Mecanismul manetei de comutare – Cum funcționează?

Mecanismul manetei de comutare este un principiu tehnic utilizat pentru a genera sau a exercita forțe mari cu o utilizare relativ redusă a forței. Acest principiu este utilizat în principal în industrie pentru a asigura fixarea pe poziții fără o utilizare continuă a forței - de exemplu, cu cleme rapide .

Pârghie și transfer forțat

Efectul de pârghie al manetei este un fenomen fundamental care explică transferul forței în mecanismele manetei. Acesta se bazează pe relația dintre forța exercitată asupra unei manete, distanța forței respective în raport cu pivotarea și sarcina pe care le suportă maneta.

Transferul de forță este procesul prin care forța exercitată asupra manetei este transferată într-un alt punct. O manetă este un corp rigid care se poate roti în jurul unui punct fix numit pivot. Forțele pot fi aplicate în diferite puncte pivotante de-a lungul manetei, pentru a ridica sau muta sarcini. Forța exercitată asupra manetei este denumită și forță de comprimare sau forță de tracțiune. Această forță se exercită la un capăt al brațului pârghiei sau într-un punct situat între pivot și capăt. Dimensiunea și direcția forței de compresie determină cât de eficient este deplasată sarcina. Efectul de pârghie este creat de diferitele lungimi ale brațelor pârghiei pe ambele părți ale punctului de pivotare. Dacă brațul de forță este mai lung decât brațul de sarcină, o forță mai mică poate deplasa o sarcină mai mare. În mod contrat, dacă brațul de încărcare este mai lung, este necesară o forță mai mare pentru a deplasa aceeași sarcină.

Cum funcționează mecanismul manetei de comutare?

Mecanismul manetei de comutare este un principiu mecanic utilizat adesea în diverse aplicații, cum ar fi dispozitivele de fixare, apăsare sau transfer al mișcării. Funcția manetei de comutare se bazează pe utilizarea a două sau mai multe brațe ale manetei care sunt conectate între ele, astfel încât să poată forma un unghi ascuțit.

Maneta de comutare este compusă din cel puțin două brațe rigide ale manetei cu lungime fixă, care sunt conectate între ele cu ajutorul unei articulații. Mecanismul funcționează în așa fel încât lungimea fixă a manetelor să forțeze deplasarea manetei să se încheie prin deplasarea laterală a articulației de conectare. Când maneta de comutare este deplasată dincolo de starea dreaptă, aceasta poate susține sarcini mari, cu un efort relativ redus, atunci când se utilizează o oprire fixă.

Funcția mecanismului cu manetă se bazează pe efectul deja explicat al manetei și pe transferul de forță. În funcție de orientarea brațelor manetei unul față de celălalt, efectul manetei crește forța de comprimare exercitată de capetele manetei, crescând extinderea manetei de comutare cu o forță constantă asupra articulației. Autoblocarea se efectuează la o poziție aproape dreaptă a manetei de comutare, ceea ce înseamnă că o forță de prindere scăzută este deja suficientă pentru a absorbi o sarcină foarte mare sau pentru a menține tensiunea.

Cum este construită o manetă de comutare?

Construcția unui mecanism cu manetă de comutare este manifestată prin capacitatea sa caracteristică de a crea o forță de strângere puternică sau o forță de prindere cu efort minim, imediat ce mecanismul este adus în poziția „supraextinsă”. Iată componentele principale și modul în care funcționează acestea:

• Brațele manetei: Maneta de comutare constă din cel puțin două brațe. Aceste brațe sunt interconectate pentru a forma un unghi similar cu cel al unui genunchi uman atunci când este acționată maneta.
• Articulații: Brațele manetei sunt interconectate între ele prin cel puțin o articulație. Această articulație permite brațelor manetei să se deplaseze unul în raport cu celălalt. La multe manete de comutare, există articulații suplimentare care permit o libertate suplimentară de mișcare sau secvențe de mișcare specifice.
• Punctul de pivotare: Punctul de pivotare este punctul fix în jurul căruia se mișcă brațele manetei. Într-o manetă de comutare, punctul de pivotare se poate afla într-una dintre articulații sau într-o parte separată a mecanismului.
• Punct de aplicare a forței: Acesta este punctul în care se exercită forța asupra manetei pentru a o acționa. Poziția și tipul aplicării forței pot varia în funcție de designul și scopul manetei de comutare.
• Punct de încărcare: Sarcina sau rezistența se exercită în acest punct. Prin urmare, acesta este punctul în care acționează forța de strângere exercitată.
• Mecanism de supraextindere: Cheia mecanismului de comutare este capacitatea de a obține o poziție în care brațele manetei și axele de conectare sunt aliniate aproape sau complet pe o linie. În această poziție, care este adesea denumită „supraextinsă” sau „depășirea punctului mort”, mecanismul atinge forța maximă de menținere și se stabilizează singur. Doar o forță minimă este necesară pentru a menține această poziție.

(1) Unghi mic , (2) Unghi mare , (3) Unghi , = 180° (punct mort)

Mecanismul de supraextindere și de blocare în punctul mort

După cum s-a menționat deja, manetele de comutare au un mecanism de supraextindere care permite brațelor manetelor să se deplaseze într-o poziție supraextinsă. Mecanismul de blocare la depășirea punctului mort sau de autoblocare reprezintă o caracteristică centrală a acestui mecanism. Această autoblocare este responsabilă pentru forța ridicată de susținere și forța de strângere, exercitând în același timp o forță minimă.

Punctul mort dintr-un mecanism cu manetă de comutare este reprezentat de punctul în care brațele manetei și axele de conectare formează o linie dreaptă. În această poziție, maneta este extinsă la maximum. Punctul mort este punctul în care mecanismul manetei de comutare exercită cea mai mare forță. Această stare este foarte instabilă și este părăsită de schimbările ușoare de forță în orice direcție.

Trecerea de blocarea la punctul mort are loc atunci când mecanismul este deplasat puțin dincolo de acest punct mort. În această poziție supraextinsă, brațele manetei sunt aliniate pentru a alcătui o formă de genunchi ușor îndoit. Dacă articulația tip genunchi este supraextinsă, aceasta se blochează automat. După atingerea acestei poziții, este necesară doar o forță minimă pentru a menține maneta în poziția blocată. Acest tip de mecanism de blocare este util în special pentru aplicații care necesită o forță de strângere puternică, permanentă, fără a exercita în mod constant forța manuală. Exemple sunt cheile reglabile, încuietorile cu clic și dispozitivele de fixare în tehnologia de producție.

Unde sunt utilizate manetele de comutare?

Mecanismul manetei de comutare este adesea utilizat pentru aplicații care necesită o forță de strângere puternică sau o forță de susținere cu efort minim continuu. Exemple sunt dispozitivele de fixare în mașinile-unelte, dispozitivele de fixare în producție și mecanismele de blocare din diverse dispozitive. Manetele de comutare sunt utilizate și pentru blocarea sau fixarea componentelor.

Ilustrația de mai jos prezintă o clemă a manetei de comutare, care constă din două componente conectate una la cealaltă prin două cuplaje. Componenta fixă este linia AB, maneta este linia CD. Când maneta este acționată, punctul D se deplasează în jurul punctului A, deoarece punctul C se deplasează în jurul punctului B. În timpul deplasării se atinge punctul mort cu linia BCD. În această stare, forța de acțiune maximă este generată asupra componentei. Punctul mort este o stare instabilă, orice schimbare a forței dorește să schimbe această stare. Pentru a obține o forță de prindere ridicată asupra componentei - fără a fi nevoie să exercitați forță asupra punctului D pe întreaga durată - mecanismul este proiectat astfel încât punctul mort să fie depășit în direcția săgeții roșii. Mișcarea se încheie cu suportul capului de prindere de pe componentă (nu este ilustrat).

Misumi oferă cleme de comutare în diferite versiuni, inclusiv în direcția de prindere verticală sau în direcția de prindere orizontală . De asemenea, veți găsi accesorii suplimentare pentru clemele de comutare precum șuruburi de prindere, suporturi sau extensii ale brațelor pe magazinul nostru online.