Что такое шарнир: все нюансы

Шарнир – кинематическая пара вращательного типа, одно звено которой может поворачиваться относительно другого.

Рис. 1 Шарнир цилиндрического типа

Наиболее распространенным примером шарнирного соединения являются дверные петли.

Главным свойством шарнира, используемым в механике, является то, что соединенные им части конструкции имеют возможность углового перемещения. При этом необходимо помнить, что в отличие от силы, момент от одной части конструкции к другой, через шарнир не передается.

Морфологические и синтаксические свойства

шар-ни́р

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка). Так же встречается устар. форма мн. ч. род. п. шарни́р.

Корень: -шарнир- .

Что такое шарнир?

Посмотрите на свою входную или межкомнатную дверь. Ее петли, которые помогают двери открываться и закрываться являются, самым простым видом шарнира. Вообще, этот конструктивный элемент любого механизма, представляет собой соединение двух (или больше) элементов, один из которого вращается вокруг другого. Он может вращаться в одном направлении или в нескольких.

Важно: шарниры позволяют частям конструкции, которые объединяются ими, совершать перемещение без необходимости изменения конструкции ее элементов в следствие изгибов и других деформаций. Изгибающий момент через них не передается.

На чертежах и иных схемах такие соединения обозначаются небольшой окружностью. Они могут объединять два или несколько частей конструкции. Схематичный знак шарнирного соединения наносится на конструктивные элементы для облегчения их обслуживания. Так, такой знак может быть нанесен на балку имеющую шарнирную конструкцию. Также к такой балке может примыкать шарнир, но она сама будет цельной.

Классификация шарниров

По способу возможного взаимного перемещения частей шарнира различают:

1. Цилиндрический – поворот осуществляется относительно общей оси звеньев шарнира.
2. Шаровой – поворот возможен относительно общей точки.
3. Карданное соединение – комбинация последовательно соединенных цилиндрических шарниров, оси которых пересекаются.

Пример расчета реакций в шарнирах >

Вы здесь:

Техническая механика > Глоссарий терминов механики > Шарнир

Рекомендуем:

Изображение шарнирных соединений

Рис. 2 Шарнирное соединение трех стержней

На чертежах и расчетных схемах шарниры изображаются в виде окружности малого диаметра соединяющей две или более части конструкции (рис. 2) либо примыкающей к одной из них (рис. 3).

Рис. 3 Шарнирное соединение двух стержней

Особое внимание следует уделять изображению шарнира в расчетных схемах задач на изгиб. Шарнир, наложенный на линию балки (рис. 4) подразумевает, что здесь две или более отдельных частей балки соединены шарниром, при этом как отмечалось выше, изгибающий момент через данное соединение не передается.

Шарнир, примыкающий к линии балки (рис. 5), говорит о том, что в данном случае балка является сплошной и просто соединена шарниром с другими элементами.

Рис. 5 Фрагмент балки с шарнирной опорой

Семантические свойства

Значение

1. техн. подвижное соединение частей, которое обеспечивает их вращение вокруг общей оси или точки ◆ Более того, следя взглядом возле окна с перчаткой, я приметил медный шарнир, каким укрепляются рамы на своем месте, и шляпки винтов шарнира, причем было заметно, что поперечное углубление шляпок замазано высохшей белой краской. А. С. Грин, «Фанданго»,  г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)

Синонимы

Антонимы

Гиперонимы

Гипонимы

Уход за узлом шарнирным

Так как шарниры подвержены сильному механическому воздействию и нагрузкам, они нуждаются в особом уходе. Главную нагрузку такого узла составляет трение. Уменьшить ее можно за счет подшипников. А для того, чтобы продлить их долговечность необходим смазочный материал. В сложных системах смазка подается автоматически. Это обеспечивает постоянное нахождение смазочного материала в подшипнике.    

При открытых шарнирах (типа ШРУС и др.) влияющем на их долговечность фактором является попадание в механизм пыли и грязи. Мелкие частицы этих масс, действуют как абразив. Попадая во внутрь, они начинают изнашивать металл. Защитные кожухи, которыми накрыты шарниры не всегда могут защитить механизм от такого пагубного воздействия грязи. Продлить жизнь трущемся элементам механизма можно благодаря периодической замене пыльников и обеспечении наличия смазки.    

Основные виды смазок для описываемых соединений:

• Литиевые. Густые смазочные материалы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками. Способны снять нагрузку от трения в 8-10 раз. Уменьшают пагубное действие пыли и хорошо взаимодействуют со многими полимерами, использующихся в составе пыльников. Из недостатков следует отметить, что смазки на основе лития не смогут защитить металлические детали от коррозии.
• Из дисульфид молибдена. Смазка, отличающаяся продолжительным сроком службы. Обладает великолепными характеристиками. В отличие от литиевой защищает не только от трения, но и от коррозии. Но при попадании в смазочный материал влаги сильно теряет свои великолепные характеристики.
• Бариевые. Смазочный материал, который объединяет в себе все достоинства предыдущих смазок. И в отличие от них не боится влаги. Из недостатков этого материала стоит отметить утрачивание свойств при низких температурах. Также, в отличие от литиевой смазки, обладает высокой стоимостью.

Шарнир – это простейший способ соединения двух подвижных деталей. Кто первым его изобрел неизвестно. Да и не могло быть известно, ведь многие основы механики были разработаны задолго до появления письменности. В известных нам цивилизациях древности уже вовсю использовались сложные шарниры. Которые помогали человеку на его нелегком пути развития. Сегодня без шарниров нельзя представить ни один механизм. Конструкция таких элементов постоянно усовершенствуется и помогает решить многие проблемы механики.  

Этимология

Происходит от франц. charnière «шарнир; шарнирная петля», из лат. *cardinaria, далее от cardo (род. п. cardinis) «дверной крюк, дверная петля»; дальнейшая этимология неясна. Русск. шарнир заимств. через нем. Scharnier. Использованы данные словаря М. Фасмера. См. Список литературы.