Шатун

Шату́н (рос. шатун, утворене від шататься — «хитатися»)[1] або гоно́к[2] — деталь, розташована між поршнем і колінчастим валом або кривошипом у кривошипно-шатунних механізмах. Служить для перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертовий (у поршневих двигунах), або навпаки — обертового у зворотно-поступальний (у поршневих компресорах).

Шатун поршневого двигуна внутрішнього згоряння
Схема лісопилки з приводом від водяного колеса в античному місті Ієраполіс

Історія

Найдавніше засвідчене застосування шатунів датується кінцем 3-го століття н. е., коли в Римській імперії на лісопильнях в Ієраполісі, (Мала Азія), були застосовані механізми, схожі на сучасні шатуни, для перетворення обертового руху водяного колеса в поступальний для привода пилки в лісопильні. Аналогічні механізми були також виявлені при розкопках в Ефесі, які датуються 6-м століттям н. е.

Між 1174 і 1200 рр. арабський учений і винахідник Аль-Джазарі описав машину, конструкція якої включала шатун з колінчастим валом (кривошипно-шатунний механізм). Призначалася така машина для підйому води.

Конструкція шатуна

На рисунку вгорі зображений простий шатун автомобільного двигуна. Зважаючи на наявність обмеженого простору усередині поршня, кінець, у який вставляється поршневий палець, менший, ніж той, що під'єднується до колінчастого вала, і ці кінці називаються верхньою (поршневою) і нижньою (кривошипною) головками шатуна, відповідно.

Тіло шатуна

Тіло шатуна зазвичай має Н-подібний або двотавровий перетин, який забезпечує максимально можливий опір бічному згинанню за мінімальної масі деталі. Зустрічаються шатуни з круглим, прямокутним та хрестоподібним перерізом стержня. Для подавання оливи до підшипника поршневої головки у стержні шатуна виконаний канал.

Поршнева головка

Поршнева головка являє собою цільну провушину, в яку по посадці з натягом встановлена втулка — підшипник ковзання для обертання поршневого пальця. Втулка виготовляється бронзовою або біметалевою (сталь зі свинцем, оловом). Конструкція поршневої головки визначається розміром поршневого пальця і ​​способом його кріплення. Для зниження маси шатуна і зменшення навантаження на поршневий палець на деяких двигунах використовуються шатуни з трапецієподібною формою поршневої головки.

Кривошипна головка

Нижня головка шатуна може бути цілісною (така конструкція використовується в тому випадку, якщо сам колінчастий вал має розбірну конструкцію) і розбірною із знімною частиною, що має назву — кришка нижньої головки шатуна і приєднується до шатуна болтами. Рідше використовується штифтове або бандажне з'єднання частин кривошипної головки. Роз'єм може бути прямим (перпендикулярний до осі шатуна) або косим (під кутом до осі шатуна). Косий роз'єм застосовується, в основному, на V-подібних двигунах і дозволяє зробити блок циліндрів двигуна компактнішим.

Для протидії поперечним силам стикові поверхні кривошипної головки виконуються профільованими. Розрізняють зубчасте, замкове (прямокутні виступи) з'єднання та спліт-роз'єм, отриманий способом контрольованого розколювання.

Товщина кривошипної головки визначає довжину блока циліндрів. Особливо це актуально для V- і W-подібних двигунів. Наприклад, товщина нижньої головки шатуна двигуна W12 від Audi становить лише 13 мм.

Всередині головки розташовуються вкладиші вальниць ковзання, виконані на сталевій основі із нанесенням шару антифрикційного матеріалу.

Шатун (тяговий дишель), повзун і шток поршня паровоза

Шатуни парової машини

У першій документально відомій паровій машині Ньюкомена 1712 року замість шатунів використовувалися ланцюги: з причини того, що її поршень міг передавати зусилля тільки в одному напрямку[3]. Проте, більшість пізніших типів парових машин були подвійної дії, передавали зусилля в обох напрямках, тому на них стали використовувати шатуни. Типовою схемою передачі зусилля від поршня до кривошипа на парових машинах є сполучення поршня з шатуном через шток і повзун[4].

Шатуни колісного пароплава

На паровозах шатун служить для передачі зусилля від парової машини до ведучої колісної пари (він називається також тяговим, ведучим або поршневим дишлем). Являє собою стрижень двотаврового, рідше прямокутного перерізу з головками для вальниць на кінцях. Одним своїм кінцем він з'єднується з крейцкопфом (який, у свою чергу, сполучається зі штоком поршня), а другим — з пальцем кривошипа колеса ведучої колісної пари[5].

Матеріали та методи отримання заготовок

Матеріали: конструкційні сталі 40 або 45 та леговані хромо-нікелеві-марганцеві 45Г2, 8ХНМА, 40 ХНМА. Заготовки шатунів отримують штампуванням в закритих штампах. Вони можуть бути відштамповані разом з кришкою або окремо, як самостійні деталі. Заготовки шатунів із розбірною нижньою голівкою штампуються зазвичай із напівотвором у нижній голівці. Кришка шатуна штампується окремо. Інколи шатун штампується заодно з кришкою, котра у подальшому відрізується.

Див. також

Примітки
  1. Етимологічний словник української мови : у 7 т. : т. 6 : У — Я / укл.: Г. П. Півторак та ін ; редкол.: О. С. Мельничук (гол. ред.) та ін. — К. : Наукова думка, 2012. — Т. 6 : У — Я. — 568 с. — ISBN 978-966-00-0197-8.
  2. Гонок на r2u
    1. Російсько-український словник складної лексики С. Караванський, 2012 (чернетка)
    2. Російсько-український словник технічної термінології 1928р. (І. Шелудько, Т. Садовський)
    3. Російсько-український словник з інженерних технологій 2013р. (Марія Ганіткевич, Богдан Кінаш)
    4. Словник української мови 1927-1928рр. (Б. Грінченко, вид. 3-тє, за ред. С. Єфремова, А. Ніковського)
  3. Steam Locomotive Glossary. www.railway-technical.com. Архів оригіналу за 28 січня 2008. Процитовано 5 лютого 2016.
  4. Dempsey, G.D.; Clark, D. Kinnear (2015). The Victorian Steam Locomotive: Its Design & Development 1804-1879. Barnsley, England: Pen & Sword Transport. с. 27–28. ISBN 978-1-47382-323-5 — через Google Books.
  5. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. Дышло // Технический железнодорожный словарь. — М. : Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1941. (рос.)

Джерела
  • Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник. — 6-те вид. — К.: Либідь, 2006. — 400 с. — ISBN 966-06-0416-5.
  • Сирота В. І. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник для вузів. К.: Арістей, 2005. — 280 с. — ISBN 966-8458-45-1
  • Боровських Ю. І., Буральов Ю. В., Морозов К. А. Будова автомобілів: навчальний посібник / Ю. І. Боровських, Ю. В. Буральов, К. А. Морозов. — К.: Вища школа, 1991. — 304 с. — ISBN 5-11-003669-1

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.