Hva er en akse?
En aksel er i utgangspunktet en roterende del av enhver maskin, med et sirkulært tverrsnitt, som brukes til å overføre kraft fra en del til en annen eller fra en kraftgenererende maskin til en kraftabsorberende maskin. For å overføre kraft er den ene enden av akselen koblet til strømkilden og den andre enden koblet til maskinen. Skaft kan være solide eller hule etter ønske, med hule skaft som bidrar til å redusere vekten og gi fordeler.
Generell beskrivelse av aksen
Aksel er et av de svært viktige elementene som brukes i maskiner. De brukes til å støtte roterende deler som trinser og tannhjul. De støttes av lagre plassert i det stive maskinhuset. Tannhjul og trinser plassert på akslingene hjelper til med å overføre bevegelse.
Mange andre roterende elementer er festet på akselen. Akslene utsettes for bøyemomenter og vridninger på grunn av reaksjonskreftene til elementene de støtter og dreiemomentet som genereres av kraftoverføringen.
Skaftet har alltid et sirkulært tverrsnitt og kan være hult eller massivt. Aksler kan klassifiseres som veivaksler, lineære aksler, leddede aksler eller fleksible aksler, men lineære aksler brukes vanligvis til å overføre kraft.
Skaft er vanligvis utformet som bratte sylindriske stenger slik at de har forskjellige diametre i hele lengden, selv om aksler med konstant diameter er enkle å produsere.
Størrelsen på spenningen i en trappetrinn varierer med lengden. Aksler med ensartet diameter er ikke egnet for demontering, montering, vedlikehold, og disse akslene skaper komplikasjoner ved festing av delene som er montert på dem, spesielt lagre.
2
Skaft type
01
giraksel
Disse akslingene er trinnvise aksler som brukes til å overføre kraft mellom en kilde til en annen maskin som absorberer kraften. Montert på den avtrappede delen av et akseltannhjul, nav eller remskive for å overføre bevegelse.
Eksempler: Overliggende sjakter, spoler, motaksler og alle fabrikksjakter.
bilde
02
Mekanisk akse
Disse aksene er plassert inne i enheten og er en integrert del av maskinen.
Eksempel: Veivakselen i en bilmotor er en maskinaksel.
bilde
03
aksel aksel
Disse akslingene støtter roterende elementer, for eksempel hjul, som kan være montert i hus med lagre, men akslene er ikke-roterende elementer. Disse brukes hovedsakelig i kjøretøy.
Eksempel: aksler i biler.
bilde
04
Spindel
Dette er de roterende delene av maskinen som huser verktøyene eller arbeidsområdet. De er korte aksler som brukes i maskiner.
Eksempel: Spindel i dreiebenk.
bilde
3
Skaftmateriale
Vanligvis er bløtt stål materialet som brukes til sjakter. Hvis høy styrke er nødvendig, brukes legert stål som nikkel-krom, nikkel og krom-vanadium stål. De dannes ved varmvalsing og kaldtrekking og sliping. Materialene som vanligvis brukes til konvensjonelle aksler er 50C12, 50C4, 45C8, 40C8 karbonstål.
Materialet som brukes til skaftet skal ha følgende egenskaper:
Materialer skal ha høy styrke;
Materialer bør ha høy slitestyrke;
Materialer bør ha varmebehandlingsegenskaper;
Materialer bør ha gode mekaniske egenskaper;
Materialet må ha lav hakkfølsomhet.
4
Standard størrelse på skaft
Mekanisk akse
Opptil 25 mm i trinn på 0,5 mm.
giraksel
Standard størrelse på skaft - trinnlengde;
25mm til 60mm-5mm trinnlengde;
60 mm til 100 mm-10mm trinnlengde;
110 mm til 140 mm-15mm trinnlengde;
140 mm til 500 mm - 20mm trinn.
Maskinøkser finnes i standardstørrelser opp til 25 mm i trinn på 5 mm. For sjakter er standardlengder 5m, 6m og 7m, men tar vanligvis 1m til 2m.
5
spenning i akselen
Spenningen indusert i skaftet er:
Skjærspenning på grunn av dreiemomentoverføring (moment på grunn av torsjonsbelastning);
Bøyespenninger, som er komprimerende eller strekkfaste, på grunn av krefter som virker på mekaniske elementer som trinser og tannhjul og akselens egenvekt;
Kombinerte spenninger forårsaket av bøye- og torsjonsbelastninger.
Maksimal tillatt skjærspenning for designspenning er:
1. Sjakten er 56000kN/m2, og det er plass til kilespor.
2. Sjakten er 42000kN/m2 uten kilespor.
Maksimal tillatt bøyespenning er:
1. Sjakten er 112000kN/m2, og det er plass til kilespor.
2. Sjakten er 84000kN/m2 uten kilespor.
6
Akselproduksjon
Akselen er produsert ved hjelp av varmvalsing. Styrken på akselen er høyere ved kaldvalsing sammenlignet med varmvalsing, men kaldvalsing gir høye restspenninger som gjør at akselen deformeres under bearbeiding. Smiingsprosessen brukes til å lage sjakter med større diameter.
Etter at rullingen er fullført, behandles enden av akselen, den ene enden av akselen er montert på inspeksjonsmaskinen, og den andre enden av akselen støttes av dreiebenkens tårn. For å fullføre akselen, holdes verktøyet på plass av verktøyholderen, og når strømmen slås på, begynner chucken å rotere akselen.
Klokkeindikatorer brukes til å kontrollere konsentrisiteten til akselen før maskinering og utføre ulike operasjoner som dreiing, vending, rilling og konisk dreiing avhengig av formålet. Høyvolum, CNC og andre applikasjoner er best egnet for endelige maskineringsprosesser. Den kan også maskineres med en CNC-dobbeltende maskin med aksen klemt mellom verktøyrotasjonen og fiksturen.
For å oppnå konsentrisitet og rundhet bør roterende verktøy vende mot hverandre på senterlinjene. Drivaksler og motorer produseres ofte ved hjelp av denne prosessen.
7
Akseldrift
Vi vet at akselen brukes til kraftoverføring, så formelen som brukes til å beregne kraftoverføring er: P=2πnT/60. Blant dem er P den overførte effekten (W); n er omdreiningene per minutt (rpm); T er dreiemomentet i N·m.
Hastighet på akser for ulike bruksområder:
1. Maskiner: 100~200;
2. Trebearbeidingsmaskineri: 250~700;
3. Tekstilindustri: 300~800;
4. Verksted for lette maskiner: 150~300;
5. Hjelpeaksel: 200~600.
8
Skaftdesign
Sjakter kan designes gjennom to forskjellige prosesser basert på ulike belastningshensyn:
1. Styrkebasert akseldesign Drivaksler er vanligvis utsatt for bøyemomenter, dreiemomenter, aksiale trekk og kombinasjoner av disse. Vanligvis belastes lagrene med en kombinasjon av torsjons- og bøyespenninger.
Lagerstrekkspenning:
Strekkspenning=P/A
Blant dem er A=(π/4)xD2, D diameteren på skaftet i mm.
Lager bøyemoment:
Bøyespenning=(MbxY)/I
Blant dem, Mb=bøyemoment; Y=D/2, hvor D er diameteren; I=treghetsmoment=(πxD4)/64
Lager dreiemoment:
Torsjonsspenning=MtxR/J
Blant dem, Mt=vridende øyeblikk; R=D/2, hvor D er diameteren; J=polart treghetsmoment=(πxD4)/32
2. Skaftdesign basert på stivhet
En drivaksel sies å være stiv på grunnlag av torsjonsstivhet dersom akselen ikke vrir seg for mye.
{Mt/J}={(Gxθ)/L}
Blant dem, Mt=dreiemoment mm i N; J=polart treghetsmoment=(πxD4)/32; D=diameter på skaftet (mm); θ=torsjonsvinkel; G=stivhetsmodul N/mm2.
9
Fordeler og ulemper med aksler
Fordeler med aksel
Det er mindre sannsynlig at de setter seg fast;
De krever mindre vedlikehold enn kjedesystemer;
De har høy vridningsstyrke;
De har høye polare treghetsmomentverdier;
De er veldig sterke og vil neppe mislykkes;
Den indre formen til hule aksler er hule, så de krever mindre materiale;
For samme momentoverføringsverdi er en hul aksel lettere enn en solid aksel;
De har en veldig høy rotasjonsradius.
Aksel Ulemper
De har strømtap på grunn av løs kobling;
De vibrerer mens de roterer;
De produserer en konstant støy;
Høyere produksjons- og vedlikeholdskostnader;
Vanskelig å produsere;
Å endre hastigheten på en akse er ikke lett;
Lang nedetid på grunn av mekaniske problemer;
Oljedråper på overliggende sjakter;
Bruk av elastomere koblinger (som bladfjærkoblinger) kan resultere i hastighetstap mellom akslingene;
Hvis en aksel svikter, vil det ta mye tid å reparere.
