Skafterer kritiske komponenter i mekaniske systemer, der fungerer som rygraden, der understøtter alle transmissionselementer, mens de overfører drejningsmoment og lejets bøjningsmomenter. Designet af en aksel skal ikke kun fokusere på dens individuelle egenskaber, men også overveje dens integration med den overordnede struktur af akselsystemet. Afhængigt af den type belastning, der opleves under bevægelse og kraftoverførsel, kan aksler kategoriseres i spindler, drivaksler og roterende aksler. De kan også klassificeres baseret på deres akseform i lige aksler, excentriske aksler, krumtapaksler og fleksible aksler.
Spindler
1. Fast spindel
Denne type spindel tåler kun bøjningsmomenter, mens den forbliver stationær. Dens enkle struktur og gode stivhed gør den ideel til applikationer som cykelaksler.
2. Roterende spindel
I modsætning til faste spindler bærer roterende spindler også bøjningsmomenter, mens de er i bevægelse. De findes almindeligvis i toghjulaksler.
Drivaksel
Drivaksler er designet til at overføre drejningsmoment og er typisk længere på grund af høje omdrejningshastigheder. For at forhindre alvorlige vibrationer forårsaget af centrifugalkræfter er drivakslens masse jævnt fordelt langs dens omkreds. Moderne drivaksler bruger ofte hule design, som giver højere kritiske hastigheder sammenlignet med solide aksler, hvilket gør dem sikrere og mere materialeeffektive. For eksempel er drivaksler til biler normalt lavet af ensartet tykke stålplader, mens tunge køretøjer ofte bruger sømløse stålrør.
Roterende aksel
Roterende aksler er unikke ved, at de tåler både bøjnings- og vridningsmomenter, hvilket gør dem til en af de mest almindelige komponenter i mekanisk udstyr.
Lige skaft
Lige aksler har en lineær akse og kan kategoriseres i optiske og trindelte aksler. Staight shats er typisk snavsede, men kan designes til at være hule for at reducere vægten og samtidig bevare stivhed og vridningsstabilitet.
1.Optisk aksel
Disse aksler er enkle i form og nemme at fremstille, og de bruges primært til transmission.
2.Trinnet skaft
En aksel med et aftrappet langsgående tværsnit betegnes som et aftrappet skaft. Dette design letter installation og placering af komponenter, hvilket fører til mere effektiv lastfordeling. Mens dens form ligner en bjælke med ensartet styrke, har den flere punkter med spændingskoncentration. På grund af disse egenskaber er trindelte aksler udbredt i forskellige transmissionsapplikationer.
3.Knastaksel
Knastakslen er en kritisk komponent i stempelmotorer. I firetaktsmotorer kører knastakslen typisk med halvdelen af krumtapakslens hastighed, men den opretholder stadig en høj rotationshastighed og skal tåle et betydeligt drejningsmoment. Som følge heraf stiller knastakslens design strenge krav til dens styrke og støtteegenskaber.
Knastaksler er normalt lavet af specialiseret støbejern, selvom nogle er lavet af smedede materialer for øget holdbarhed. Designet af knastakslen spiller en afgørende rolle i den overordnede motorarkitektur.
4.Spline aksel
Spline-aksler er opkaldt efter deres karakteristiske udseende, med langsgående kilespor på deres overflade. Disse kilespor tillader roterende komponenter monteret på akslen for at opretholde synkroniseret rotation. Ud over denne rotationsevne muliggør splineaksler også aksial bevægelse, med nogle designs, der indeholder pålidelige låsemekanismer til anvendelser i bremse- og styresystemer.
En anden variant er teleskopskaftet, som består af inder- og yderrør. Det ydre rør har indvendige tænder, mens det indvendige rør har udvendige tænder, hvilket gør det muligt at passe sammen sømløst. Dette design overfører ikke kun rotationsmoment, men giver også mulighed for at forlænge og trække sig sammen i længden, hvilket gør det ideelt til brug i gearskiftemekanismer.
5. Gearaksel
Når afstanden fra tandhjulets dedendumcirkel til bunden af kilesporet er minimal, er gearet og akslen integreret i en enkelt enhed, kendt som en gearaksel. Denne mekaniske komponent understøtter roterende dele og arbejder sammen med dem for at overføre bevægelse, drejningsmoment eller bøjningsmomenter.
6.Snekkeskaft
Et snekkeskaft er typisk konstrueret som en enkelt enhed, der integrerer både snekken og skaftet.
7.Hul skaft
En aksel designet med et hult center er kendt som en hul aksel. Når drejningsmoment overføres, oplever det ydre lag af en hul aksel den højeste forskydningsspænding, hvilket giver mulighed for mere effektiv brug af materialer. Under forhold, hvor bøjningsmomentet for hule og massive aksler er ens, reducerer hule aksler vægten væsentligt uden at gå på kompromis med ydeevnen.
Krumtapaksel
En krumtapaksel er en kritisk komponent i en motor, typisk lavet af kulstofkonstruktionsstål eller duktilt jern. Den har to nøglesektioner: hovedtappen og plejlstangstappen. Hovedtappen er monteret på motorblokken, mens plejlstangstappen forbindes med den store ende af plejlstangen. Den lille ende af plejlstangen er forbundet med stemplet i cylinderen og danner en klassisk krumtap-skyder-mekanisme.
Excentrisk skaft
En excentrisk aksel er defineret som en aksel med en akse, der ikke er på linje med dens centrum. I modsætning til almindelige aksler, som primært letter rotation af komponenter, er excentriske aksler i stand til at overføre både hastighed og omdrejning. Til justering af centerafstanden mellem aksler anvendes excentriske aksler almindeligvis i de plane forbindelsesmekanismer, såsom kileremsdrivsystemer.
Fleksibelt skaft
Fleksible aksler er primært designet til at overføre moment og bevægelse. På grund af deres betydeligt lavere bøjningsstivhed sammenlignet med deres torsionsstivhed, kan fleksible aksler nemt navigere rundt om forskellige forhindringer, hvilket muliggør langdistancetransmission mellem hovedkraften og arbejdsmaskinen.
Disse aksler letter bevægelsesoverførsel mellem to akser, der har relativ bevægelse uden behov for yderligere mellemliggende transmissionsanordninger, hvilket gør dem ideelle til langdistanceapplikationer. Deres enkle design og lave omkostninger bidrager til deres popularitet i forskellige mekaniske systemer. Derudover hjælper fleksible aksler med at absorbere stød og vibrationer, hvilket forbedrer den samlede ydeevne.
Almindelige anvendelser omfatter håndholdt elværktøj, visse transmissionssystemer i værktøjsmaskiner, kilometertællere og fjernbetjeningsenheder.
1. Power-Type fleksibel aksel
Power-type fleksible aksler har en fast forbindelse ved den bløde akselledsende, udstyret med en glidemanchet inde i slangesamlingen. Disse aksler er primært designet til momentoverførsel. Et grundlæggende krav til fleksible aksler af krafttype er tilstrækkelig torsionsstivhed. Typisk inkluderer disse aksler anti-reverseringsmekanismer for at sikre ensrettet transmission. Det ydre lag er konstrueret med en ståltråd med større diameter, og nogle designs inkluderer ikke en kernestang, hvilket øger både slidstyrke og fleksibilitet.
2.Kontrol-Type fleksibel aksel
Fleksible aksler af kontroltype er primært designet til bevægelsestransmission. Det drejningsmoment, de overfører, bruges hovedsageligt til at overvinde det friktionsmoment, der genereres mellem den fleksible trådaksel og slangen. Ud over at have lav bøjningsstivhed skal disse aksler også have tilstrækkelig torsionsstivhed. Sammenlignet med fleksible aksler af krafttype er fleksible aksler af kontroltype karakteriseret ved deres strukturelle egenskaber, som omfatter tilstedeværelsen af en kernestang, et højere antal viklingslag og mindre tråddiametre.
Struktur af fleksibelt skaft
Fleksible aksler består typisk af flere komponenter: wire fleksibel aksel, fleksibel akselsamling, slange og slangesamling.
1. Wire fleksibelt skaft
En wire fleksibel aksel, også kendt som en fleksibel aksel, er konstrueret af flere lag ståltråd viklet sammen og danner et cirkulært tværsnit. Hvert lag består af flere tråde viklet samtidigt, hvilket giver det en struktur, der ligner en flerstrenget fjeder. Det inderste lag af tråd er viklet omkring en kernestang, med tilstødende lag viklet i modsatte retninger. Dette design er almindeligt anvendt i landbrugsmaskiner.
2.Fleksibelt akselled
Det fleksible akselled er designet til at forbinde kraftudgangsakslen til arbejdskomponenterne. Der er to tilslutningstyper: fast og glidende. Den faste type bruges typisk til kortere fleksible aksler eller i applikationer, hvor bøjningsradius forbliver relativt konstant. I modsætning hertil anvendes glidetypen, når bøjningsradius varierer betydeligt under drift, hvilket giver mulighed for større bevægelse inde i slangen for at imødekomme længdeændringer, når slangen bøjes.
3.Slange og slangesamling
Slangen, også kaldet en beskyttende kappe, tjener til at beskytte trådens fleksible aksel mod kontakt med eksterne komponenter, hvilket sikrer operatørens sikkerhed. Derudover kan den opbevare smøremidler og forhindre snavs i at trænge ind. Under drift giver slangen støtte, hvilket gør det fleksible skaft lettere at håndtere. Navnlig roterer slangen ikke med den fleksible aksel under transmission, hvilket giver mulighed for jævn og effektiv drift.
At forstå de forskellige typer og funktioner af aksler er afgørende for ingeniører og designere for at sikre optimal ydeevne og pålidelighed i mekaniske systemer. Ved at vælge den passende akseltype til specifikke applikationer kan man øge effektiviteten og levetiden af maskineri. For mere indsigt i mekaniske komponenter og deres applikationer, følg med for vores seneste opdateringer!
Indlægstid: 15. oktober 2024
