Skriemeļi ir vienkāršas mašīnas, ko izmanto daudzām darbībām. Skriemeļu sistēmas ir izgatavotas no diviem skriemeļa riteņiem uz vārpstas, ar kurām savieno siksnu. Viens skriemelis ir piedziņas skriemelis, un otrs ir piedziņas skriemelis. Skriemeļi var mainīt ātrumu, nodrošināt griezes momentu un mainīt rotācijas virzienu. Ātruma maiņa ar skriemeļiem nozīmē skriemeļa riteņa diametra maiņu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Skriemeļu sistēmas ietver divus skriemeļu riteņus uz vārpstas, kuru savieno josta. Šie riteņi ir vadītāja un piedziņas skriemeļi. Mainot skriemeļu riteņu diametru, ātrumu var mainīt. Mazāka skriemeļa pagriešana ar lielāku skriemeli rada lielāku, ka lielāks pārvietojas lēnāk, bet ar lielāku vārpstas jaudu.
Ātruma attiecība, izejas ātrums un griezes moments
Divu skriemeļu sistēmā ar dažāda lieluma riteņiem var aprēķināt ātruma starpību starp abiem skriemeļu riteņiem. Ātruma attiecību nosaka, izmantojot piedziņas skriemeļa diametru, kas dalīts ar piedziņas skriemeļa diametru. Piemēram, ar piedziņas skriemeļu 150 mm un piedziņas skriemeli 50 mm, ātruma attiecība ir 3. Izejas ātruma atrašana nozīmē ievades ātruma ņemšanu un dalīšanu ar ātruma attiecību. Būtībā izejas skriemeļa ātrums kļūst par nākamā posma ievades ātrumu, un jūs varat atrast vairāku skriemeļu piedziņu. Ja ieejas ātrums ir 75 apgriezieni minūtē, izejas ātrums ir vienāds ar 75 apgriezieniem minūtē, dalīts ar 3 vai 25 apgriezieniem minūtē. Savukārt izejas griezes momentu no vadītāja skriemeļa līdz piedziņas skriemeļiem var atrast, reizinot ieejas griezes momentu ar ātruma attiecību.
Skriemeļi un ātrums
Divi tāda paša izmēra skriemeļi, kas savienoti ar jostu, ar tādu pašu vārpstas jaudu pagriezīsies ar tādu pašu ātrumu. Mazāka skriemeļa pagriešana ar lielāku skriemeli rada lielāku, ka lielāks pārvietojas lēnāk, bet ar lielāku vārpstas jaudu. Piemērs varētu būt kravas automašīna ar zemu pārnesumu, kuras dzinējs griežas ātri, bet riteņi griežas lēni, tomēr tai ir ievērojama jauda ar samazinātu ātrumu. Alternatīvi, ja lielāks skriemelis pagriež mazāku skriemeli, mazākais pagriežas ātrāk, bet ar mazāku vārpstas jaudu. Piemēram, kravas automašīnai ar lielu pārnesumu būtu lēnāk pagriežams dzinējs, bet ātri pagriežami riteņi, kā rezultātā kravas automašīnai būtu lielāks ātrums. Sajūgi nodrošina kontroli pār nesošo un ātrumu.
Skriemeļu piemēri reālajā pasaulē
Skriemeļus izmanto dažādu mašīnu piedziņas siksnās. Pašas jostas var būt izgatavotas no sintētiska materiāla. Skriemeļiem un siksnām nav nepieciešama eļļošana, lai gan josta var nolietoties vai paslīdēt. Sniega mašīnā sajūgs sastāv no diviem skriemeļiem, kurus savieno plaša josta, kas ir ļoti stipra un tomēr elastīga. Kad sniega mašīna saskaras ar slodzi vai pretestību, motors palēninās, un piedziņas skriemelis palēninās un izplatās. Tad piedzītās sajūga atsperes saspiežas kopā. Tā rezultātā samazinās sliežu ceļa ātrums, bet sniega mašīnai ir lielāka jauda.
Lai pielāgotu ventilatora ātrumu, var izmantot regulējamu skriemeli. Regulējamiem skriemeļiem ir divas konusveida, savienotas sekcijas ar vienu pusi pagrieztu uz otru. Pagriežot viens pret otru, viņu josta tiek izspiesta ārpus skriemeļa, un ventilatora ātrums tiek palielināts. Turpretī, samazinot ventilatora ātrumu, būtu jāizraisa skriemeļa pusītes un saīsināms attālums, līdz josta pārvietojas pa to. Būtībā tiek mainīts skriemeļa diametrs, lai samazinātu ventilatora ātrumu un līdz ar to arī gaisa plūsmu.
Vieglajās automašīnās bieži tiek izmantota sinhronā siksna dzinēja laika braukšanas sistēmai. Palielinoties piedziņas skriemeļa ātrumam, palielinās arī jostas vibrācijas frekvence. Tāpat, samazinot piedziņas skriemeļa ātrumu, jostas vibrācija samazinās. Vibrācijas samazināšana uzlabo pārraides stabilitāti.
Konveijera lentes, ko izmanto materiālu pārvadāšanā, piemēram, kalnrūpniecībā, balstās uz skriemeļu sistēmu. Lai konveijeri darbotos droši un efektīvi, ir jākontrolē to ātrums. Lai to izdarītu, jostas spriegojums ir jāsaglabā, tāpēc josta neslīps un neradīs berzi. Lai novērstu jostas paslīdēšanu, jākontrolē piedziņas skriemeļu spēki. Konveijers var palēnināties pēc piedziņas skriemeļa piedziņas spēka maksimuma. Šī vadība novērš materiāla noplūdi no konveijera.
Vienkārša skriemeļa izgatavošana
Demonstrēt vienkāršu skriemeļu var mājās ar gumijas joslu un vītņu spolēm. Gumijas josla apzīmē piedziņas siksnu, bet spoles - skriemeļus. Izmantojot dažāda lieluma spoles, var pierādīt, cik pagriezienu piedziņas spolei nepieciešams, lai pagrieztu piedziņas spoli. Spoles parāda skriemeļu riteņu ātruma starpību.