoïde camera
Globoïde nok is ook vergelijkbaar met cilindrische nok; het enige verschil is dat de grove is gesneden op een bolvormige vorm.
- Geconjugeerde of dubbele camera
De conjugaatnok bestaat uit nokken met twee schijven die aan elkaar zijn vastgeschroefd. Dit type wordt gebruikt voor zeer stille operaties.
Soorten camera's: gebaseerd op volgerbeweging
De volgerbeweging kan worden geclassificeerd als,
- Dwell - Geen beweging voor de volger.
- Stijgen of stijgen - De volger gaat omhoog.
- Return of Descent - De volger beweegt naar beneden.
Het nokprofiel regelt de lengte en hoeveelheid opstijgen, dalen of stilstaan in een nokvolgermechanisme. Vandaar dat, volgens de volgerbeweging, nokken kunnen worden geclassificeerd.
Door het juiste ontwerp van het nokprofiel kan elke combinatie van stilstand, stijging of terugkeer worden bereikt. In elke cyclus keert de volger terug naar de begintoestand. Als er dus een stijging is, zal er automatisch een gelijke hoeveelheid daling in het nokprofiel zijn.
Sommige combinaties zijn,
- Sta op, blijf stilstaan, keer terug
- Rise, Return, Rise camera
- Stilstaan, Stijgen, Stilstaan, Terugkeren, Stilstaan cam
Soorten camera's: op basis van het type beperking
- Veer geladen: Het contact tussen nok en volger wordt mogelijk gemaakt met behulp van een voorgespannen veer.
- Positieve drive: Het verstrekken van een groef zoals weergegeven in de cilindrische nok is een voorbeeld van een positieve aandrijfnok. Hier is de beweging van de volger beperkt vanwege de aanwezigheid van een groef.
- zwaartekracht camera: De zwaartekracht helpt om het contact tussen nok en volger te behouden. Het volggewicht moet voldoende zijn om constant contact te krijgen.
Soorten volgers
De volgers kunnen als volgt worden ingedeeld;
Soorten volgers : Gebaseerd op de vorm van de volger
- Messcherpe volger
Een voorbeeld van een mes-randvolger wordt gegeven in de figuur. Het heeft een scherpe rand, dat wil zeggen een mesrand, die contact maakt met de nok.
Bij dit soort nokken kunnen we een hogere wrijvingsweerstand en slijtage verwachten. En het systeem heeft ook een aanzienlijke zijwaartse stuwkracht. Vanwege deze beperkingen wordt het niet vaak gebruikt.
- Rollenvolger
In deze volger wordt de puntige rand vervangen door een rol die vrij rond zijn as draait. Hier worden de wrijvingsweerstand en slijtage verminderd. De zijwaartse stuwkracht wordt echter niet geëlimineerd.
- Flat-faced volger
Het wordt ook wel een paddenstoelenvolger genoemd. Het puntcontact in de meskantvolger is vervangen door een vlakke plaat, zoals weergegeven in de afbeelding. Hier wordt de wrijvingsweerstand niet verminderd; er kan echter een aanzienlijke vermindering van de zijwaartse stuwkracht worden bereikt.
Het nokprofiel moet een convexe vorm hebben voor dit type volger; anders komen de volger en nok vast te zitten in het concave profiel van de nok.
- Volger met bolvormig gezicht
Dit is vergelijkbaar met een volger met een plat gezicht; het verschil is dat het contactprofiel de vorm heeft van een halve bol; vandaar dat de wrijvingsweerstand ook vermindert.
Types van volgers : Gebaseerd op de beweging
- Oscillerende volger
De volger oscilleert in dit type nokvolgermechanisme. Een voorbeeld wordt gegeven in de figuur.
- Reciprocerende volger
De volger gaat heen en weer in dit type nokvolgermechanisme. Een voorbeeld wordt gegeven in de figuur.
Soorten Volgeners : Gebaseerd op het pad van de volger
- Radiale of in-line volger
Bij dit type volgers liggen het midden van de nok en de actielijn van de volger in dezelfde lijn zoals weergegeven in de afbeelding.
- Offsetvolger of Eccintric nokvolgermechanisme
Bij dit type volgers ligt de verlengde werklijn van volger en nokcentrum niet in dezelfde lijn. De zijwaartse stuwkracht wordt verminderd als we een offset-volger gebruiken.
De terminologie van een camera
Het belang van een camprofiel hebben we al besproken.
Nu zullen we kijken naar een aantal belangrijke terminologie van de cam.
De afbeelding toont een nok met een rolvolger, die alle termen aangeeft die we gaan bespreken.
De rol op de verschillende posities boven de nok wordt getoond, aangenomen dat de nok stationair blijft en de rol meebeweegt met het nokprofiel.
- Basiscirkel
Het is de kleinste cirkel getekend met middelpunt op het midden van de nok en raakt het nokprofiel.
- Traceer punten
Dit zijn de willekeurige punten rond het nokprofiel waar het midden van de volger doorheen beweegt.
In het geval van een rolvolger worden traceerpunten verkregen door de straal van de rol vanaf het nokprofiel op te tellen, zoals weergegeven in de afbeelding.
Voor mesrandvolgers bevinden de traceerpunten zich op het nokprofiel zelf.
- Pitchcurve
Als we alle traceerpunten samenvoegen, krijgen we de tooncurve.
- Prime cirkel
Het is de kleinste cirkel getekend met het middelpunt op het midden van de nok en raakt de pitchcurve.
- Druk hoek
De drukhoek wordt gedefinieerd in elk punt in de toonhoogtecurve.
Het is de hoek tussen de richting van de volgerbeweging en de normaal op de toonhoogtecurve.
Hoe hoger de steilheid in het nokprofiel, hoe groter de drukhoek.
Een hogere drukhoek heeft niet de voorkeur, omdat dit de kracht verhoogt die nodig is om de volger op te tillen.
- Pitch punt
Het is een punt in de pitchcurve waar de drukhoek maximaal is.
- Steekcirkel
Cirkel met middelpunt op het midden van de nok en gaat door het toonhoogtepunt.
Werkmechanisme van nok en volger
De afbeelding toont het nok- en volgmechanisme op verschillende posities.
In de gegeven afbeelding draait de nok tegen de klok in.
Aanvankelijk beweegt de volger gedurende enige tijd naar boven. De opwaartse beweging staat bekend als de opgaande of stijgperiode (tussen (a) en (b)).
Daarna blijft de volger in dezelfde positie voor enige rotatie van de nok (tussen (b) en (c)).
Hierna beweegt de volger naar beneden (tussen (c) en (d)), bekend als dalen of terugkeren. Aan het einde van de terugkeer bereikt de volger zijn beginpositie en blijft stationair totdat de volgende cyclus begint (tussen (d) en (e)).
De cyclus blijft zich herhalen. Hier hebben we de heen en weer gaande beweging voor de volger van de roterende beweging van de nok.
De beweging van de volger kan worden gecategoriseerd als stijgen-dwell-return-dwell.
We kunnen de beweging van de volger veranderen door het nokprofiel op de juiste manier te ontwerpen.
Stel je de volgbeweging voor voor de onderstaande figuur,
Krachten die werken in een nok- en volgmechanisme
Er zijn hoofdzakelijk twee krachten die werken in het nokvolgermechanisme, normaalkracht en wrijvingskracht.
De richting van normaalkracht en wrijvingskracht is weergegeven in de figuur. De normaalkracht werkt loodrecht op het nokprofiel en de wrijvingskracht werkt tangentieel op het nokprofiel.
De normaalkracht kan in twee componenten worden gesplitst; horizontaal en verticaal.
De vergelijking voor horizontale en verticale kracht wordt hieronder gegeven,
De verticale kracht helpt de volger op te tillen. De horizontale kracht is een onnodige kracht, die een zijwaartse stuwkracht geeft aan de volger.
De engel θ is de drukhoek.
De bovenstaande analyse wordt alleen uitgevoerd voor normaalkracht. De wrijvingskracht kan ook op dezelfde manier worden geanalyseerd door deze op te splitsen in horizontale en verticale componenten.
Het kan worden waargenomen dat de wrijvingskracht de zijwaartse stuwkracht verhoogt en de netto hefkracht verlaagt.
Zijwaartse stuwkracht in nok en volger
Zoals hierboven uitgelegd, is de zijwaartse stuwkracht een onnodige kracht die moet worden verminderd voor een soepele werking van het nok- en volgmechanisme.
Een component van normaalkracht en wrijvingskracht draagt bij aan de zijwaartse stuwkracht.
De zijwaartse stuwkracht kan worden verminderd door,
- Een volger met plat gezicht gebruiken
- Met behulp van een offset nokvolgermechanisme.
- Vermindering van de drukhoek.
- Vermindering van de wrijving
Betekenis van drukhoek in nok en volger
Uit de bovenstaande analyse kunnen we zien dat de toename van de drukhoek leidt tot een afname van de liftkracht en een toename van de stuwkracht. De hefkracht moet voldoende zijn om de veerkracht of zwaartekracht in het nokvolgermechanisme te overwinnen. Als de drukhoek erg groot is, is er dus veel energie nodig om de volger op te tillen.
Daarom wordt de drukhoek in het nokvolgermechanisme meestal zo laag mogelijk gehouden.
Ontwerp nokvolger
Nu bespreken we hoe we een nokvolgermechanisme kunnen ontwerpen.
Het ontwerp van het nokkenprofiel is de belangrijkste stap bij de fabricage van het nokvolgermechanisme.
Het nokprofiel is afhankelijk van de grootte van de volger, het type volger en het soort beweging dat nodig is.
Constante snelheid, constante versnelling en eenvoudige harmonische beweging zijn enkele van de bewegingen in het nok- en volgermechanisme.
De nokprofielen zijn verschillend voor het verkrijgen van de bovenstaande bewegingen.
Voordat we het cam-profiel bespreken, moeten we enkele termen kennen.
Opstijghoek : De hoekrotatie van de nok tijdens het opstijgen van de volger staat bekend als de opstijghoek.
Woonhoek: Het is de hoekrotatie van de nok tijdens de verblijfsperiode.
Afdaalhoek: Het is de hoekverdraaiing van de nok tijdens de terugkeerperiode.
Lift of slag: De afstand die de volger heeft afgelegd tijdens de stijg- of terugkeerperiode.
Laten we het nu hebben over het ontwerpen van een cam-profiel.
De cruciale stap bij het ontwerpen van het nokprofiel is het tekenen van een verplaatsingsdiagram.
Het verplaatsingsdiagram is de grafiek die is uitgezet tussen de hoekafstand van de nok en de lift van de volger.
Het verplaatsingsdiagram varieert voor verschillende bewegingen.
Nadat we het verplaatsingsdiagram hebben gekregen, moeten we de afstand naar de basiscirkel overbrengen om het nokprofiel te krijgen.
Verplaatsingsdiagram
Het verplaatsingsdiagram voor verschillende bewegingen wordt in deze sectie uitgelegd.
De hoek van opstijgen, stilstaan, dalen en optillen van de slag zijn vooraf gedefinieerde variabelen.
Laten we nu aannemen dat de hoek van opstijgen, stilstaan en dalen, en optillen van de slag 90 . iso, 90o, 90orespectievelijk 10 cm.
Het tekenen van verschillende verplaatsingsdiagrammen wordt hieronder uitgelegd;
Constante snelheid
- Teken x-as en y-as, markeer de hoeken in x-as en til op in y-as.
- Markeer de stijging, daling en verblijf in x-as.
- Sluit je aan bij de linkerbenedenhoek en de rechterbovenhoek in stijgende lijn om de verplaatsing van de volger tijdens de rijstperiode te krijgen.
- Tijdens de verblijfsperiode loopt de verplaatsingscurve evenwijdig aan de x-as.
- Verbind de linkerbovenhoek en de rechterbenedenhoek voor het tekenen van de verplaatsingscurve tijdens de afdaling.
Constante versnelling
De afbeelding toont het tekenen van het verplaatsingsdiagram voor opstijgen.
- Verdeel de hellingshoek naar een even aantal delen (n delen). En trek verticale lijnen.
- Markeer de middellijn en verdeel deze in n delen.
- Trek een lijn van de linkerbenedenhoek naar elk punt in de middellijn tot n/2 delen, doe hetzelfde voor het resterende punt van de rechterbovenhoek.
- Markeer het raakpunt tussen de 1e verticale lijn en de 1e schuine lijn en de 2e verticale en 2e schuine lijn enzovoort.
- Sluit je aan bij de punten.
Simpele harmonische beweging
De afbeelding toont het tekenen van het verplaatsingsdiagram voor opstijgen.
- Verdeel de hellingshoek naar n aantal delen. En trek verticale lijnen.
- Teken een halve cirkel in de y-as met een diameter die gelijk is aan het optillen, verdeel het in n delen.
- Trek nu een horizontale lijn van elk punt op de halve cirkel naar de corresponderende verticale lijnen.
- Verbind het raakpunt tussen de horizontale lijn en de verticale lijn.
Nokprofiel tekenen
De afbeelding toont het nokkenprofiel voor het hierboven genoemde constante snelheidsprofiel.
De stappen bij het tekenen van een nokprofiel uit het verplaatsingsdiagram zijn,
- Teken de basiscirkel.
- Markeer de opstijg-, afdaal- en verblijfsperiode in de basiscirkel.
- Verdeel stijgen en dalen in gelijke delen, vergelijkbaar met het verplaatsingsdiagram.
- Meet de afstand van de x-as tot de curve in het verplaatsingsdiagram voor elk verticaal niveau.
- Markeer respectievelijk de gemeten afstand vanaf de basiscirkel voor elk verticaal niveau.
- Doe mee met de pinten
Selectie van nok- en volgermateriaal
Voor de meeste toepassingen wordt de nok vervaardigd uit metalen. Staallegeringen en gietijzer zijn het meest gebruikte materiaal.
In sommige gevallen worden thermoplasten zoals nylon en polypropyleen gebruikt.
Hoe bouw je een cam en volger?
Hier bespreken we de fabricagetechniek die wordt gebruikt voor het produceren van nok en volger.
In eerste instantie moeten we de nok en de volger ontwerpen en de krachten bestuderen die optreden, door spanning worden veroorzaakt, de maximale belasting die het paar nokkenvolgers aankan, enz. Over het algemeen wordt SolidWorks-software gebruikt om het nok- en volgmechanisme te ontwerpen.
Voor thermoplastische materialen wordt impactgieten gebruikt voor de productie.
Voor metalen nokken worden verschillende productietechnieken gebruikt. Conventionele productietechnieken zoals slijpen, frezen, koud smeden, enz., Worden gebruikt om nokken te produceren. Voor hoge nauwkeurigheid wordt CNC-bewerking gebruikt. Poedermetallurgische technieken worden ook in veel situaties gebruikt.
Mate van vrijheid van nok en volger
De vrijheidsgraad van nok en volger moet altijd zijn een.
De vrijheidsgraad geeft het aantal onafhankelijke variabelen aan om de beweging van het systeem te definiëren. Vrijheidsgraad 1 betekent dat we één onafhankelijke variabele nodig hebben om de beweging te beschrijven. Dat betekent dat de beweging tussen de schakels maar op één manier mogelijk is. Als we de nok draaien, zal de volger alleen heen en weer bewegen; het zal niet heen en weer bewegen en samen oscilleren.
De beperkingen worden gegeven om ervoor te zorgen dat de vrijheidsgraad van het systeem één is.
Toepassingen van Cam en Follower
- IC-motoren
- Openen en sluiten van inlaat- en uitlaatklep.
- Werkende brandstofpomp
- Automatische draaibank
- toevoermechanisme:
- Speelgoed
- Wandklokken
Voor- en nadelen van cam en volger
Voordelen van nokvolgermechanisme:
- Door het juiste ontwerp van het nokprofiel kan een verscheidenheid aan volgbewegingen worden verkregen.
- Nauwkeurig kunnen werken.
- Eenvoudig mechanisme om de roterende beweging om te zetten in een heen en weer gaande of oscillerende beweging.
- Het aantal componenten vermindert door het gebruik van een nok- en volgmechanisme.
- Compact
Nadelen van nokvolgermechanisme
- Onderworpen aan slijtage, kan daarom alleen worden gebruikt als de overbrengingskracht minder is.
- Nauwkeurige fabricage is vereist.
- Hoge fabricagekosten.
- Er is een beperking aan de grootte van het mechanisme. Groot formaat is een uitdaging om te bedienen.
Cam en volger objectieve vragen
- Tijdens de stijg- of stijgperiode is de volger;
- Omhoog gaan
- Naar beneden bewegen
- Stationair
- Geen van de bovengenoemde
Antwoord: 1
- In nok en volger moet wrijving zijn:
- Hoge
- Laag
- Medium
Antwoord: 2
- De zijwaartse stuwkracht kan worden verminderd als we gebruiken;
- Rollenvolger
- Mes rand volger
- Platte plaat volger
Antwoord: 3
Cam en volger probleem
Probeer het gegeven probleem zelf te beantwoorden,
- Teken verplaatsingsdiagram en nokprofiel voor de volgende omstandigheden,
Volgertype: mesrandvolger
Hoogte : 6 cm
Radius basiscirkel: 6 cm
Opstijghoek: 60
Verblijfshoek: 120
Afdaalhoek: 60
Bewegingstype tijdens opstijgen: Eenvoudige harmonische beweging.
Bewegingstype tijdens dalen: Eenvoudige harmonische beweging.
Belangrijke vragen en antwoorden
Wat is het verschil tussen cam en volger?
Nok is de bestuurder in het nok- en volgmechanisme, dat heen en weer beweegt of roteert. De volger is de aangedreven component, die oscilleert of heen en weer beweegt. Het uiteindelijke doel van het nok- en volgmechanisme is om de gewenste beweging voor de volger te krijgen.
Cam en volger beweging?
De nok en volger kunnen een verschillende combinatie van bewegingen hebben.
De nok roteert meestal (cilindrisch, plaatnokken) of heen en weer gaande (wignok)
De volger oscilleert of heen en weer beweegt.
Is een nokvolger een lifter?
Ja
Typen camera's en volgers
Een gedetailleerde beschrijving wordt gegeven in de bovenstaande inhoud:.
Waarom zijn 'offsets' vereist in cam en volgers?
De offset wordt gebruikt om de slijtage en zijwaartse stuwkracht te verminderen.
Hoe komt het dat een nokvolger in de natuurkunde-mechanica een hoger paar is?
De classificatie van hoger paar en lager paar is gebaseerd op het contact tussen de schakels. De aard van het contact is punt (mes-randvolger) of lijn (rolvolger) in het nokvolgermechanisme. Daarom is het een hoger paar.
Wat is de betekenis van drukhoek in nokvolgers?
De drukhoek geeft de steilheid van het nokprofiel aan.
Een toename van de drukhoek leidt tot een afname van de liftkracht en een toename van de stuwkracht. De hefkracht moet voldoende zijn om de veerkracht of zwaartekracht in het nokvolgermechanisme te overwinnen. Als de drukhoek erg groot is, is er dus veel energie nodig om de volger op te tillen.
Daarom wordt de drukhoek in het nokvolgermechanisme meestal zo laag mogelijk gehouden.
Waarom heeft de rolvolger de voorkeur boven de meskantvolger?
De rolvolger heeft de voorkeur boven de meskantvolger om de wrijving en daarmee de slijtage van de volger te verminderen.
Wat is de drukhoek en methoden om de drukhoek van een nok te regelen?
De drukhoek wordt gedefinieerd op elk punt in de pitchcurve.
Het is de hoek tussen de richting van de volgerbeweging en de normale toonhoogtecurve.
Methoden om de drukhoek te verminderen;
- Gebruik offset volger
- Vergroot de grootte van de camera
Het TechieScience Core MKB-team is een groep ervaren vakexperts uit diverse wetenschappelijke en technische vakgebieden, waaronder natuurkunde, scheikunde, technologie, elektronica en elektrotechniek, auto-industrie en werktuigbouwkunde. Ons team werkt samen om hoogwaardige, goed onderbouwde artikelen te creëren over een breed scala aan wetenschappelijke en technologische onderwerpen voor de TechieScience.com-website.
Al onze senior MKB-bedrijven hebben meer dan 7 jaar ervaring op de betreffende gebieden. Ze zijn professionals uit de werkende industrie of verbonden aan verschillende universiteiten. Refereren Onze auteurs Pagina om meer te weten te komen over onze kern-KMO's.