Bielă (mecanică)

Această intrare sau secțiune despre subiectul mecanicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .

Biela (de la fr. Bielele , de origine obscură) este un element mecanic de legătură între alți doi membri cinematici ai unui mecanism , echipat cu mișcare de rotație și de translație.
Aplicația sa tipică este în mecanismul bielă-manivelă , adică în mecanismul care vă permite, în general, să transformați o mișcare rectilinie alternativă într-o mișcare rotativă continuă sau invers.

Biele unei locomotive cu aburi .

Acesta își găsește aplicarea într-un vast domeniu de construcții. A fost o componentă esențială a transmisiei locomotivelor cu abur și a diferitelor tipuri de locomotive electrice și termice antice, în care a fost utilizată ca tijă de acționare (când a fost utilizată pentru a transmite mișcarea de rotație a motorului la roată) și tija de cuplare (când folosit pentru a conecta împreună un grup de roți făcându-le pe toate să conducă).

A declanșa

Biela este formată din diferite părți:

• Cap : este partea conectată la manivelă
• Picior : este partea atașată pistonului
• Tulpina : este partea dintre cele două capete și poate lua diferite forme.

Cap de bielă

Marele scop poate fi de diferite tipuri:

• Demontabil : capul este tăiat sau fracturat în două părți, iar semicercul rezultat se numește capac , care permite fixarea bielei pe manivelă folosind 2 șuruburi (4 în motoarele de performanță). Tehnica fracturii îmbunătățește centrarea, strângerea și elimină două puncte de rupere probabile. Această soluție este, în general, utilizată pe motoare economice cu mai mulți cilindri sau monocilindri, deoarece este mai puțin complicat să se utilizeze un arbore cotit care nu se descompune.
• Într-o singură bucată : capul bielei nu poate fi demontat și pentru a-l fixa pe manivela arborelui cotit, acesta din urmă trebuie să fie de tip compozit , astfel încât să poată găzdui biela și rulmentul acesteia. Acest tip de soluție este utilizat în general pe motoarele cu un singur cilindru, indiferent de tipul lor, deoarece se folosește în general un arbore cotit separabil.

Precauții speciale

3 biele diferite, dintre care stânga și centrală din aluminiu și de tip "dublu T", biela din dreapta (pentru motor cu ardere internă) din oțel și de tip "I", biela stângă (pentru motor cu ardere internă) are un cap detașabil și un picior echipat cu o bucșă, biela centrală are un cap echipat cu o tijă de colectare a uleiului

Pentru motoare cu mașină umedă sau mașini fără pompă de livrare, ca în cazul compresoarelor de aer, care nu necesită ungere a arborelui cu came (deoarece nu este prezent) sau în cazul în care acesta este poziționat lângă arborele cotit, ocupând camera manivelei (ca în sistemele OHV , SV , IOE și RCV ), pentru ungerea motorului există o extensie subțire a capătului mare, astfel încât aceasta în momentul tranziției de la PMI (centrul mort inferior) către TDC (centrul mort superior) aduceți uleiul pe pereții cilindrului.

Piciorul bielei

Piciorul bielei existente în motoare este cel format dintr-o singură piesă și este limitat la piston folosind un știft de trecere care rămâne în poziție datorită celor două inele de etanșare ( Seeger ) introduse în fante prezente în orificiul carcasei știftului din piston. În general, acest capăt mic găzduiește un rulment sau o bucșă care permite rotirea știftului, în timp ce în alte cazuri știftul este constrâns de interferența pe tija de legătură și se rotește pe debitele pistonului, acest lucru permite limitarea / anularea uzurii capăt mic., acest lucru permite deplasarea uzurii pistonului, o componentă mai ușor de înlocuit.

Tulpina

Tulpina este foarte importantă deoarece asigură că biela poate fi cât mai ușoară posibil (reducând masele alternante și rotative) și cât mai lungă (reducând forțele de ordinul doi). Secțiunea sa poate lua diferite forme:

• Un „I” , forma standard a semifabricatului, care oferă o performanță echilibrată pentru diferite condiții de funcționare
• Dublu "T" similar cu "I", dar cu o grosime mai mare a capetelor tijei, în acest caz lățimea tijei este egală cu lățimea maximă a bielei (cap și picior)
• Oval oval sau „os de sepie” similar cu „I”, dar cu partea cea mai groasă în centru și nu la capetele tulpinii, această formă permite un comportament mai bun la turații mari și cu cupluri mai mici
• În formă de „H” , datorită caracteristicilor sale comparativ cu bielele I , au o rezistență mai bună la sarcina maximă în poziția TDC, dar o rezistență mai mică la bici atunci când este în cuadratură (formează un unghi de 90 ° cu manivela) ^{[1 ] [2]} , care le fac mai potrivite pentru motoarele capabile să genereze un cuplu mai mare și viteze de funcționare mai mici.
• Crucea ^[3]
• Tulpina tubulară este goală intern, tija realizată prin turnare sau ca în cazul modelului Honda RC211V obținută prin prelucrare prin împărțirea în două a tijei de legătură și apoi risaldandola prin legătură de difuzie ( legătură de difuzie ) ^[4]

Arborele împreună cu șuruburile capacului bielei sunt componenta cea mai supusă oboselii și care necesită cea mai mare atenție în faza de proiectare ^[5]

Mama Biella

Bielă principală a unui motor radial de aeronavă BMW 132 .

Dacă există mai mulți cilindri pe același plan (deci nu sunt în linie), așa cum se întâmplă la motoarele radiale , o singură bielă mare numită bielă principală este conectată direct la un singur piston și transportă mișcarea către arborele cotit, în timp ce ceilalți pistoni acestea sunt conectate la biela principală prin biele ușor excentrice.

Biele furcii și lamelor

Bielă furculiță și cuțit

Este un sistem alternativ la biela principală și este valabil doar pentru sistemele cu două biele pe manivelă (motoare V), de fapt bielele sunt ambele pivotate cu manivela, unde o bielă are o formă pur tradițională, în timp ce cealaltă are o formă specială, cu capătul mare golit în centru sau despicat. ^[6]

Materiale și procese

Biela trebuie să fie foarte rezistentă la solicitări, deoarece această componentă este supusă unor acțiuni axiale variabile și momente de încovoiere în ciclul motorului. Pentru fabricarea acestuia se pot folosi diverse materiale: ^{[6] [7] [8] [9]}

• Plastic , material rezervat pentru mașini-unelte mici.
• Aliajele de aluminiu , care au fost folosite și în motoarele termice din anii 1950 până în anii 1980 , dar au fost apoi abandonate în favoarea oțelului, ceea ce permite biele mai subțiri și mai puțin costisitoare.
• High- din aliaj de oțel, nichel-crom-molibden din oțel este adesea folosit, un aliaj excelent de calitate , care are o rezistență considerabilă, cele mai comune sunt aliajele 39NiCrMo3, 16NiCrMo2, 30NiCrMo12 și oțel maraging , în timp ce pentru motoare în doi timpi cel mai comun este 18NiCrMo5 (18NCD5).
• Fontă , fontă ductilă sau maleabilă pentru turnare în aplicații mai puțin solicitate
• Titanul , un material utilizat în special cu vehiculele sportive pentru utilizare competitivă, Ti-6Al-4V și Ti 6A 14V.

Deoarece cele metalice pot fi realizate procese speciale precum:

• Acoperirea cu cupru , permite protejarea bielei de oxidare și împiedică efectuarea tratamentului de cimentare în aceste zone, deoarece acestea ar deveni mai fragile ^[10]
• Cimentarea crește conținutul de carbon al stratului de suprafață al oțelului, ducând la o întărire a acestuia, lăsând partea centrală / adâncă a piesei mai tenace fără o astfel de îmbogățire. ^[10]
• Prin supraveghere controlată, stratul de suprafață al materialului este compactat prin întărirea lucrului , ceea ce împiedică în mod eficient formarea și propagarea fisurilor, crescând rezistența la oboseală. ^[11]
• Lustruirea , permite identificarea ușoară a fisurilor și elimină neregularitățile mici de pe suprafață, care declanșează ușor o fisură și eșecul ulterior datorat oboselii. ^[11]
• Sablare

Realizarea poate fi:

• Distribuit prin turnare
• Forjat / forjat
• Prelucrare solidă / CNC

Motoare

Biela și pistonul unui motor 4T

Biela, la capetele sale, este conectată la piston și la manivela arborelui cotit , permițându-i să se rotească în raport cu pistonul și manivela, astfel încât poziția sa unghiulară să poată varia pe măsură ce pistonul alunecă și manivela se rotește.

Diferențe între 2T și 4T

Biela unui motor în 4 timpi

Diferența dintre bielele motoarelor cu ciclu în 2 timpi și cele ale motoarelor în 4 timpi este că primele sunt mai puțin stresate și pot fi mai ușoare și / sau mai simple.

De fapt, într-un motor în doi timpi cu ciclu de buclă atunci când biela ajunge la punctul mort superior (TDC) nu este foarte supus inerției pistonului, deoarece există întotdeauna compresia amestecului proaspăt, în timp ce în partea de jos punctul mort (PMI) există întotdeauna presiunea carcasei pompei care ajută la depășirea inerției pistonului.

Pe de altă parte, la un motor în 4 timpi există două rotații pe ciclu, unde există mai întâi „aspirația”, în care inerția pistonului la PMI este slab frânată de depresiunea de aspirație, apoi „compresia” „, în care Inerția la TDC este frânată exact ca într-un motor în 2 timpi, apoi„ expansiunea ”și în cele din urmă„ evacuarea ”. Inerția pistonului la PMI este chiar accentuată de presiunea gazelor, precum și în faza finală de ejectare în care inerția la TDC este slab frânată de rezistența gazelor de eșapament.

Notă

Elemente conexe

• Manivelă
• Crosshead
• Barbell (mecanic)
• Blanking
• Pin

Alte proiecte

• Wikicitată conține citate din sau despre Biella
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Biella

linkuri externe

• Analiza Biella ( PDF ), pe kaemart.it .
• Biella și arborele cotit pe negusweb.it.
• [1]

Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de inginerie