Skafter kritiske komponenter i mekaniske systemer, og fungerer som ryggraden som støtter alle transmisjonselementer mens de overfører dreiemoment og lagerbøyemomenter. Utformingen av en aksel må ikke bare fokusere på dens individuelle egenskaper, men også vurdere dens integrasjon med den generelle strukturen til akselsystemet. Avhengig av typen belastning som oppleves under bevegelse og kraftoverføring, kan aksler kategoriseres i spindler, drivaksler og roterende aksler. De kan også klassifiseres basert på deres akseform i rette aksler, eksentriske aksler, veivaksler og fleksible aksler.
Spindler
1. Fast spindel
Denne typen spindel tåler bare bøyemomenter mens den forblir stasjonær. Dens enkle struktur og gode stivhet gjør den ideell for bruksområder som sykkelaksler.
2. Roterende spindel
I motsetning til faste spindler, har roterende spindler også bøyemomenter mens de er i bevegelse. De er ofte funnet i toghjulaksler.
Drivaksel
Drivaksler er designet for å overføre dreiemoment og er vanligvis lengre på grunn av høye rotasjonshastigheter. For å forhindre alvorlige vibrasjoner forårsaket av sentrifugalkrefter, er massen av drivakselen jevnt fordelt langs omkretsen. Moderne drivaksler bruker ofte hule design, som gir høyere kritiske hastigheter sammenlignet med solide aksler, noe som gjør dem sikrere og mer materialeffektive. For eksempel er drivaksler for biler vanligvis laget av jevnt tykke stålplater, mens tunge kjøretøyer ofte bruker sømløse stålrør.
Roterende aksel
Roterende aksler er unike ved at de tåler både bøye- og torsjonsmomenter, noe som gjør dem til en av de vanligste komponentene i mekanisk utstyr.
Rett skaft
Rette aksler har en lineær akse og kan kategoriseres i optiske og trinnvise aksler. Staight shats er vanligvis skitne, men kan utformes for å hule for å redusere vekten samtidig som de opprettholder stivhet og torsjonsstabilitet.
1.Optisk aksel
Disse akslingene er enkle i form og enkle å produsere, og brukes primært til overføring.
2.Trinnet skaft
En aksel med avtrappet langsgående tverrsnitt omtales som en avtrappet aksel. Denne designen letter installasjon og plassering av komponenter, noe som fører til mer effektiv lastfordeling. Mens formen ligner på en bjelke med jevn styrke, har den flere punkter med spenningskonsentrasjon. På grunn av disse egenskapene er trinnvise aksler mye brukt i forskjellige transmisjonsapplikasjoner.
3. Kamaksel
Kamakselen er en kritisk komponent i stempelmotorer. I firetaktsmotorer opererer kamakselen vanligvis med halvparten av veivakselens hastighet, men den opprettholder fortsatt høy rotasjonshastighet og må tåle betydelig dreiemoment. Som et resultat stiller utformingen av kamakselen strenge krav til dens styrke og støtteegenskaper.
Kamaksler er vanligvis laget av spesialisert støpejern, selv om noen er laget av smidde materialer for økt holdbarhet. Utformingen av kamakselen spiller en viktig rolle i den generelle motorarkitekturen.
4.Spline aksel
Spline-aksler er oppkalt etter deres karakteristiske utseende, med langsgående kilespor på overflaten. Disse kilesporene tillater roterende komponenter montert på akselen for å opprettholde synkronisert rotasjon. I tillegg til denne rotasjonsevnen, muliggjør splineaksler også aksial bevegelse, med noen design som inkluderer pålitelige låsemekanismer for bruk i bremse- og styresystemer.
En annen variant er teleskopskaftet, som består av indre og ytre rør. Det ytre røret har innvendige tenner, mens det indre røret har ytre tenner, slik at de passer sømløst sammen. Denne designen overfører ikke bare rotasjonsmoment, men gir også muligheten til å forlenge og trekke seg sammen i lengden, noe som gjør den ideell for bruk i girskiftemekanismer.
5.Garaksel
Når avstanden fra dedendum-sirkelen til et tannhjul til bunnen av kilesporet er minimal, er giret og akselen integrert i en enkelt enhet, kjent som en giraksel. Denne mekaniske komponenten støtter roterende deler og fungerer sammen med dem for å overføre bevegelse, dreiemoment eller bøyemomenter.
6. Ormeskaft
En ormeaksel er vanligvis konstruert som en enkelt enhet som integrerer både ormen og skaftet.
7. Hulaksel
En aksel designet med et hult senter er kjent som en hul aksel. Ved overføring av dreiemoment opplever det ytre laget av en hul aksel den høyeste skjærspenningen, noe som muliggjør mer effektiv bruk av materialer. Under forhold der bøyemomentet til hule og solide aksler er likt, reduserer hule aksler vekten betydelig uten at det går på bekostning av ytelsen.
Veivaksel
En veivaksel er en kritisk komponent i en motor, vanligvis laget av karbonkonstruksjonsstål eller duktilt jern. Den har to nøkkelseksjoner: hovedtappen og vevstangstappen. Hovedtappen er montert på motorblokken, mens vevstangstappen kobles til den store enden av vevstangen. Den lille enden av koblingsstangen er koblet til stempelet i sylinderen, og danner en klassisk sveiv-glidemekanisme.
Eksentrisk skaft
En eksentrisk aksel er definert som en aksel med en akse som ikke er på linje med midten. I motsetning til vanlige aksler, som først og fremst letter rotasjonen av komponenter, er eksentriske aksler i stand til å overføre både hastighet og omdreining. For å justere senteravstanden mellom aksler, brukes eksentriske aksler vanligvis i de plane koblingsmekanismene, slik som kilerems drivsystemer.
Fleksibelt skaft
Fleksible aksler er først og fremst designet for å overføre dreiemoment og bevegelse. På grunn av deres betydelig lavere bøyestivhet sammenlignet med torsjonsstivheten, kan fleksible aksler enkelt navigere rundt ulike hindringer, noe som muliggjør langdistanseoverføring mellom hovedkraften og arbeidsmaskinen.
Disse akslingene letter bevegelsesoverføring mellom to akser som har relativ bevegelse uten behov for ekstra mellomliggende overføringsenheter, noe som gjør dem ideelle for langdistanseapplikasjoner. Deres enkle design og lave kostnader bidrar til deres popularitet i ulike mekaniske systemer. I tillegg hjelper fleksible skafter til å absorbere støt og vibrasjoner, og forbedrer den generelle ytelsen.
Vanlige bruksområder inkluderer håndholdte elektroverktøy, visse overføringssystemer i maskinverktøy, kilometertellere og fjernkontrollenheter.
1. Power-Type fleksibel aksel
Fleksible aksler av krafttype har en fast kobling ved den myke akselleddet, utstyrt med en glidehylse inne i slangeskjøten. Disse akslingene er primært designet for dreiemomentoverføring. Et grunnleggende krav for fleksible aksler av krafttype er tilstrekkelig torsjonsstivhet. Vanligvis inkluderer disse akslingene anti-reverseringsmekanismer for å sikre ensrettet overføring. Det ytre laget er konstruert med en ståltråd med større diameter, og noen design inkluderer ikke en kjernestang, noe som øker både slitestyrke og fleksibilitet.
2. Fleksibel aksel av kontrolltype
Fleksible aksler av kontrolltype er først og fremst designet for bevegelsesoverføring. Dreiemomentet de overfører brukes hovedsakelig til å overvinne friksjonsmomentet som genereres mellom den fleksible trådakselen og slangen. I tillegg til å ha lav bøyestivhet, må disse akslene også ha tilstrekkelig torsjonsstivhet. Sammenlignet med fleksible aksler av krafttype, er fleksible aksler av kontrolltype preget av deres strukturelle egenskaper, som inkluderer tilstedeværelsen av en kjernestang, et høyere antall viklingslag og mindre tråddiametre.
Struktur av fleksibelt skaft
Fleksible aksler består typisk av flere komponenter: wire fleksibel aksel, fleksibel aksel skjøt, slange og slange skjøt.
1. Wire fleksibelt skaft
En fleksibel ledningsaksel, også kjent som en fleksibel aksel, er konstruert av flere lag med ståltråd viklet sammen, og danner et sirkulært tverrsnitt. Hvert lag består av flere tråder viklet samtidig, noe som gir den en struktur som ligner på en flertrådsfjær. Det innerste laget av tråd er viklet rundt en kjernestang, med tilstøtende lag viklet i motsatte retninger. Denne designen brukes ofte i landbruksmaskiner.
2.Fleksibelt akselledd
Det fleksible akselleddet er designet for å koble kraftutgangsakselen til arbeidskomponentene. Det er to tilkoblingstyper: fast og glidende. Den faste typen brukes vanligvis for kortere fleksible aksler eller i applikasjoner der bøyeradiusen forblir relativt konstant. I motsetning til dette brukes glidetypen når bøyeradiusen varierer betydelig under drift, noe som gir større bevegelse i slangen for å imøtekomme lengdeendringer når slangen bøyer seg.
3.Slange og slangeskjøt
Slangen, også referert til som en beskyttende kappe, tjener til å beskytte ledningens fleksible aksel fra kontakt med eksterne komponenter, og sikrer operatørens sikkerhet. I tillegg kan den lagre smøremidler og forhindre at smuss kommer inn. Under drift gir slangen støtte, noe som gjør det fleksible skaftet lettere å håndtere. Spesielt roterer ikke slangen med den fleksible akselen under overføring, noe som gir jevn og effektiv drift.
Å forstå de ulike typene og funksjonene til aksler er avgjørende for ingeniører og designere for å sikre optimal ytelse og pålitelighet i mekaniske systemer. Ved å velge riktig akseltype for spesifikke bruksområder, kan man øke effektiviteten og levetiden til maskineri. For mer innsikt i mekaniske komponenter og deres applikasjoner, følg med for de siste oppdateringene våre!
Innleggstid: 15. oktober 2024
