מצמדים : הנושא

‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית‪1985-2009 ,‬‬
‫הנושא‪ :‬מצמדים‬
‫שרטט מתווה המסביר עיקרון פעולה ומבנה של מצמד הידראולי בחתך צירי ובחתך רדיאלי‪] .‬קיץ‬
‫‪[2007‬‬
‫ראו תשובה לשאלה מקיץ ‪.1985‬‬
‫)א( מהו תפקידו של מצמד הידראולי באנייה? )ב( הסבר את אופן פעולת המצמד‪ .‬העזר‪ ,‬לצורך‬
‫הסברך‪ ,‬באיור המצורף‪] .‬קיץ ‪[2003‬‬
‫ראו תשובה לשאלה מקיץ ‪.1985‬‬
‫שרטט חתך העובר לאורך צירו של מצמד גמיש מסוג כלשהו‪ .‬המצמד מחבר בין גל של מנוע‬
‫חשמלי ובין משאבה צנטריפוגלית‪ .‬הראה בחתך את הרכיבים הגמישים של המצמד‪ ,‬והסבר את‬
‫מבנהו ואת אופן פעולתו של המצמד‪.‬‬
‫במצמד אלסטי מועבר מומנט הסיבוב על ידי רכיבים אלסטיים‪ ,‬המפרידים בין הגל המניע לבין הגל‬
‫המונע‪ .‬מטרתם לשכך ריטוטים ולאפשר קוויות טובה בחיבור שני הגלים‪ .‬במצמד המתואר בשרטוט‬
‫הרכיבים האלסטיים הם תותבים עשויים גומי סינתטי או חומר פלסטי‪ ,‬לתוכם מושחלים פיני החיבור‬
‫של האוגנים‪ .‬הריטוטים נבלעים על ידי תותבי הגומי‪ ,‬והאנרגיה הקינטית שלהם הופכת בתוך‬
‫התותבים לחיכוך ואחר כך לאנרגית חום המשתחררת לסביבה‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬מצמדים )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫תותב גומי‬
‫בורג הידוק‪,‬‬
‫מתברג לתוך‬
‫הפין‬
‫פין חיבור‬
‫שגם‬
‫שרטוט בחתך של מצמד אלסטי‬
‫הסבר מהי המטרה המשותפת של שלושת הרכיבים הבאים‪ ,‬וכיצד היא מושגת בכל אחד מהם‪:‬‬
‫)א( מצמד צנטריפוגלי של ספרטור; )ב( משנק אוויר בכניסה למדחס; )ג( שסתום סניקה של‬
‫משאבה צנטריפוגלית‪] .‬קיץ ‪[1997‬‬
‫המטרה המשותפת של שלושת הרכיבים הנ"ל היא מניעת העמסת יתר של המנוע החשמלי בהתנעה‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫התוף במפריד צנטריפוגלי מונע על ידי מנוע חשמלי דרך תמסורת גלגלי שיניים להגברת‬
‫מהירות הסיבוב של התוף‪ .‬העברת התנועה מן המנוע החשמלי לתמסורת גלגלי השיניים‬
‫נעשית דרך מצמד חיכוך צנטריפוגלי‪ ,‬המאפשר הגברה הדרגתית של מהירות התוף בהתנעה‬
‫מבלי להעמיס את המנוע החשמלי בעומס יתר‪.‬‬
‫הסבר‪ ,‬בעזרת שרטוט‪ ,‬את המבנה ואת הפעולה של מצמד הידראולי‪] .‬קיץ ‪[1995‬‬
‫ראו תשובה לשאלה מקיץ ‪.1985‬‬
‫שרטט חתך צירי דרך מצמד הידראולי והסבר את פעולתו‪] .‬קיץ ‪[1993‬‬
‫ראו תשובה לשאלה מקיץ ‪.1985‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬מצמדים )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫הסבר בעזרת תרשימים את מבניהם‪ ,‬את פעולתם ואת מטרתם של הפריטים האלה‪) :‬א( מצמד‬
‫החלקה בכננת עוגן‪) .‬ב( שסתומי בטיחות במכונת הגה הידראולית‪] .‬קיץ ‪[1991‬‬
‫)א( מצמד החלקה )‪ (slip clutch‬של כננת עוגן מורכב בין המנוע החשמלי לבין תמסורת גלגלי‬
‫השיניים להנעת הכננת‪ .‬תפקידו למנוע העמסת יתר של המנוע החשמלי ולהגן עליו במקרה שהעוגן‬
‫הגיע במהירות לקצה דרכו בצינור המכנס בשלב ההרמה‪.‬‬
‫המצמד מורכב מנושא דסקאות‪ ,‬עליו מושחלות דסקאות עם שינון פנימי אשר נעות יחד איתו‪ ,‬ומתוף‬
‫המצמד‪ ,‬בתוכו מושחלות דסקאות עם שינון חיצוני ונעות יחד איתו‪ .‬הדסקאות משני הסוגים יכולות‬
‫לנוע בכיוון צירי‪ ,‬והן מסודרות כך שבין כל שתיים עם שינון חיצוני נמצאת אחת עם שינון פנימי‪.‬‬
‫קפיצים חזקים‪ ,‬מצמידים את הדסקאות החיצוניות והפנימיות אחת לשניה‪.‬‬
‫בפעולה רגילה עובר מומנט הסיבוב מהמנוע החשמלי דרך נושא הדסקאות אל הדסקאות הפנימיות‬
‫ומהן אל הדסקאות החיצוניות‪ ,‬התוף וציר מסירת הכוח‪ .‬כאשר העומס שמפעילה שרשרת העוגן על‬
‫התוף גדול ממומנט החיכוך שכוון מראש‪ ,‬מחליקות הדיסקאות ועל ידי כך מגנות על המנוע החשמלי‪.‬‬
‫את הקפיצים מכוונים כך שבעומס של ‪ 50%‬מעל צריכת הזרם החשמלי הרגילה תתחיל ההחלקה‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬מצמדים )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫הסבר בעזרת תרשים את מבנהו ואת פעולתו של מצמד צנטריפוגלי‪ .‬תן דוגמה לשימוש בו‬
‫והסבר את הצורך לשימוש במצמד כזה בדוגמה שבחרת‪] .‬קיץ ‪[1991‬‬
‫המצמד המוצג בתרשים נועד להעביר תנועה סיבובית ממנוע חשמלי אל תמסורת גג"ש המניעה‬
‫מפריד צנטריפוגלי‪ .‬זהו מצמד חיכוך צנטריפוגלי‪ ,‬המאפשר הגברה הדרגתית של מהירות תוף‬
‫המפריד בהתנעה מבלי להעמיס את המנוע החשמלי בעומס יתר‪.‬‬
‫כאשר המנוע החשמלי מגיע למספר סיבובים מלא‪ ,‬פועל מלוא הכוח הצנטריפוגלי על המשקולות‬
‫ומצמיד אותן לדופן הפנימית של תוף המצמד‪ .‬כאשר מומנט החיכוך בין המשקולות ותוף המצמד‬
‫שווה למומנט של הציר המניע‪ ,‬נפסקת ההחלקה בין שטחי החיכוך והמצמד מתחיל לפעול‪.‬‬
‫משקולת‬
‫רפידה‬
‫נושא משקולות‪ ,‬מונע‬
‫על ידי המנוע החשמלי‬
‫תוף המצמד‪ ,‬מניע את‬
‫תמסורת גלגלי השיניים‬
‫של המפריד‬
‫שרטוט סכמתי של מצמד חיכוך צנטריפוגלי‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬מצמדים )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫שרטט מתווה המסביר עקרון פעולה ומבנה של מצמד הידראולי )בחתך צירי ובחתך רדיאלי(‪.‬‬
‫]קיץ ‪[1985‬‬
‫המצמד ההידראולי משמש כחיבור גמיש להעברת התנועה הסיבובית מהמנוע הראשי )קצה גל‬
‫הארכובה( אל תיבת התמסורת להפחתת סיבובים והפיכת כיוון סיבוב )‪ (gear box‬המסובבת את‬
‫המדחף‪.‬‬
‫במצמד הידראולי מועברת התנועה הסיבובית מהציר המניע אל הציר המונע באמצעות שמן‪ .‬חלקיו‬
‫העיקריים של מצמד הידראולי הם שני מאיצים דמויי קערות‪ ,‬המצוידות בכפות רדיאליות פנימיות‪.‬‬
‫הכפות יוצרות בתוך המאיצים מעין תאים‪ .‬מאיץ אחד מחובר לציר המניע והשני אל הציר המונע‪ .‬שמן‬
‫מסופק לחלל שבין שני המאיצים‪ ,‬וכתוצאה מסיבוב המאיץ המניע‪ ,‬פועל על השמן בתוך התאים כוח‬
‫צנטריפוגלי‪ .‬תוספת האנרגיה הקינטית גורמת לשמן להסתחרר ולהיזרק אל המאיץ המונע‪ .‬בדרך זו‬
‫מעביר השמן את המומנט מהמאיץ המניע אל המאיץ המונע‪ .‬כדי לנתק את העברת התנועה‬
‫הסיבובית מרוקנים את השמן מן המאיצים‪ .‬הדבר נעשה באמצעות שסתום דמוי טבעת‪ ,‬המקיף את‬
‫התוף של המאיץ המונע‪.‬‬
‫שרטוט סכמתי של מצמד הידראולי‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית ‪ /‬מצמדים )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪5‬‬