Akselitovat mekaanisten järjestelmien kriittisiä komponentteja, jotka toimivat selkärankana, joka tukee kaikkia voimansiirtoelementtejä siirtäen samalla vääntömomenttia ja laakereiden taivutusmomentteja. Kuilun suunnittelussa ei tule keskittyä pelkästään sen yksittäisiin ominaisuuksiin, vaan myös sen integrointiin akselijärjestelmän kokonaisrakenteeseen. Liikkeen ja voimansiirron aikana koetun kuormituksen tyypistä riippuen akselit voidaan luokitella karoihin, käyttöakseleihin ja pyöriviin akseleihin. Ne voidaan myös luokitella akselin muodon perusteella suoriin akseleihin, epäkeskisiin akseleihin, kampiakseleihin ja taipuisiin akseleihin.
Karat
1. Kiinteä kara
Tämäntyyppinen kara kestää vain taivutusmomentteja pysyessään paikallaan. Sen yksinkertainen rakenne ja hyvä jäykkyys tekevät siitä ihanteellisen sovelluksiin, kuten polkupyörän akseleihin.
2. Pyörivä kara
Toisin kuin kiinteät karat, pyörivät karat kantavat myös taivutusmomentteja liikkeessä. Niitä löytyy yleisesti junan pyörien akseleista.
Vetoakseli
Vetoakselit on suunniteltu siirtämään vääntömomenttia ja ne ovat tyypillisesti pidempiä suurten pyörimisnopeuksien vuoksi. Keskipakoisvoimien aiheuttaman voimakkaan tärinän estämiseksi vetoakselin massa jakautuu tasaisesti sen kehälle. Nykyaikaisissa vetoakseleissa käytetään usein onttoja rakenteita, jotka tarjoavat suuremmat kriittiset nopeudet kuin kiinteät akselit, mikä tekee niistä turvallisempia ja materiaalitehokkaampia. Esimerkiksi autojen vetoakselit valmistetaan yleensä tasapaksuista teräslevyistä, kun taas raskaissa ajoneuvoissa käytetään usein saumattomia teräsputkia.
Pyörivä akseli
Pyörivät akselit ovat ainutlaatuisia, koska ne kestävät sekä taivutus- että vääntömomentteja, mikä tekee niistä yhden mekaanisten laitteiden yleisimmistä komponenteista.
Suora akseli
Suorilla akseleilla on lineaarinen akseli, ja ne voidaan luokitella optisiin ja porrastettuihin akseleihin. Suorat hatut ovat tyypillisesti likaisia, mutta ne voidaan suunnitella ontoksi painon vähentämiseksi säilyttäen samalla jäykkyyden ja vääntövakauden.
1.Optinen akseli
Yksinkertaisen muotoisia ja helppoja valmistaa näitä akseleita käytetään ensisijaisesti voimansiirrossa.
2. Porrastettu akseli
Akselia, jolla on porrastettu pituussuuntainen poikkileikkaus, kutsutaan porrastetuksi akseliksi. Tämä rakenne helpottaa komponenttien asennusta ja sijoittamista, mikä johtaa tehokkaampaan kuorman jakautumiseen. Vaikka sen muoto muistuttaa tasaisen lujuuden omaavaa palkkia, siinä on useita jännityksen keskittymispisteitä. Näiden ominaisuuksien ansiosta porrastettuja akseleita käytetään laajasti erilaisissa voimansiirtosovelluksissa.
3. Nokka-akseli
Nokka-akseli on kriittinen komponentti mäntämoottoreissa. Nelitahtimoottoreissa nokka-akseli toimii tyypillisesti puolella kampiakselin nopeudella, mutta silti se säilyttää suuren pyörimisnopeuden ja sen on kestettävä merkittävä vääntömomentti. Tämän seurauksena nokka-akselin suunnittelu asettaa tiukat vaatimukset sen lujuudelle ja tukikyvylle.
Nokka-akselit on yleensä valmistettu erikoisvaluraudasta, vaikka jotkut niistä on valmistettu taotuista materiaaleista kestävyyden parantamiseksi. Nokka-akselin suunnittelulla on tärkeä rooli moottorin yleisessä arkkitehtuurissa.
4. Kiila-akseli
Spline-akselit on nimetty niiden erottuvan ulkonäön vuoksi, ja niiden pinnassa on pitkittäinen kiilaura. Nämä kiilaurat mahdollistavat pyörivien komponenttien, jotka on asennettu akseliin, ylläpitämään synkronoitua pyörimistä. Tämän pyörimiskyvyn lisäksi kiila-akselit mahdollistavat myös aksiaalisen liikkeen, ja joissakin malleissa on luotettavia lukitusmekanismeja jarru- ja ohjausjärjestelmiin.
Toinen muunnelma on teleskooppivarsi, joka koostuu sisä- ja ulkoputkista. Ulkoputkessa on sisäiset hampaat, kun taas sisäputkessa on ulkoiset hampaat, jolloin ne sopivat saumattomasti yhteen. Tämä rakenne ei ainoastaan välitä pyörimisvääntömomenttia, vaan tarjoaa myös mahdollisuuden pidentää ja supistua pituudeltaan, mikä tekee siitä ihanteellisen käytettäväksi vaihteiston vaihteistomekanismeissa.
5. Vaihteen akseli
Kun etäisyys hammaspyörän dedendum-ympyrästä kiilauran pohjaan on minimaalinen, hammaspyörä ja akseli integroidaan yhdeksi yksiköksi, jota kutsutaan hammaspyörän akseliksi. Tämä mekaaninen komponentti tukee pyöriviä osia ja toimii yhdessä niiden kanssa välittäen liikettä, vääntömomenttia tai taivutusmomentteja.
6.Madon akseli
Kierukka-akseli on tyypillisesti rakennettu yhdeksi yksiköksi, joka yhdistää sekä madon että akselin.
7. Ontto akseli
Ontto keskiöllä suunniteltu akseli tunnetaan ontoksi akseliksi. Vääntömomenttia siirrettäessä onton akselin ulkokerros kokee suurimman leikkausjännityksen, mikä mahdollistaa materiaalien tehokkaamman käytön. Olosuhteissa, joissa onttojen ja umpinaisten akselien taivutusmomentti on sama, ontot akselit vähentävät painoa merkittävästi suorituskyvystä tinkimättä.
Kampiakseli
Kampiakseli on kriittinen komponentti moottorissa, tyypillisesti valmistettu hiilirakenneteräksestä tai pallografiittivaluraudasta. Siinä on kaksi avainosaa: päätappi ja kiertokangen tappi. Päätappi on asennettu moottorilohkoon, kun taas kiertokangen tappi liitetään kiertokangen isoon päähän. Kiinnitystangon pieni pää on liitetty sylinterissä olevaan mäntään muodostaen klassisen kampi-liukumekanismin.
Eksentrinen akseli
Epäkeskoakseli määritellään akseliksi, jonka akseli ei ole linjassa sen keskustan kanssa. Toisin kuin tavalliset akselit, jotka ensisijaisesti helpottavat komponenttien pyörimistä, epäkeskoakselit pystyvät välittämään sekä pyörimisnopeutta että kierrosta. Akselien välisen keskietäisyyden säätämiseen käytetään yleisesti epäkeskisiä akseleita tasomaisissa nivelmekanismeissa, kuten kiilahihnakäyttöjärjestelmissä.
Joustava akseli
Taipuisat akselit on ensisijaisesti suunniteltu siirtämään vääntömomenttia ja liikettä. Vääntöjäykkyyteen verrattuna huomattavasti alhaisemman taivutusjäykkyyden ansiosta joustavat akselit voivat helposti liikkua erilaisten esteiden ympäri, mikä mahdollistaa pitkän matkan voimansiirron päävoiman ja työkoneen välillä.
Nämä akselit helpottavat liikkeen siirtoa kahden akselin välillä, joilla on suhteellinen liike ilman ylimääräisiä välisiirtolaitteita, mikä tekee niistä ihanteellisia pitkän matkan sovelluksiin. Niiden yksinkertainen rakenne ja alhaiset kustannukset lisäävät niiden suosiota erilaisissa mekaanisissa järjestelmissä. Lisäksi joustavat akselit auttavat vaimentamaan iskuja ja tärinää, mikä parantaa yleistä suorituskykyä.
Yleisiä sovelluksia ovat käsikäyttöiset sähkötyökalut, tietyt työstökoneiden voimansiirtojärjestelmät, matkamittarit ja kauko-ohjainlaitteet.
1.Power-tyyppinen joustava akseli
Power-tyyppisissä taipuisissa akseleissa on kiinteä liitäntä pehmeän akseliliitoksen päässä, joka on varustettu liukuholkilla letkun liitoksen sisällä. Nämä akselit on suunniteltu ensisijaisesti vääntömomentin siirtoon. Perusvaatimuksena power-tyyppisille taipuisille akseleille on riittävä vääntöjäykkyys. Tyypillisesti näissä akseleissa on peruutuksen estomekanismit yksisuuntaisen voimansiirron varmistamiseksi. Ulkokerros on valmistettu halkaisijaltaan suuremmasta teräslangasta, ja joissakin malleissa ei ole ydintankoa, mikä parantaa sekä kulutuskestävyyttä että joustavuutta.
2. Ohjaustyyppinen joustava akseli
Ohjaustyyppiset joustavat akselit on suunniteltu ensisijaisesti liikkeen siirtoon. Niiden välittämää vääntömomenttia käytetään pääasiassa voittamaan vaijerin joustavan akselin ja letkun välillä muodostuva kitkamomentti. Alhaisen taivutusjäykkyyden lisäksi näillä akseleilla on oltava myös riittävä vääntöjäykkyys. Power-tyyppisiin taipuisiin akseleihin verrattuna ohjaustyyppisille joustaville akseleille on tunnusomaista niiden rakenteelliset ominaisuudet, joita ovat hylsytangon läsnäolo, suurempi määrä käämityskerroksia ja pienempi lankahalkaisija.
Joustavan akselin rakenne
Taipuisat akselit koostuvat tyypillisesti useista komponenteista: lanka joustava akseli, joustava akselinivel, letku ja letkuliitos.
1. Joustava akseli
Langallinen joustava akseli, joka tunnetaan myös joustavana akselina, on valmistettu useista kerroksista teräslankaa, jotka on kierretty yhteen, muodostaen pyöreän poikkileikkauksen. Jokainen kerros koostuu useista lankasäikeistä, jotka on kierretty samanaikaisesti, mikä antaa sille samanlaisen rakenteen kuin monisäikeinen jousi. Sisempi lankakerros on kierretty ydintangon ympärille, ja vierekkäiset kerrokset on kierretty vastakkaisiin suuntiin. Tätä mallia käytetään yleisesti maatalouskoneissa.
2. Joustava akselinivel
Joustava akselinivel on suunniteltu yhdistämään tehon ulostuloakseli työkomponentteihin. Liitäntöjä on kahta tyyppiä: kiinteä ja liukuva. Kiinteää tyyppiä käytetään tyypillisesti lyhyemmissä taipuisissa akseleissa tai sovelluksissa, joissa taivutussäde pysyy suhteellisen vakiona. Sitä vastoin liukuvaa tyyppiä käytetään, kun taivutussäde vaihtelee merkittävästi käytön aikana, mikä mahdollistaa suuremman liikkeen letkun sisällä pituusmuutoksien mukauttamiseksi letkun taipuessa.
3. Letku ja letkuliitos
Letku, jota kutsutaan myös suojavaippaksi, suojaa vaijerin joustavaa akselia kosketukselta ulkoisten komponenttien kanssa, mikä varmistaa käyttäjän turvallisuuden. Lisäksi se voi varastoida voiteluaineita ja estää lian pääsyn sisään. Käytön aikana letku tukee, mikä helpottaa joustavan akselin käsittelyä. On huomattava, että letku ei pyöri joustavan akselin kanssa voimansiirron aikana, mikä mahdollistaa sujuvan ja tehokkaan toiminnan.
Akseleiden eri tyyppien ja toimintojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää insinööreille ja suunnittelijoille mekaanisten järjestelmien optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden varmistamiseksi. Valitsemalla sopiva akselityyppi tiettyihin sovelluksiin, voidaan parantaa koneiden tehokkuutta ja pitkäikäisyyttä. Saat lisätietoja mekaanisista komponenteista ja niiden sovelluksista seuraamalla uusimpia päivityksiämme!
Postitusaika: 15.10.2024
