[Schemat działania]  [Zastosowania]  [Rozwiązania konstrukcyjne] 

Przekładnia mimośrodowa, Mimośród (ang. eccentric, fr. excentrique, nm. Exzenter)
Przekładnia mimośrodowa jest odmianą przekładni korbowej. Z teoretycznego punktu widzenia nie ma żadnej różnicy w działaniu klasycznej przekładni korbowej i mimośrodowej. Zarówno kinematyka jak i mechanika ruchu jest w obu przypadkach jednakowa, należy więc zaliczyć ją do maszyn prostych. Przekładnia mimośrodowa jest zwykle skrótowo nazywana po prostu mimośrodem, który formalnie jest tylko jedną z części tej przekładni, a czasem mianem tym określa się jeden z jej wymiarów. Na tej samej zasadzie przekładnia korbowa jest w skrócie nazywana korbą, co czasami może prowadzić do niejednoznaczności opisu.

Schemat działania
Części mechanizmu przedstawiono na jego modelu matematycznym Fig. 1. Najogólniej mówiąc mechanizm składa się z dwóch części: mimośrodu czyli tarczy (ang. sheave, fr. poulie, nm. Körper) związanej trwale z wałem i dwuczęściowej obejmy (ang. collar, fr. collier, nm. Exzenterringe, Bügel) związanej trwale z drążkiem mimośrodowym (ang. eccentric rod, fr. barre d'excentrique, nm. Exzenter-Stange). Tarcza może się swobodnie obracać w obejmie i osadzona jest na wale nie centrycznie, ale mimo, czyli obok środka obrotu wału, stąd polska nazwa mechanizmu (łac. ex centrum = poza środkiem, stąd nazwy w innych językach).

Model w ruchu przedstawia animacja (~200kB). Gdy wał obraca się wokół swojego środka obrotu O, to tarcza obraca się wraz nim. Środek tarczy leży w punkcie P', który zatacza okrąg o promieniu r będacym odległością między środkiem wału, a środkiem tarczy OP'. Odległość ta nazywa się mimośrodowością (ang. eccentricity, throw, fr. excentriciteé, nm. Exzentrizität) przekładni, lub czasem również skrótowo mimośrodem, co powoduje jeszcze większe zamieszanie w nazewnictwie. Mimośrodowość jest odpowiednikiem korby w przekładni korbowej. Drążek mimośrodowy ma długość PP' i jest odpowiednikiem korbowodu. Aż się prosi, żeby drążek mimośrodowy nazwać "mimośrodowodem", niestety najwyraźniej mechanicy dziewiętnastowieczni nie byli specjalnie słowotwórczy i nazwy tej nikt nie wymyślił.

Odległość OP jest zmienna w przedziale < k-r ; k+r >. W stawidle parowozu jest to zwykle odległość między środkiem osi napędowej a środkiem sworznia trzonu zaworu. Dla potrzeb opisu kinematyki i mechaniki tej przekładni mimośrodowość OP' i długość drążka mimośrodowego PP' są jedynymi parametrami potrzebnymi do opisu ruchu. Opis tego ruchu czytelnik może znaleźć w artykule [Przekładna korbowa]. Wystarczy we wszystkich wzorach podstawić długość korby r równą OP' i długość korbowodu k równą PP'.

Zastosowania
Mimośrody stosowane są wówczas, gdy długość korby przekładni jest niewielka, na jednym wale ma pracować kilka korb (lub nie da się umieścić korby na końcu wału), a chcemy zastosować tani w produkcji prosty wał korbowy, zamiast drogiego wału wykorbionego. Z tego właśnie powodu mimośrody były używane powszechnie w parowozach, głównie do napędu zaworów w stawidłach oraz do napędu pomp. Były umieszczane na osi napędowej pomiędzy kołami parowozu wewnątrz ostoi lub na zewnątrz. Były też stosowane w stacjonarnych maszynach parowych, również jako części stawideł.

Rozwiązania konstrukcyjne
Przykład wykonania całego mechanizmu przedstawia Fig. 2. Mimośrody wytwarzane były głównie z lanego żelaza, o wiele rzadziej z żelaza kutego. Fig. 3 przedstawia jedną z typowych konstrukcji tarczy i obejmy. Tarcza miała wyfrezowany rowek na klin K. Była wstępnie mocowana na gładkim wale w pożądanej pozycji za pomocą śrub B i po ewentualnych korektach położenia ręcznie wycinano w wale rowek, wkładano klin i dokrącano śruby na stałe. Obie części obejmy są skręcone ze sobą śrubami zabezpieczonymi przed samoodkręceniem kontrnakrętkami. Obejma wyposażona jest w kanał S, który służy do smarowania. W tym rozwiązaniu drążek mimośrodowy był wstępnie mocowany do obejmy za pomocą śruby przez górny otwór G, jego położenie było korygowane, a następnie wiercono dwa dolne otwory D i mocowano drążek na stałe dodatkowymi dwoma śrubami.

W niektórych wykonaniach tarcza składała się z dwóch części skręconych śrubami, jak pokazuje Fig. 4, ale nie było to rozwiązanie popularne, gdyż dostęp do łbów śrub był bardzo ograniczony. Popularne było natomiast przedstawione na tym rysunku rozwiązanie połączenia drążka mimośrodowego z obejmą analogiczne do połączenia obu części obejmy - dwoma masywnymi śrubami z kontrnakrętkami. Najpierw wstępnie przykręcano drążek, ustawiano go, a ewentualnych korekt długości dokonywano wsadzając odpowiednią ilość cienkich mosiężnych podkładek między obejmę a drążek i dokręcano na stałe.

Kolejne rozwiązanie przedstawia Fig. 5. Ponieważ niełatwe było ręczne wycinanie rowka w wale aby zablokować tarczę na wale za pomocą klina, to zamiast tego stosowano dwa szersze kliny K z jednej strony ząbkowane, które podkładano pod śruby mocujące tarczę od strony wału. Kliny po dociśnięciu śrub B zakleszczały się w wale dzięki ząbkowaniu. Na tym samym rysunku przedstawiono również alternatywne rozwiązanie obejmy, która jest przedzielona asymetrycznie i połączona pod kątem, aby zmniejszyć naprężenia śrub ją łączących. Rozwiązanie to stosowano jednak rzadko.

20.XI.2010. Źródła: J.G.A. Meyer Modern Locomotive Construction, New York 1892. H.W. Spangler Valve Gears, New York, 1910. Charles H. Fessenden Valve Gears, New York 1915.

Przekładnie mimośrodowe w stawidle Goocha. Parowóz francuskich kolei Midi No. 312 produkcji Esslingen z 1856r. Foto autora, 2010, Muzeum w Miluzie. Fig. 3. Szczegóły konstrukcji mimośrodu i obejmy. Fig. 4. Kolejna konstrukcja mimośrodu i obejmy. Fig. 5. Jeszcze jedna konstrukcja mimośrodu i obejmy.