Die wêreld van ratte en hoe hulle ons masjiene aan die werk hou
vir die moderne lewe
Om iemand 'n rat voor die oë te draai, is een ding. Om 'n rat voor iemand se oë te laat draai, is glad iets anders! Die eersgenoemde dui op 'n bedrogspul; die laasgenoemde op ons hoogs gemeganiseerde moderne lewe. Sonder ratte sou ons immers geen motors, fabrieke en duisende soorte masjiene gehad het nie…
Geanimeerde illustrasies in die openbare domein, synde beskikbaar gestel deur die federale regering van die Verenigde State van Amerika. Dit geld wêreldwyd.
ALK het jy al gehoor dat iemand sê: "Ek was nie behoorlik gerat om dié of daardie ding aan te pak nie." Wat die persoon bedoel, is dat hy of sy nie die nodige toerusting, vaardigheid of voorbereiding gehad om behoorlik by 'n bepaalde taak in te skakel nie. Want 'n rat sorg mos juis vir skakeling in die heel letterlikste sin van die woord.
'n Rat is 'n toestel wat gebruik word om in 'n masjien beweging of krag oor te dra deur by 'n ander rat of ratte in te skakel. Tipiese ratte is wiele of wieletjies met tande, of sogenaamde kamme, ál met die vellings langs. (Die velling is die sirkelvormige buitekantste rand van die wiel.)
'n Rat is vas aan 'n as, wat in die reël 'n silindriese staaf van wisselende lengte is. Die tande van die rat pas net mooi in die tandopeninge van 'n ander rat, wat ook aan 'n as vas is. Wanneer een van die asse dus gedraai word, druk die tande van die een rat teen dié van die ander, wat die tweede as ook laat draai.
Die meeste ratte is van 'n metaal of metaalmengsel, soos staal of brons, maar soms word byvoorbeeld plastiek of 'n ander sterk sintetiese stof gebruik om geraas te verminder.
Ratte word gewoonlik gebruik in masjiene wat asse het wat naby aan mekaar geleë is. Asse wat meters ver van mekaar is, word gewoonlik met band-en-katrol-stelsels aaneengeskakel. In die geval van 'n fiets word die trap- en wielrat met 'n ketting verbind.
LINKS: Rat en ketting.
Ratte word gebruik om snelheid of krag te vermeerder of te verminder, om die rigting van die rotasie om te keer of te verander, of om 'n rotasie-beweging in 'n reguitlyn-beweging om te skakel.
Twee of meer ratte wat saamwerk, word 'n rattestel (Engels: gear train) genoem. Wanneer slegs twee ratte gebruik word, draai die dryfrat in een rigting en die gedrewe rat in die teenoorgestelde koers. Indien 'n derde rat bygevoeg word, draai dit in dieselfde rigting as die dryfrat.
In elke vorm van ratwerk hang die snelheid van die gedrewe rat af van die getal tande in elke rat. 'n Rat met tien tande wat 'n rat met twintig tande aandryf, sal twee keer so vinnig as die aangedrewe rat beweeg. Daarteenoor sal 'n twintigtand-rat wat 'n tientand-rat aandryf, teen die helfte van die snelheid beweeg.
Ratte kan op verskillende maniere saamgestel en onderling aaneengeskakel word om honderde soorte take te verrig. Die hoofsoorte ratte word hieronder saam met hul illustrasies bespreek.
Verskillende soorte ratte
• Reguit tandratte het tande wat parallel of ewewydig loop met (dieselfde rigting volg as) die rat-as. 'n Klein reguit tandrat wat in die kam van 'n grote draai, word 'n rondsel (meervoud rondsels) genoem. Een van die mees algemene gebruike van reguit tandratte is in die dryfwerk van motorkarre.
• Spiraalratte lyk soos reguit tandratte, buiten dat die tande teen 'n hoek of effens gebuig in die rat ingesny is. Hier loop die twee asse nogmaals ewewydig. Spiraalvertanding is veral geskik vir 'n stil en baie vinnige werking en swaar vragte omdat die rat-tande mekaar by 'n skerp hoek ontmoet pleks van by 90º soos by reguit tandratte. Oneweredige stootkrag word te bowe gekom met 'n dubbele stel tandratte in die vorm van 'n V.
• Keëlratte of koniese ratte het tande op die oppervlak van keëls (kegels). Die tande kan reguit of spiraalsgewys loop of hulle kan skeeftand wees (dikker aan die een kant as aan die ander). Hulle word aangewend waar twee asse nie ewewydig loop nie. Keëlratte word in die ewenaars (Engels: differentials) van motorkarre gebruik.
• Planeetratte bestaan uit 'n aantal kleiner tandratte wat inskakel by die binnetande van 'n buitewiel, asook by die tande van 'n sentrale rat of sonrat. Hulle is dus soos planete om 'n son! Planeetratte word hoofsaaklik in outomatiese transmissies in motorkarre gebruik.
'n Variasie van planeetratte is ook ontwikkel vir die James Webb-ruimteteleskoop, wat volgens beplanning eers in 2011 in 'n wentelbaan om die aarde geplaas sal word. Die betrokke tegnologie is egter so belowend dat dit nou reeds gebruik kan word om die betroubaarheid van allerhande ander dinge soos pompe, kompressors en ratkaste te verhoog.
Foto: NASA / STI
• Wurms is skroefagtige ratte wat inskakel by reguit tandratte of spiraalratte, wat dan bekend staan as wurmratte. Met só 'n skakeling word 'n veel groter vermindering van snelheid bewerkstellig as met reguit tandratte of keëlratte. Die vinnig tollende as wat die wurm bevat, is die dryfas; die wurmrat is vas aan die gedrewe as, wat dan stadig beweeg.
• Met kamratte en tandspore word rotasiebeweging in lynbeweging omgeskakel. 'n Roterende reguit tandrat skakel in by 'n reguit staaf of spoor wat eweneens reguit tande het. Die beweging kan ook andersom plaasvind, met ander woorde lynbeweging kan in rotasiebeweging verander word. Die beginsel om 'n rat in die rondte te draai waardeur 'n reguit getande staaf opwaarts gekrink word, word in domkragte aangewend.
• Wryfratte het geen tande nie. 'n Dryfwiel dra beweging oor aan ander wiele deur teen hulle aan te druk. Wryfratte werk glad, maar is dan ook meer geneig om te glip as tandratte. Wryfratte het allerhande gebruike, soos byvoorbeeld in draaitafels en naaldwerkmasjiene.
• En hoe klein kan ratte werklik gemaak word? Hierdie miniatuur-ratjies, wat deur navorsers van AT&T Bell Laboratories ontwerp is, is omtrent so groot soos 'n mensehaar en word aangedryf deur lug wat deur openinge geforseer word. Baie ingenieurs en wetenskaplikes meen dat sulke piepklein apparaatjies mettertyd vervaardigingsprosessse en die mediese wêreld radikaal kan verander.
Krediet: AT&T Bell Labs / Vergunning US National Science Foundation
Kettings en hul skakels
SKAKELS is dele van kettings. 'n Skakelketting is 'n beweeglike reeks aaneengebonde skakels, wat dikwels van metaal gemaak is en dan ook die vorm van 'n ring het. Skakels maak kettings buigbaar, terwyl hulle tog ook stewig is. Kettings word baiemaal saam met slotte gebruik om byvoorbeeld hekke te sluit, maar daar is ook kettings in alles van fabrieksmasjiene en fietse tot juweliersware en selfs in tekstielstowwe.
Kettings behoort gewoonlik tot een van twee soorte, afhangende van waarvoor hulle gebruik word:
1) Kettings wat oplig, trek of beveilig: hierdie soort het skakels wat torus-vormig is (oftewel die vorm het van byvoorbeeld die binneband van 'n motor of fiets). Dit maak die ketting buigbaar in twee dimensies, waar die vaste derde dimensie die lengte van die ketting is.
BO: Aaneengeskakelde ringe.
2) Kettings wat ontwerp is om krag in masjiene oor te dra: hierdie soort het skakels wat gemaak is om by die tande van die masjienratte in te skakel en is slegs buigbaar in een dimensie. Dié kettings staan bekend as rollerkettings. Kettingaandrywing kan in 'n verskeidenheid van masjiene gebruik word, soos in fietse en motorfietse.