Άξονεςείναι κρίσιμα εξαρτήματα σε μηχανικά συστήματα, που χρησιμεύουν ως η ραχοκοκαλιά που υποστηρίζει όλα τα στοιχεία μετάδοσης ενώ μεταδίδει τη ροπή και φέρει τις ροπές κάμψης. Ο σχεδιασμός ενός άξονα δεν πρέπει να επικεντρώνεται μόνο στα επιμέρους χαρακτηριστικά του αλλά και να εξετάζει την ενσωμάτωσή του με τη συνολική δομή του συστήματος του άξονα. Ανάλογα με τον τύπο του φορτίου που παρουσιάζεται κατά την κίνηση και τη μετάδοση ισχύος, οι άξονες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε άξονες, κινητήριους άξονες και περιστρεφόμενους άξονες. Μπορούν επίσης να ταξινομηθούν με βάση το σχήμα του άξονά τους σε ευθύγραμμους άξονες, έκκεντρους άξονες, στροφαλοφόρους άξονες και εύκαμπτους άξονες.
Άτρακτοι
1.Σταθερός άξονας
Αυτός ο τύπος ατράκτου αντέχει μόνο ροπές κάμψης ενώ παραμένει ακίνητος. Η απλή δομή και η καλή ακαμψία του το καθιστούν ιδανικό για εφαρμογές όπως άξονες ποδηλάτων.
2.Περιστρεφόμενος άξονας
Σε αντίθεση με τους σταθερούς άξονες, οι περιστρεφόμενοι άξονες φέρουν επίσης ροπές κάμψης ενώ βρίσκονται σε κίνηση. Βρίσκονται συνήθως σε άξονες τροχών αμαξοστοιχίας.
Άξονας μετάδοσης κίνησης
Οι άξονες μετάδοσης κίνησης έχουν σχεδιαστεί για να μεταδίδουν ροπή και είναι συνήθως μεγαλύτεροι λόγω των υψηλών στροφών περιστροφής. Για την αποφυγή έντονων κραδασμών που προκαλούνται από φυγόκεντρες δυνάμεις, η μάζα του κινητήριου άξονα κατανέμεται ομοιόμορφα κατά μήκος της περιφέρειάς του. Οι σύγχρονοι κινητήριοι άξονες χρησιμοποιούν συχνά κοίλα σχέδια, τα οποία παρέχουν υψηλότερες κρίσιμες ταχύτητες σε σύγκριση με συμπαγείς άξονες, καθιστώντας τους ασφαλέστερους και αποδοτικότερους ως προς το υλικό. Για παράδειγμα, οι κινητήριοι άξονες αυτοκινήτων συνήθως κατασκευάζονται από ομοιόμορφα παχιά χαλύβδινα ελάσματα, ενώ τα βαρέα οχήματα χρησιμοποιούν συχνά χαλύβδινους σωλήνες χωρίς ραφή.
Περιστρεφόμενος άξονας
Οι περιστρεφόμενοι άξονες είναι μοναδικοί στο ότι αντέχουν τόσο σε κάμψη όσο και σε ροπές στρέψης, καθιστώντας τους ένα από τα πιο κοινά εξαρτήματα στον μηχανολογικό εξοπλισμό.
Ευθύς άξονας
Οι ευθύγραμμοι άξονες έχουν γραμμικό άξονα και μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε οπτικούς και βαθμιδωτούς άξονες. Οι σταθερές ράβδοι είναι συνήθως λερωμένες, αλλά μπορούν να σχεδιαστούν έτσι ώστε να είναι κοίλες για μείωση του βάρους, διατηρώντας παράλληλα την ακαμψία και τη στρεπτική σταθερότητα.
1.Οπτικός άξονας
Απλοί σε σχήμα και εύκολοι στην κατασκευή, αυτοί οι άξονες χρησιμοποιούνται κυρίως για μετάδοση.
2.Βηματικός άξονας
Ένας άξονας με βαθμιδωτή διαμήκη διατομή αναφέρεται ως βαθμιδωτός άξονας. Αυτός ο σχεδιασμός διευκολύνει την εγκατάσταση και την τοποθέτηση των εξαρτημάτων, οδηγώντας σε πιο αποτελεσματική κατανομή φορτίου. Ενώ το σχήμα του μοιάζει με αυτό μιας δοκού με ομοιόμορφη αντοχή, έχει πολλά σημεία συγκέντρωσης τάσεων. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, οι βαθμιδωτοί άξονες χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες εφαρμογές μετάδοσης.
3.Εκκεντροφόρος
Ο εκκεντροφόρος άξονας είναι ένα κρίσιμο εξάρτημα στους κινητήρες με έμβολο. Στους τετράχρονους κινητήρες, ο εκκεντροφόρος λειτουργεί συνήθως με τη μισή ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα, ωστόσο εξακολουθεί να διατηρεί υψηλή ταχύτητα περιστροφής και πρέπει να αντέχει σημαντική ροπή. Ως αποτέλεσμα, η σχεδίαση του εκκεντροφόρου θέτει αυστηρές απαιτήσεις ως προς τις δυνατότητες αντοχής και υποστήριξης του.
Οι εκκεντροφόροι είναι συνήθως κατασκευασμένοι από εξειδικευμένο χυτοσίδηρο, αν και μερικοί είναι κατασκευασμένοι από σφυρήλατα υλικά για βελτιωμένη αντοχή. Ο σχεδιασμός του εκκεντροφόρου διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη συνολική αρχιτεκτονική του κινητήρα.
4.Άξονας Spline
Οι άξονες Spline ονομάζονται για τη χαρακτηριστική εμφάνισή τους, που διαθέτουν διαμήκη κλειδί στην επιφάνειά τους. Αυτά τα κλειδιά επιτρέπουν τα περιστρεφόμενα εξαρτήματα που τοποθετούνται στον άξονα για να διατηρούν συγχρονισμένη περιστροφή. Εκτός από αυτήν την περιστροφική ικανότητα, οι άξονες σχισμής επιτρέπουν επίσης αξονική κίνηση, με ορισμένα σχέδια να ενσωματώνουν αξιόπιστους μηχανισμούς ασφάλισης για εφαρμογές σε συστήματα πέδησης και διεύθυνσης.
Μια άλλη παραλλαγή είναι ο τηλεσκοπικός άξονας, ο οποίος αποτελείται από εσωτερικούς και εξωτερικούς σωλήνες. Ο εξωτερικός σωλήνας έχει εσωτερικά δόντια, ενώ ο εσωτερικός σωλήνας έχει εξωτερικά δόντια, επιτρέποντάς τους να εφαρμόζουν άψογα μεταξύ τους. Αυτός ο σχεδιασμός όχι μόνο μεταδίδει περιστροφική ροπή αλλά παρέχει επίσης τη δυνατότητα επέκτασης και συστολής σε μήκος, καθιστώντας το ιδανικό για χρήση σε μηχανισμούς αλλαγής ταχυτήτων μετάδοσης.
5. Άξονας γραναζιών
Όταν η απόσταση από τον οδοντικό κύκλο ενός γραναζιού μέχρι το κάτω μέρος της κλειδαριάς είναι ελάχιστη, το γρανάζι και ο άξονας ενσωματώνονται σε μια ενιαία μονάδα, γνωστή ως άξονας μετάδοσης. Αυτό το μηχανικό εξάρτημα υποστηρίζει περιστρεφόμενα μέρη και λειτουργεί σε συνδυασμό με αυτά για να μεταδίδει κίνηση, ροπή ή ροπές κάμψης.
6.Σκουλήκι Άξονας
Ένας άξονας σκουληκιού συνήθως κατασκευάζεται ως μια ενιαία μονάδα που ενσωματώνει και τον ατέρμονα και τον άξονα.
7.Κοίλος άξονας
Ένας άξονας που έχει σχεδιαστεί με ένα κοίλο κέντρο είναι γνωστός ως κοίλος άξονας. Κατά τη μετάδοση της ροπής, το εξωτερικό στρώμα ενός κοίλου άξονα υφίσταται την υψηλότερη διατμητική τάση, επιτρέποντας την αποτελεσματικότερη χρήση των υλικών. Σε συνθήκες όπου η ροπή κάμψης των κοίλων και των συμπαγών αξόνων είναι ίση, οι κοίλοι άξονες μειώνουν σημαντικά το βάρος χωρίς συμβιβασμούς στην απόδοση.
Στροφαλοφόρος άξων
Ο στροφαλοφόρος άξονας είναι ένα κρίσιμο εξάρτημα σε έναν κινητήρα, συνήθως κατασκευασμένο από ανθρακούχο δομικό χάλυβα ή όλκιμο σίδηρο. Διαθέτει δύο βασικά τμήματα: το κύριο ημερολόγιο και το ημερολόγιο της μπιέλας. Ο κύριος στροφέας είναι τοποθετημένος στο μπλοκ κινητήρα, ενώ το κομβίο της μπιέλας συνδέεται στο μεγάλο άκρο της μπιέλας. Το μικρό άκρο της μπιέλας συνδέεται με το έμβολο στον κύλινδρο, σχηματίζοντας έναν κλασικό μηχανισμό στροφάλου-ολισθητήρα.
Εκκεντρικός άξονας
Ένας έκκεντρος άξονας ορίζεται ως ένας άξονας με άξονα που δεν είναι ευθυγραμμισμένος με το κέντρο του. Σε αντίθεση με τους συνηθισμένους άξονες, οι οποίοι κυρίως διευκολύνουν την περιστροφή των εξαρτημάτων, οι έκκεντροι άξονες είναι ικανοί να μεταδίδουν τόσο τον ρυθμό όσο και την περιστροφή. Για τη ρύθμιση της κεντρικής απόστασης μεταξύ των αξόνων, οι έκκεντροι άξονες χρησιμοποιούνται συνήθως στους επίπεδους μηχανισμούς σύνδεσης, όπως τα συστήματα κίνησης με ιμάντα V.
Εύκαμπτος άξονας
Οι εύκαμπτοι άξονες έχουν σχεδιαστεί κυρίως για να μεταδίδουν ροπή και κίνηση. Λόγω της σημαντικά χαμηλότερης ακαμψίας τους σε σχέση με τη στρεπτική ακαμψία τους, οι εύκαμπτοι άξονες μπορούν εύκολα να περιηγηθούν γύρω από διάφορα εμπόδια, επιτρέποντας τη μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ της κύριας ισχύος και της μηχανής εργασίας.
Αυτοί οι άξονες διευκολύνουν τη μεταφορά κίνησης μεταξύ δύο αξόνων που έχουν σχετική κίνηση χωρίς την ανάγκη πρόσθετων ενδιάμεσων συσκευών μετάδοσης, καθιστώντας τους ιδανικούς για εφαρμογές σε μεγάλες αποστάσεις. Ο απλός σχεδιασμός και το χαμηλό κόστος τους συμβάλλουν στη δημοτικότητά τους σε διάφορα μηχανικά συστήματα. Επιπλέον, οι εύκαμπτοι άξονες βοηθούν στην απορρόφηση κραδασμών και κραδασμών, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση.
Οι κοινές εφαρμογές περιλαμβάνουν φορητά ηλεκτρικά εργαλεία, ορισμένα συστήματα μετάδοσης σε εργαλειομηχανές, χιλιομετρητές και συσκευές τηλεχειρισμού.
1.Εύκαμπτος άξονας Power-Type
Οι εύκαμπτοι άξονες τύπου Power διαθέτουν μια σταθερή σύνδεση στο άκρο της άρθρωσης του μαλακού άξονα, εξοπλισμένο με ένα συρόμενο χιτώνιο μέσα στην άρθρωση του σωλήνα. Αυτοί οι άξονες έχουν σχεδιαστεί κυρίως για μετάδοση ροπής. Μια θεμελιώδης απαίτηση για εύκαμπτους άξονες τύπου ισχύος είναι η επαρκής στρεπτική ακαμψία. Συνήθως, αυτοί οι άξονες περιλαμβάνουν μηχανισμούς αντιστροφής για την εξασφάλιση μονοκατευθυντικής μετάδοσης. Το εξωτερικό στρώμα είναι κατασκευασμένο με χαλύβδινο σύρμα μεγαλύτερης διαμέτρου και ορισμένα σχέδια δεν περιλαμβάνουν ράβδο πυρήνα, ενισχύοντας τόσο την αντοχή στη φθορά όσο και την ευελιξία.
2.Control-Type Flexible Shaft
Οι εύκαμπτοι άξονες τύπου ελέγχου έχουν σχεδιαστεί κυρίως για μετάδοση κίνησης. Η ροπή που μεταδίδουν χρησιμοποιείται κυρίως για να ξεπεραστεί η ροπή τριβής που δημιουργείται μεταξύ του εύκαμπτου άξονα με σύρμα και του εύκαμπτου σωλήνα. Εκτός από τη χαμηλή ακαμψία κάμψης, αυτοί οι άξονες πρέπει επίσης να διαθέτουν επαρκή στρεπτική ακαμψία. Σε σύγκριση με τους εύκαμπτους άξονες τύπου ισχύος, οι εύκαμπτοι άξονες τύπου ελέγχου χαρακτηρίζονται από τα δομικά τους χαρακτηριστικά, τα οποία περιλαμβάνουν την παρουσία ράβδου πυρήνα, μεγαλύτερο αριθμό στρωμάτων περιέλιξης και μικρότερες διαμέτρους σύρματος.
Δομή εύκαμπτου άξονα
Οι εύκαμπτοι άξονες αποτελούνται συνήθως από διάφορα εξαρτήματα: εύκαμπτος άξονας με σύρμα, σύνδεσμος εύκαμπτου άξονα, εύκαμπτος σωλήνας και σύνδεσμος εύκαμπτου σωλήνα.
1.Σύρμα εύκαμπτος άξονας
Ένας εύκαμπτος άξονας από σύρμα, γνωστός και ως εύκαμπτος άξονας, κατασκευάζεται από πολλαπλά στρώματα χαλύβδινου σύρματος τυλιγμένα μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια κυκλική διατομή. Κάθε στρώμα αποτελείται από πολλούς κλώνους σύρματος που τυλίγονται ταυτόχρονα, δίνοντάς του μια δομή παρόμοια με ένα ελατήριο πολλαπλών κλώνων. Το πιο εσωτερικό στρώμα σύρματος τυλίγεται γύρω από μια ράβδο πυρήνα, με γειτονικά στρώματα τυλιγμένα σε αντίθετες κατευθύνσεις. Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιείται συνήθως σε γεωργικά μηχανήματα.
2.Εύκαμπτος σύνδεσμος άξονα
Ο εύκαμπτος σύνδεσμος άξονα έχει σχεδιαστεί για να συνδέει τον άξονα εξόδου ισχύος στα εξαρτήματα εργασίας. Υπάρχουν δύο τύποι σύνδεσης: σταθερή και συρόμενη. Ο σταθερός τύπος χρησιμοποιείται συνήθως για μικρότερους εύκαμπτους άξονες ή σε εφαρμογές όπου η ακτίνα κάμψης παραμένει σχετικά σταθερή. Αντίθετα, ο συρόμενος τύπος χρησιμοποιείται όταν η ακτίνα κάμψης ποικίλλει σημαντικά κατά τη λειτουργία, επιτρέποντας μεγαλύτερη κίνηση εντός του εύκαμπτου σωλήνα για να προσαρμόζονται οι αλλαγές μήκους καθώς ο σωλήνας κάμπτεται.
3. Εύκαμπτος σωλήνας και σύνδεσμος σωλήνα
Ο εύκαμπτος σωλήνας, που αναφέρεται επίσης ως προστατευτικό περίβλημα, χρησιμεύει για την προστασία του εύκαμπτου άξονα από σύρμα από επαφή με εξωτερικά εξαρτήματα, διασφαλίζοντας την ασφάλεια του χειριστή. Επιπλέον, μπορεί να αποθηκεύσει λιπαντικά και να αποτρέψει την είσοδο ρύπων. Κατά τη λειτουργία, ο εύκαμπτος σωλήνας παρέχει στήριξη, καθιστώντας τον εύκαμπτο άξονα πιο εύκολο στο χειρισμό. Συγκεκριμένα, ο εύκαμπτος σωλήνας δεν περιστρέφεται με τον εύκαμπτο άξονα κατά τη διάρκεια της μετάδοσης, επιτρέποντας την ομαλή και αποτελεσματική λειτουργία.
Η κατανόηση των διάφορων τύπων και λειτουργιών αξόνων είναι ζωτικής σημασίας για τους μηχανικούς και τους σχεδιαστές προκειμένου να διασφαλιστεί η βέλτιστη απόδοση και αξιοπιστία στα μηχανικά συστήματα. Επιλέγοντας τον κατάλληλο τύπο άξονα για συγκεκριμένες εφαρμογές, μπορεί κανείς να βελτιώσει την απόδοση και τη μακροζωία των μηχανημάτων. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα μηχανικά εξαρτήματα και τις εφαρμογές τους, μείνετε συντονισμένοι για τις τελευταίες ενημερώσεις μας!
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-15-2024
