Piedziņas vārpsta

Piedziņas vārpsta, piedziņas vārpsta, dzenošā vārpsta, dzenskrūves vārpsta vai Kardāna vārpsta ir mašīnas daļa, kas pārvada jaudu no dzinēja vai motora uz vietu, kur var veikt lietderīgu darbu.

Lielākā daļa dzinēju vai motoru rada jaudu kā griezes momentu, liekot kādam priekšmetam griezties. Tas var būt iekšdedzes dzinējs (kā automašīnā), ūdens, kas darbina ūdens ratu, vai gāze vai ūdens, kas iet caur turbīnu. Šo rotējošo jaudu sauc par griezes momentu. Kravas griešanās rada griezes un bīdes spriegumu. Piedziņas vārpstām jābūt pietiekami stiprām, lai tās izturētu šo spriegumu. Viegla piedziņas vārpsta efektīvāk pārnesīs jaudu uz slodzi, tāpēc ir jāpanāk līdzsvars starp izturību un svaru.

Kardāna piedziņas vārpsta ar kardāna kardāniemZoom
Kardāna piedziņas vārpsta ar kardāna kardāniem

Atklāta piedziņas vārpsta uz klasiskā BMW motociklaZoom
Atklāta piedziņas vārpsta uz klasiskā BMW motocikla

Automašīnas

Mūsdienās lielākajā daļā automobiļu dzinēja jaudas pārnesei no motora uz riteņiem izmanto piedziņas vārpstas. Lielākajai daļai mūsdienās ražoto automobiļu ir priekšējo riteņu piedziņa (priekšējie riteņi ir tie, kas nodrošina automobiļa kustību). Šajā gadījumā piedziņas vārpstas atrodas starp pusass pārnesumkārbu un katru priekšējo riteņu.

Aizmugurējo riteņu piedziņas automašīnās starp diferenciāli un katru aizmugurējo riteni ir piedziņas vārpstas. No transmisijas priekšpusē līdz diferenciālim aizmugurē ir arī piedziņas vārpsta, kas stiepjas pa visu automobiļa garumu - britu angļu valodā to sauc nevis par piedziņas vārpstu, bet gan par dzenskrūves vārpstu vai propelleru vārpstu, un piedziņas vārpstas var saukt par pusvārpstām (jo ir divas, kas veido vienu tiltu).

Automašīnās tiek izmantotas dažāda veida piedziņas vārpstas:

  • 1 gab. piedziņas vārpsta
  • 2 gabalu piedziņas vārpsta
  • Slip in Tube piedziņas vārpsta

Slip in Tube Drive vārpsta ir jauna tipa, kas palīdz absorbēt enerģiju sadursmes gadījumā, aizsargājot automašīnā vai kravas automašīnā esošos cilvēkus. To sauc arī par saliekamo piedziņas vārpstu.

Kravas automašīnas dubultā dzenskrūves vārpstaZoom
Kravas automašīnas dubultā dzenskrūves vārpsta

Motociklu piedziņas vārpstas

Piedziņas vārpstas motociklos tiek izmantotas gandrīz tik ilgi, cik ilgi ir bijuši motocikli. Daudzos motociklos tā vietā izmanto vienkāršāku ķēdes vai siksnas piedziņu, taču piedziņas vārpstām ir nepieciešama mazāka apkope, un tām ir ilgs kalpošanas laiks. Problēma, izmantojot piedziņas vārpstas motociklos, ir tā, ka, lai jaudu no vārpstas uz aizmugurējo riteni pagrieztu 90° leņķī, ir nepieciešams zobratu pārnesums, tādējādi zaudējot daļu jaudas.

1913. gada FN (Fabrique Nationale), Beļģija, četri cilindri un vārpstas piedziņaZoom
1913. gada FN (Fabrique Nationale), Beļģija, četri cilindri un vārpstas piedziņa

Traktori

Lauksaimniecības traktori izmanto tāda veida piedziņas vārpstu, ko sauc par jaudas noņemšanas vārpstu jeb PTO vārpstu. Tā ir vārpsta, kas iziet no traktora aizmugures. To var savienot ar jebkuru lauksaimniecības aprīkojumu, kam nepieciešama jauda no traktora dzinēja, piemēram, siena presētāju vai kukurūzas smalcinātāju. Tas ļauj traktoru izmantot dažādiem mērķiem, un lauksaimniecības tehnikai nav nepieciešams savs dzinējs, tādējādi ietaupot naudu.

Vecs John Deere traktors ar kardāna vārpstu zem aizsargvāciņaZoom
Vecs John Deere traktors ar kardāna vārpstu zem aizsargvāciņa

Velosipēdu piedziņas vārpstas

Piedziņas vārpstu var izmantot arī velosipēdā ķēdes piedziņas vietā. Tās ir izmantotas jau pagājušajā gadsimtā, lai gan nekad nav kļuvušas ļoti populāras. Ja velosipēdā izmanto piedziņas vārpstu, tai ir vairākas priekšrocības un trūkumi:

Priekšrocības

  • Mazāka iespēja, ka piedziņas sistēma iestrēgs vai salūzīs, kas ir izplatīta problēma ķēdes piedziņas velosipēdiem.
  • Uz braucēja nav smērvielu un nav "ķēdes koduma", kas aizķer apģērbu.
  • Ja piedziņas vārpsta ir ievietota caurulē, kas parasti tiek izmantota, ir vajadzīga mazāka piesardzība nekā ķēdes sistēmai, kad piedziņas vārpsta ir ievietota caurulē.
  • Vienmērīgāka veiktspēja. Dynamic Bicycles apgalvo, ka velosipēds ar piedziņas vārpstu pastāvīgi nodrošina 94% efektivitāti, savukārt velosipēds ar ķēdes piedziņu atkarībā no stāvokļa var nodrošināt 75-97% efektivitāti.
  • Vairāk vietas virs zemes (klīrenss), lai varētu pārbraukt izciļņus vai šķēršļus.
  • Velosipēdu nomas uzņēmumiem velosipēda ar piedziņas vārpstu zādzība ir mazāk iespējama, jo tas acīmredzami izskatās citādi. Šāda veida velosipēdi tiek izmantoti vairākās lielākajās Eiropas pilsētās, kur ir izveidoti lieli pilsētu velosipēdu nomas vai koplietošanas projekti.

Trūkumi

  • Piedziņas vārpstas sistēma sver vairāk nekā ķēdes sistēma, parasti par 1-2 kg smagāka.
  • Labākajā stāvoklī ķēde nodrošina lielāku efektivitāti.
  • Dažas problēmas ar ķēdēm atrisina ķēdes un pārnesumu pārklāšana ar metāla vai plastmasas vāku.
  • Nav iespējams izmantot vieglus pārnesumus ar lielu pārnesumu skaitu, lai gan var izmantot rumbas pārnesumus.
  • Riteņa noņemšana var būt grūti paveicama

 

Velosipēds ar vārpstas piedziņu.Zoom
Velosipēds ar vārpstas piedziņu.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir piedziņas vārpsta?


A: Piedziņas vārpsta ir mašīnas daļa, kas pārvada jaudu no dzinēja vai motora uz vietu, kur var veikt lietderīgu darbu.

Q: Kā dzinējos vai motoros tiek radīta jauda?


A: Jauda dzinējos un motoros tiek radīta kā griezes moments, liekot kādam priekšmetam griezties.

J: Kādi ir daži rotējošas jaudas avotu piemēri?


A: Rotējošas jaudas avoti ir, piemēram, iekšdedzes dzinējs (automašīnā), ūdens, kas darbina ūdens ratu, un gāze vai ūdens, kas iet caur turbīnu.

J: Kas ir vērpes un bīdes spriegums?


A: Griezes un bīdes spriegums ir sprieguma veidi, kas rodas, kad slodze, ko griež dzenošā vārpsta, rada pretestību rotācijai.

J: Kāpēc piedziņas vārpstām jābūt izturīgām?


A: Piedziņas vārpstām jābūt pietiekami stiprām, lai izturētu griezes momentu, vērpes un bīdes spriegumu, ko rada slodze.

J: Kāds ir līdzsvars, kas jāpanāk, projektējot piedziņas vārpstas?


A: Projektējot piedziņas vārpstas, ir jāpanāk līdzsvars starp izturību un svaru, lai piedziņas vārpsta būtu stipra, bet ne pārāk smaga.

J: Kā viegla piedziņas vārpsta ietekmē jaudas pārvades efektivitāti?


A: Viegla piedziņas vārpsta efektīvāk pārnes jaudu uz slodzi, jo tai ir mazāka masa paātrinājumam un palēninājumam, kā rezultātā rodas mazāk enerģijas zudumu.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3