Nokken en volgers uitgelegd: typen, nomenclatuur, werking en toepassingen

Nok en volger

Nok en volger vormen een paar hogere paren die gebruikt worden om leden direct of periodiek te bewegen. Het mechanisme vermindert de foutmarge. Al in de derde eeuw v.Chr. werd de nok gebruikt in Hellenistische wateraangedreven automaten.

In de 4e eeuw v.Chr. ontdekt in ontwerpen van al-Jazari. Nok-volger mechanismen worden vooral gebruikt in verbrandingsmotoren voor klepbediening.

Ook in de timing-systemen van verbrandingsmotoren en in de automobilindustrie voor brandstofpompen.

Het mechanisme bestaat uit drie leden: een dryvend lid (de nok), een frame dat nok en volger vastzet, de volger wordt door het frame geleid, en het gedreven lid (de volger).

Wat is een nok?

De nok is een draaiend deel dat door direct contact een teruggaande of zwenende beweging aan de volger geeft. Het zet een draaiende beweging om in een lineaire beweging.

Het is een machineonderdeel: een draaiend wiel of as dat een hefboom op verschillende punten van zijn cirkelvormige baan treft. Wordt gebruikt in een stoomhamer als een eenvoudige tand om stootkrachten om te zetten.

Typen nokken

Volgens de vorm van de nok:

1. Kiel- of vlakke nok
2. Schijf- of platenok
3. Spiraalnok
4. Cilindrische nok
5. Hartvormige nok
6. Translerende nok
7. Slakkenvalnok
8. Geconjugeerde nok
9. Globoïdale nok
10. Sferische nok

Volgens de beweging van de volger:

1. Stijgen-terugkeren-stijgen
2. Rusten-stijgen-rusten-dalen-rusten
3. Rusten-stijgen-dalen-rusten

Volgens de dwangwijze van de volger:

1. Voorgespannen veernok
2. Zwaartekrachtnok
3. Positieve dryvnok

1. Kiel- of vlakke nok

Heeft een rechte vorm voor een specifieke volgerbeweging.

2. Schijf- of platenok

Heeft geen rechte vorm, geeft een specifieke beweging aan de volger.

3. Spiraalnok

Bestaat uit een halve cirkelvormige of spiraalvormige gleuf. De nok beweegt teruggaand, de volger loodrecht op de as.

4. Cilindrische nok

Heeft een gleuf in een cylindrisch oppervlak. De volger beweegt parallel aan de cilinderas.

5. Hartvormige nok

Asymmetrische hartvorm. Houdt de nok in een gedefinieerde positie door druk van een rol.

6. Translerende nok

Bestaat uit een gleuf of contourplaat. De volger zwent voor de plaat. De contour bepaalt de beweging.

7. Slakkenvalnok

Bijv. in mechanische klokken: de volger daalt plotseling na 24 uur en activeert de dagvoortgang.

8. Geconjugeerde nok

Twee aparte zwenende rollen. De verandering in hoek tussen de volgerarmen wijst op profielfouten van de nok.

9. Globoïdale nok

Een van de meest complexe nokken. De werkvlakken zijn de contactvlakken met de rollen.

10. Sferische nok

Alternatief voor kegeltanden: minder achterlas en wrijvingsverlies.

Wat is een volger?

De volger is een draaiend of zwenend element dat de beweging van de nok volgt door direct contact. Bij teruggaande beweging van de nok beweegt de volger parallel aan de nokas.

Het zet de draaiende beweging van de nok om in teruggaande of zwenende beweging.

Typen volgers

Volgens vorm:

1. Rollervolger
2. Mesvolger
3. Vlakke volger
4. Sferische volger

Volgens beweging:

1. Teruggaande volger
2. Zwenende volger

Volgens bewegingslijn:

1. Radiale volger
2. Excentrische volger

1. Rollervolger

Voor hoge snelheden: glad contact, minder slijtage.

2. Mesvolger

Scherp contactvlak. Eenvoudigst, maar niet voor snelle toepassingen door de scherpe rand.

3. Vlakke volger

Vlak oppervlak met irreguliere nok. Bij beperkte ruimte, kan meer druk opvangen.

4. Sferische volger

Gekromd volgeroppervlak. Wijziging van de vlakke volger.

5. Teruggaande volger

De volger gaat heen en weer in de geleiding tijdens nokrotatie.

6. Zwenende volger

Op een vast punt op het frame gemonteerd, zwent mee met de nokrotatie.

7. Radiale volger

Bewegingslijn gaat door het rotatiecentrum van de nokas. Teruggaande beweging.

8. Excentrische volger

Bewegingslijn is verspringend ten opzichte van het rotatiecentrum van de nokas.

Hoe werken nokken en volgers?

Werking van de nok

De nok is een mechanisch element dat een draaiend wiel is ten opzichte van de korte as van de volger. Of simpelweg: een element dat teruggaande, zwenende of lineaire beweging aan de volger geeft.

De vorm is meestal ovaal, onvolledige cirkel of ellips. Een ovaalvormige nok creëert een periodieke externe belasting.

Deze periodieke belasting is nuttig voor periodieke mechanische taken. Er zijn een- en meerhoofdnokken.

Werking van de volger

De volger is het element ten opzichte waarvan de nok in een zwenende of cirkelvormige beweging draait. De volger weerstaat de duw- en trekkrachten van de nok. Volgers overdragen de beweging naar het benodigde machineonderdeel.

Het mechanisme van nokken en volgers is onderling afhankelijk. De volger beweegt in een zwenende of cirkelvormige boog.

Nok-volger mechanismen zijn essentieel in de techniek met veel verschillende functies voor verschillende machines.

Nomenclatuur van de nok

Belangrijke termen:

1. Nokprofiel
2. Basiscirkel
3. Polkromme
4. Traceerpunt
5. Drukshoek
6. Polpunt
7. Polcirkel
8. Primaire cirkel

1. Nokprofiel

Het oppervlak waar de volger contact mee maakt.

2. Basiscirkel

De kleinste cirkel van het nokprofiel vanaf het rotatiecentrum.

3. Polkromme

Ontstaat wanneer de nok fix is en de traceerpunt van de volger rond de nok beweegt.

4. Traceerpunt

Hulppunt om het nokprofiel te bepalen.

5. Drukshoek

Hoek tussen de norma op de polkromme en de bewegingslijn van de volger.

6. Polpunt

Het punt waar de drukshoek maximaal is.

7. Polcirkel

Gaat door de polpunt.

8. Primaire cirkel

Cirkel getrokken vanuit de raaklijn aan de polkromme en concentrisch met de basiscirkel.

Waarom nokken en volgers?

In de werktuigbouwkunde zorgen nokken en volgers voor een uniforme krachtverdeling in één machine-element.

Spontane beweging kan bereikt worden door een cylinderrol aan een element te bevestigen. Kan toegepast worden in elementen van de grootte en vorm van een moer. Verschillende lineaire bewegingen zijn mogelijk.

Het mechanisme kan hoge schokken opvangen door de grotere dikte ten opzichte van lagers, wat de mechanische efficiëntie verhoogt.

Volledig veelzijdig: van frisdrankautomaat tot luchtvaarttoepassingen. Ook in transportbanden.

Vlakke volgers zijn gebruikelijk voor motorkleppen, rollervolgers in olie- en stationaire motoren.

Toepassingen van nokken en volgers

1. In verbrandingsmotoren voor inlaat- en uitlaatkleppen.
2. Hydraulische systemen (drukafhankelijk).
3. Printmachines: duwen positioneert, trekken print.
4. Textielmachines: naaien en stoftransport.
5. Schroef- en tandwielmachines.
6. Wandklokken en automatische draaibanken.

Conclusie

Nok en volger hebben een brede toepassing in de productie-industrie. Alle typen zijn met diagrammen behandeld. Vragen? Stel ze in de reacties.

Deel dit artikel als het nuttig was. Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.