Leistungsstarke Wellen: Lösung für Fragen der Haltbarkeit und Präzision in der Fertigungsindustrie

Zweck und Klassifizierung von Schächten
Die Hauptfunktion von Wellen: Lagerung rotierender Teile, Übertragung von Bewegung und Kraft
Klassifizierung nach Tragfähigkeit:
- Rotierende Welle: trägt sowohl Biegemoment als auch Drehmoment während des Betriebs
- Spindel: Lager nur Biegemoment
- Getriebewelle: Lagerung nur des Drehmoments, nicht des Biegemoments (oder eines sehr kleinen Biegemoments)
Klassifizierung nach Achsenform:
- Kurbelwelle: Kurbelwelle Pleuelstange kann die gegenseitige Umwandlung zwischen Rotationsbewegung und Hin-und Herbewegung zu realisieren
- Gerade Welle
- Optische Welle: einfache Form, leichte Verarbeitung, wenige Quellen für Spannungskonzentrationen; wird häufig für Spindeln und Getriebewellen verwendet
- Stufenwelle: einfache Montage und Positionierung von Teilen auf der Welle; wird häufig für rotierende Wellen verwendet
Klassifizierung nach Festigkeit:
- Vollwelle: allgemein
- Hohlwelle: Verringerung der Masse der Welle; Einbau anderer Teile in die Welle für besondere Anforderungen; Gelegenheiten mit besonders wichtigen Funktionen; das Verhältnis von Innen- und Außendurchmesser beträgt im Allgemeinen 0,5 ~ 0,6
- Drahtflexible Welle (Drahtflexible Welle): hat eine gute Flexibilität und kann Drehbewegungen flexibel in einen geschlossenen Raum übertragen
Wesentliche Inhalte der Schachtgestaltung
Struktureller Entwurf
Strukturelle Form
Abmessungen
Berechnung der Arbeitskapazität
Festigkeit: In den meisten Fällen ist nur eine Festigkeitsberechnung der Welle erforderlich.
Steifigkeit: Für Wellen mit hohen Steifigkeitsanforderungen und schlanke Wellen mit großen Kräften sollte eine Steifigkeitsberechnung durchgeführt werden
Schwingungsstabilität: Für Wellen, die mit hohen Drehzahlen laufen, sollte eine Berechnung der Schwingungsstabilität durchgeführt werden.
Materialien der Welle
Kohlenstoffstahl, legierter Stahl
Am häufigsten verwendeter Stahl 45
Einsatzszenarien für legierten Stahl: Übertragung großer Leistungen, die eine geringere Größe und Masse erfordern, Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Zapfens und Wellen, die unter hohen oder niedrigen Temperaturen arbeiten
Bei normalen Arbeitstemperaturen (unter 200 °C) ist der Elastizitätsmodul verschiedener Kohlenstoffstähle und legierter Stähle ähnlich, so dass bei der Wahl der Stahlsorte und der Festlegung der Wärmebehandlungsmethode des Stahls die Festigkeit und die Verschleißfestigkeit und nicht die Biege- oder Torsionssteifigkeit der Welle zugrunde gelegt werden.

Verschiedene Wärmebehandlungen (z. B. Hochfrequenzhärten, Aufkohlen, Nitrieren, Cyanisieren usw.) und Oberflächenverfestigungsbehandlungen (z. B. Kugelstrahlen, Walzen usw.) haben einen erheblichen Einfluss auf die Verbesserung der Dauerfestigkeit der Welle.

Konstruktion der Schachtstruktur
Schachtstrukturdesign: vernünftige Form des Schachts + alle Strukturmaße
Einflussfaktoren auf die Wellenstruktur:

1. Die Einbaulage und Form der Welle in der Maschine

2. Art, Größe, Anzahl und Anschlussart der auf der Welle montierten Teile

3. Art, Größe, Richtung und Verteilung der Last

4. Technologie der Wellenbearbeitung
Anforderungen an die Schachtstruktur:

- Die Welle und die auf der Welle montierten Teile müssen eine genaue Arbeitsposition haben

- Die Teile der Welle sollten leicht zu montieren, zu demontieren und einzustellen sein.

- Die Welle sollte eine gute Verarbeitbarkeit aufweisen

Fragen, die Sie bei der Bestellung von Schäften beachten sollten
Die Getriebewelle ist ein zentraler Bestandteil des mechanischen Getriebesystems. Tatsächlich gibt es einige Dinge, die vor dem Kauf geklärt werden müssen. Erstens die Spezifikationen, wie z. B. die Anforderungen an den Durchmesser, die Länge, das Material, die Oberflächenbehandlung usw. der Welle. Der zweite Punkt ist das Material. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören Stahl, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen usw. Wählen Sie das geeignete Material entsprechend den Anforderungen und Spezifikationen. Ein weiterer Faktor ist das Trägheitsmoment, eine physikalische Größe, die die Fähigkeit eines Objekts misst, seinen ursprünglichen Rotationszustand beizubehalten. Beim Kauf einer Antriebswelle müssen Sie darauf achten, ob das Trägheitsmoment Ihren Anforderungen entspricht. Ist das Trägheitsmoment zu groß, kann es zu Instabilität beim Anfahren oder Schalten und sogar zu Vibrationen und Geräuschen führen. Hinzu kommen Präzision und Toleranz. Wenn die Präzision und die Toleranz zu groß sind, kann es zu Problemen wie Vibrationen, Geräuschen und Verschleiß kommen. Daher müssen Sie beim Kauf einer Antriebswelle darauf achten, ob die Präzision und die Toleranz Ihren Anforderungen entsprechen. Schließlich ist da noch die Frage des Preises.

1. Hochwertige Kohlenstoffbaustähle wie Kohlenstoffstahl 35, 45 und 50 sind aufgrund ihrer umfassenden mechanischen Eigenschaften weit verbreitet, wobei der Stahl 45 am häufigsten verwendet wird. Um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern, sollte eine Normalisierung oder eine Vergütungsbehandlung durchgeführt werden. Für unbedeutende oder weniger beanspruchte Wellen können Kohlenstoffbaustähle wie Q235 und Q275 verwendet werden.
2. Legierter Stahl hat hohe mechanische Eigenschaften, ist aber teurer und wird häufig für Wellen mit besonderen Anforderungen verwendet. Zum Beispiel werden für Hochgeschwindigkeitswellen mit Gleitlagern in der Regel niedrig legierte Baustähle wie 20Cr und 20CrMnTi verwendet. Nach dem Aufkohlen und Abschrecken kann die Verschleißfestigkeit des Wellenhalses verbessert werden. Die Rotorwelle der Maschine muss gute mechanische Hochtemperatureigenschaften aufweisen, wenn sie unter hohen Temperaturen, hohen Geschwindigkeiten und schweren Lasten arbeitet. Häufig werden legierte Konstruktionsstähle wie 40CrNi und 38CrMoAlA verwendet. Für den Rohling der Welle werden vorrangig Schmiedeteile verwendet, gefolgt von Stahl; bei größeren Abmessungen oder komplexeren Strukturen können Stahlguss oder Sphäroguss in Betracht gezogen werden. Die Verwendung von Sphäroguss für die Herstellung von Kurbel- und Nockenwellen hat beispielsweise den Vorteil, dass sie kostengünstig ist, Schwingungen gut absorbiert, wenig empfindlich auf Spannungskonzentrationen reagiert und eine hohe Festigkeit aufweist. Das mechanische Modell einer Achse ist ein Balken, der sich größtenteils drehen muss, so dass seine Beanspruchung in der Regel symmetrisch und zyklisch ist. Zu den möglichen Versagensformen gehören Ermüdungsbruch, Überlastungsbruch und übermäßige elastische Verformung. In der Regel müssen einige Teile mit Rädern auf der Welle installiert werden, daher sollten die meisten Wellen als abgesetzte Wellen mit einem großen Schnitt ausgeführt werden.