Pavaros velenas
Pavaros velenas, varantysis velenas, varomasis velenas, sraigtinis velenas arba kardaninis velenas - tai mašinos dalis, kuri iš variklio ar variklio perduoda energiją į vietą, kurioje galima atlikti naudingą darbą.
Dauguma variklių ar variklių sukuria galią kaip sukimo momentą, nes priverčia ką nors suktis. Tai gali būti vidaus degimo variklis (kaip automobilyje), vanduo, sukantis vandens ratą, arba dujos ar vanduo, tekantis per turbiną. Ši besisukanti galia vadinama sukimo momentu. Sukamas krovinys sukelia sukimo ir šlyties įtempius. Pavaros velenai turi būti pakankamai tvirti, kad atlaikytų šį įtempį. Lengvas pavaros velenas efektyviau perduos galią apkrovai, todėl reikia išlaikyti pusiausvyrą tarp stiprumo ir svorio.
Kardaninis varantysis velenas su universaliaisiais šarnyrais
Atskleistas klasikinio BMW motociklo varantysis velenas
Automobiliai
Daugumoje dabartinių automobilių variklis energiją iš variklio į ratus perduoda varomaisiais velenais. Dauguma šiandien gaminamų automobilių varomi priekiniais ratais (priekiniai ratai turi galią automobiliui judėti). Šiuo atveju varantieji velenai yra tarp tarpinio veleno ir kiekvieno priekinio rato.
Galiniais ratais varomuose automobiliuose tarp diferencialo ir kiekvieno galinio rato yra pavaros velenai. Be to, nuo transmisijos priekyje iki diferencialo gale per visą automobilio ilgį eina varantysis velenas - britų anglų kalboje jis vadinamas ne varančiuoju velenu, o sraigtiniu velenu, arba propeleriniu velenu, o varantieji velenai gali būti vadinami pusiniais velenais (nes vieną ašį sudaro du velenai).
Automobiliuose naudojami įvairių tipų varantieji velenai:
- 1 vnt. pavaros velenas
- 2 dalių varantysis velenas
- Slydimo vamzdžio pavaros velenas
Slydimo vamzdžio pavaros velenas yra naujo tipo, kuris padeda absorbuoti energiją avarijos metu ir apsaugo automobilyje ar sunkvežimyje esančius žmones. Jis taip pat vadinamas sulankstomuoju varančiuoju velenu.
Sunkvežimio dvigubo sraigto velenas
Motociklų varomieji velenai
Varantieji velenai motocikluose naudojami beveik nuo tada, kai atsirado motociklai. Daugelyje motociklų vietoj jų naudojama paprastesnė grandininė arba diržinė pavara, tačiau varančiuosius velenus reikia mažiau prižiūrėti ir jie ilgai tarnauja. Problema naudojant varančiuosius velenus motocikluose yra ta, kad norint pasukti galią 90° kampu nuo veleno į galinį ratą, reikia krumpliaračio, todėl prarandama dalis galios.
1913 m. FN (Fabrique Nationale), Belgija, keturi cilindrai ir veleno pavara
Traktoriai
Žemės ūkio traktoriuose naudojamas tam tikro tipo varantysis velenas, vadinamas galios perdavimo velenu arba kardaniniu velenu. Tai velenas, išeinantis iš traktoriaus galinės dalies. Jį galima prijungti prie bet kokios žemės ūkio įrangos, kuriai reikia traktoriaus variklio galios, pavyzdžiui, šieno preso ar kukurūzų smulkintuvo. Tai leidžia traktorių naudoti įvairiais tikslais, o žemės ūkio įrangai nereikia atskiro variklio - taip sutaupoma pinigų.
Senas John Deere traktorius su kardaniniu velenu po apsauginiu dangteliu
Dviračių varantieji velenai
Varantysis velenas taip pat gali būti naudojamas dviračiuose vietoj grandininės pavaros. Jie buvo naudojami praėjusį šimtmetį, nors niekada netapo labai populiarūs. Naudojant dviračiuose, varantysis velenas turi keletą privalumų ir trūkumų:
Privalumai
- Mažesnė tikimybė, kad pavaros sistema užstrigs ar nutrūks - dažna grandine varomų dviračių problema.
- Ant važiuojančiojo nėra tepalo, o grandinė nespaudžia drabužių.
- Reikia mažiau atsargumo nei grandininės sistemos atveju, kai varantysis velenas yra uždarytas vamzdyje, o tai yra įprastas būdas.
- Nuoseklesnis veikimas. "Dynamic Bicycles" teigia, kad dviračio su varančiuoju velenu efektyvumas nuolat siekia 94 %, o grandine varomo dviračio efektyvumas, priklausomai nuo būklės, gali siekti 75-97 %.
- Daugiau vietos virš žemės (prošvaisa), kad būtų galima įveikti nelygumus ar kliūtis.
- Dviračių nuomos bendrovėms mažiau tikėtina, kad dviratis su varančiuoju velenu bus pavogtas, nes jis akivaizdžiai atrodo kitaip. Šio tipo dviračiai naudojami keliuose didžiuosiuose Europos miestuose, kuriuose buvo vykdomi dideli miestų dviračių nuomos ar dalijimosi jais projektai.
Trūkumai
- Pavaros veleno sistema sveria daugiau nei grandininė sistema, paprastai 1-2 svarais sunkesnė.
- Geriausios būklės grandinė užtikrina didesnį efektyvumą
- Kai kurias su grandinėmis susijusias problemas išsprendžia grandinės ir krumpliaračių uždengimas metaliniu arba plastikiniu dangteliu.
- Neįmanoma naudoti lengvų pavarų su dideliu perdavimų skaičiumi, nors galima naudoti stebulines pavaras.
- Nuimti ratą gali būti sunku
Veleno varomas dviratis.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra varomasis velenas?
A: Pavaros velenas - tai mašinos dalis, perduodanti variklio ar variklio galią į naudingo darbo vietą.
K: Kaip varikliuose ar varikliuose sukuriama galia?
A: Varikliuose ir varikliuose galia sukuriama kaip sukimo momentas, priverčiant ką nors suktis.
K: Kokie yra sukimosi galios šaltinių pavyzdžiai?
A: Sukamosios galios šaltinių pavyzdžiai yra vidaus degimo variklis (automobilyje), vanduo, varomas vandens rato, ir dujos arba vanduo, tekantis per turbiną.
K: Kas yra sukimo ir šlyties įtempiai?
A: Sukimo ir šlyties įtempiai - tai įtempių tipai, atsirandantys dėl to, kad varančiojo veleno sukama apkrova sukuria pasipriešinimą sukimui.
K: Kodėl varantieji velenai turi būti stiprūs?
A: Pavaros velenai turi būti pakankamai stiprūs, kad išlaikytų sukimo, sukimo ir šlyties įtempius, kuriuos sukuria apkrova.
K: Kokią pusiausvyrą reikia pasiekti projektuojant varančiuosius velenus?
A.: Projektuojant varančiuosius velenus reikia pasiekti pusiausvyrą tarp stiprumo ir svorio, kad varantysis velenas būtų stiprus, bet ne per sunkus.
K: Kaip lengvas varantysis velenas veikia galios perdavimo efektyvumą?
A: Lengvas varantysis velenas efektyviau perduoda galią kroviniui, nes jam reikia mažesnės masės greitėjimui ir lėtėjimui, todėl prarandama mažiau energijos.
