Многие люди не раз слышали слово ‘шарниры’. Но что оно означает? Здесь все просто, ведь это элементарная подвижная конструкция, состоящая из двух и более деталей, соединенных между собой. Но если копнуть чуть глубже, то можно понять, что она не так проста, как кажется на первый взгляд. Они могут использоваться в широком спектре отраслей. Например:
- строительстве,
- автомобильной сфере.
Но давайте попробуем разобраться в том, как же действует этот многогранный в использовании механизм.
Система работы
Механизм действия шарнира заключается в поворачивающейся системе под определенным углом двух соединенных деталей. Происходит своеобразное вращательное движение вокруг соединительной точки или же общей оси пары сцепленных элементов. Детали будут совершать вращательные действия вокруг неподвижной оси относительно друг друга.
В основном при изготовлении шарнир используют конфигурацию движущихся компонентов или же применяют для этого материалы более гибкие. Но такой механизм должен бесперебойно работать. При усиленном нажатии должны происходить беспрерывные обороты установленной кинетической пары. Но ни в коем случае такая конструкция не должна сломаться даже при сильных физических нагрузках. Максимально допустимое значение усилия нажатия на шарнир устанавливается заводом-изготовителем.
Принцип действия универсального шарнира
Использование шарниров
Применять шарнир могут как в строительной, так и в автомобильной сфере. Можно купить шарниры в перми для дверей. Если сказать более простыми словами, то в строительстве шарнирами называются специальные петли. Их можно использовать не только для дверей, но и для других элементов строительства и ремонта.
Наиболее распространенно употребление этого понятия в автомобильной сфере. Каждый автовладелец знает, что такое шаровые или внутренние шарниры. От качества их работы будет зависеть вся ходовая система любого автомобиля. Очень часто езда по дорогам стран СНГ портит этот элемент в авто. Ремонтные работы шаровой системы являются самыми распространенными сегодня.
Постоянные наезды на кочки, ямы и впадины провоцируют порчу деталей. Шаровые и внутренние шарниры просто разбиваются. Конструкция перестает функционировать. Ходовая сцепка автомобиля нарушается.
Автомобильные детали изготавливаются из прочных материалов. Они могут выпускаться как в открытом, так и в закрытом коробе.
Это основная информация о шарнирах.
Аренда жилья различной категорииАренда жилья — популярное направление сделок на рынке недвижимости. Временные.
Советы по устройству гардеробной комнатыВы мечтаете о создании идеального места для вашего полета фантазии.
Какие перепланировки самые популярные у россиян?После покупки квартиры, построенной согласно типовому проекту, у многих жильцов.
Как правильно выбрать тамбурные двериСегодня предлагаемый ассортимент тамбурных дверей достаточно широк. Некоторые из вариантов.
Быстрое и эффективное устранение льда — как выбрать антигололедВ современном мире существует огромное количество химических, абразивных и комбинированных.
Жесткие и шарнирные узлы в строительных конструкциях
Система водяного отопления Система отопления (водяного) может быть двухконтурная, так и одноконтурная. Одноконтурная.
Строительство домов из бруса, деревянные дома в ТюмениДля надежного возведения деревянных домов строители используют брус. Этот материал.
Источник: build.rin.ru
Соединение тел с помощью шарниров
Шарниром называется устройство, связывающее тела и позволяющее совершать вращение одного тела относительно другого.
Цилиндрический шарнир допускает вращение тел вокруг одной оси (и скольжение вдоль нее).
Шарнирно-неподвижная опора препятствует любому поступательному движению, но дает возможность свободно вращаться вокруг оси шарнира.
Реакция шарнирно-неподвижной опоры проходит через центр шарнира О и лежит в плоскости перпендикулярной к оси шарнира, но ее модуль и направление неизвестны.
Шарнирно-подвижная опора (шарнирно-неподвижная опора поставленная на катки) не препятствует перемещению параллельно опорной поверхности. Если не учитывать трения катков, то линия действия реакции такой опоры проходит через центр шарнира перпендикулярно опорной поверхности. Неизвестен только модуль этой реакции.
Условные обозначения:
Шаровой шарнир. Шаровым шарниром называется устройство, позволяющее сочлененным телам, имеющим общую точку сочленения, совершать вращение в пространстве относительно друг друга вокруг общей точки. Шаровой шарнир состоит из сферической чаши, находящейся на одном теле, и сферического выступа того же диаметра на другом. Реакция в шаровом шарнире может иметь любое направление в пространстве.
Жесткая заделка.
 |
В случае заделки одного тела в другое реакция связи состоит из силы и пары сил с моментом . Величина и направление реакции определяется из общих уравнений равновесия твердого тела.
1.5. Пример.На невесомую трехшарнирную арку действует горизонтальная сила . Определить линию действия реакции (реакции связи в точке А).
Решение: Рассмотрим правую часть арки отдельно. В точках В и С приложим силы реакции связей и . Тело под действием двух сил находится в равновесии. Согласно аксиоме о равновесии двух сил, силы и равны по величине и действуют вдоль одной прямой в противоположные стороны. Таким образом направление силы нам известно (вдоль линии ВС).
Рассмотрим левую часть арки отдельно. В точках А и С приложим силы реакции связей и . Сила , действие равно противодействию. На тело действуют три силы, направления двух сил (и .) известно. Согласно теореме о трех силах линии действия всех трех сил пресекаются в одной точке. Следовательно, сила направлена вдоль линии AD.
1.6. Пример.Однородный стержень закреплен шарнирно в точке А и опирается на гладкий цилиндр. Определить линию действия реакции (реакции связи в точке А).
Решение: Так как стержень однородный, то равнодействующая сил тяжести (сила ), действующих на стержень, приложена в его геометрическом центре (точка С). Так как стержень опирается на гладкую поверхность, то реакция связи (сила ) в точке касания (точка D) направлена по нормали к этой поверхности. На тело действуют три силы, направления двух сил (и.) известно.
Согласно теореме о трех силах линии действия всех трех сил пресекаются в одной точке. Следовательно, сила направлена вдоль линии AЕ.
1.7.Пример. Балка загружена распределенной нагрузкой q на участках а1 и а2, сосредоточенным моментом m; сосредоточенной силой , которая приложена в точке С под углом α к оси балки. Шарнирно-подвижная опора В установлена под углом β к оси балки. Определить реакции опор балки.
Из рис. 1.15 видно, что опора А является шарнирно-неподвижной, имеющей две реакции и . Вертикальную реакцию направляем вверх, а горизонтальную влево. Опора В является шарнирно-неподвижной, имеющей одну реакцию , которую направим перпендикулярно поверхности опирания этой опоры.
Мысленно отбрасывая опоры и заменяя их действие нанесенными реакциями, составим условия равновесия заданной балки согласно уравнениям равновесия произвольной плоской системы сил:
=0; ;
=0; ;
Решая систему полученных трех уравнений с тремя неизвестными, находим реакции ,, .
Если какая-либо реакция получается со знаком минус, то это указывает, что ее фактическое направление противоположное. Необходимо перечеркнуть на схеме балки старое направление, указать новое направление и отбросить знак минус.
В качестве проверки можно составить сумму моментов всех сил и моментов относительно, например, точки D и убедиться, что она равна нулю.
Источник: studopedia.ru