درس ۲۰: سیر تا پیاز مکانیزم بادامک و پیرو

نمودار جابجایی بادامک

بادامک‌ها بر اساس مشخصه نمودار جابجایی‌شان، تقسیم‌بندی می‌شوند که تغییر وضعیت، پیرو به هنگام گردش بادامک را مشخص می‌کند. برای مثال دیاگرام یک بادامک ساده معمولاً از ۴ قسمت تشکیل شده است.

۱) اوج‌گیری پیرو ($t1$)

۲) مرحله سکون یا تأخیر ($t2$)

۳) مرحله بازگشت ($t3$)

۴) تأخیر زمانی تا شروع حرکت بعدی ($t4$)

باید بدانید در نمودار فوق که مشاهده کردید محور افقی علاوه بر اینکه می‌تواند مقدار چرخش بادامک بر حسب درجه باشد، این قابلیت را دارد که زمان روی آن نوشته شود.

نمودار‌های جابجایی در مکانیزم بادامک مهمترین مشخصه بادامک‌ها هستند چرا که با استفاده از تکنیک مشتق‌ گیری بر حسب زمان از نمودار فوق، می‌توان مقدار سرعت و شتاب را محاسبه کرد.

مفاهیم اولیه در بررسی بادامک‌ها

قانون اول نیوتن یا قانون لختی بیان می‌کند که اگر نیرو‌های وارد بر جسم صفر باشد، اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می‌ماند، و اگر جسم در حال حرکت (با سرعت ثابت) باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکت ادامه می‌دهد. قانون دوم نیوتن بیان می‌کند اگر به جسمی به جرم $m$ نیروی $F$ وارد شود جسم هم جهت با نیروی وارد شده شتاب $a$ می‌گیرد که برآیند نیرو‌های وارد شده برابر با $\Sigma F=m.a$ خواهد بود. هدف از ذکر قوانین اول و دوم نیوتن این بود که یادآوری شود، بادامک و پیرو همواره در معرض بار‌گذاری هستند و این سبب به وجود آمدن نیروی لختی که در برابر تغییر وضعیت بادامک و پیرو است می‌شود.

نیروی لختی یا نیروی اینرسی به صورت مستقیم با عملکرد بادامک و پیرو در ارتباط می‌باشد و باید در ملاحظلات مهندسی و بحث طراحی بادامک و پیرو آن را لحاظ کنیم. بادامک‌هایی که در ماشین آلات با سرعت‌های بالا کار می‌کنند، باید مقدار نیروی اینرسی را به حداقل ممکن برسانیم تا از بروز ارتعاشات، لرزش و حتی سایش بادامک و پیرو تا حد امکان جلوگیری به عمل بیاوریم.

لذا بر همین اساس برای محاسبه تغییرات شتاب در مجموعه بادامک و پیرو، از مشتق شتاب نسبت به زمان استفاده می‌کنند که به آن جرک (jerk) نیز گفته می‌شود. واحد جرک بر حسب $m/t^{3}$ است که به صورت زیر تعریف می‌شود.

$j=\frac{d(a)}{d(t)}$

در بحث ارتعاشات، جرک نقش مهمی را ایفا می‌کنند و بررسی‌ها نشان داده است که اگر مقدار جرک بینهایت باشد سبب بروز ارتعاشات و تضعیف عملکرد بادامک و پیرو می‌شود. لذا بر همین اساس ما 4 نمونه اصلی از منحنی جابجایی بادامک‌ها را خدمت شما دوستان عزیز توضیح خواهیم داد.