Tujuan dan klasifikasi poros
Fungsi utama poros: mendukung bagian yang berputar, mentransmisikan gerakan dan daya
Klasifikasi berdasarkan bantalan beban:
- Poros yang berputar: menahan momen lentur dan torsi selama operasi
- Spindel: hanya menahan momen lentur
- Poros transmisi: hanya menahan torsi, bukan momen lentur (atau momen lentur yang sangat kecil)
Klasifikasi berdasarkan bentuk sumbu:
- Poros engkol: batang penghubung poros engkol dapat mewujudkan konversi timbal balik antara gerakan rotasi dan gerakan bolak-balik
- Poros lurus
- Poros optik: bentuk sederhana, pemrosesan mudah, sedikit sumber konsentrasi tegangan; biasa digunakan untuk spindel dan poros transmisi
- Poros langkah: mudah untuk merakit dan memposisikan bagian pada poros; biasanya digunakan untuk poros berputar
Klasifikasi berdasarkan apakah benda itu padat:
- Poros padat: umum
- Poros berongga: kurangi massa poros; pasang bagian lain di poros untuk persyaratan khusus; acara dengan fungsi yang sangat penting; rasio diameter dalam dan luar umumnya 0,5 ~ 0,6
- Poros fleksibel kawat (poros fleksibel kawat): memiliki fleksibilitas yang baik dan secara fleksibel dapat mentransmisikan gerakan putar ke ruang tertutup
Isi utama dari desain poros
Desain struktural
Bentuk struktural
Dimensi
Perhitungan kapasitas kerja
Kekuatan: Dalam kebanyakan kasus, hanya perhitungan kekuatan poros yang diperlukan
Kekakuan: Untuk poros dengan persyaratan kekakuan tinggi dan poros ramping dengan gaya besar, perhitungan kekakuan harus dilakukan
Stabilitas getaran: Untuk poros yang berjalan pada kecepatan tinggi, perhitungan stabilitas getaran harus dilakukan
Bahan poros
Baja karbon, baja paduan
Baja 45 yang paling umum digunakan
Skenario penggunaan baja paduan: mentransmisikan daya yang besar, membutuhkan ukuran dan massa yang lebih kecil, meningkatkan ketahanan aus pada jurnal, dan poros yang bekerja dalam kondisi suhu tinggi atau rendah
Pada suhu kerja normal (kurang dari 200 ° C), modulus elastisitas berbagai baja karbon dan baja paduan serupa, jadi ketika memilih jenis baja dan menentukan metode perlakuan panas baja, dasarnya adalah kekuatan dan ketahanan aus, bukan kekakuan lentur atau puntir poros.
Berbagai perlakuan panas (seperti quenching frekuensi tinggi, karburasi, nitridasi, sianida, dll.) dan perlakuan penguatan permukaan (seperti shot peening, rolling, dll.) memiliki pengaruh yang signifikan dalam meningkatkan kekuatan fatik poros.
Desain struktur poros
Desain struktur poros: bentuk poros yang wajar + semua dimensi struktural
Faktor-faktor yang mempengaruhi struktur poros:
1. Posisi pemasangan dan bentuk poros di dalam mesin
2. Jenis, ukuran, jumlah, dan metode sambungan komponen yang dipasang pada poros
3. Sifat, ukuran, arah, dan distribusi beban
4. Teknologi pemrosesan poros
Persyaratan desain struktur poros:
- Poros dan komponen yang dipasang pada poros harus memiliki posisi kerja yang akurat
- Bagian-bagian pada poros harus mudah dipasang, dibongkar, dan disesuaikan
- Poros harus memiliki kemampuan proses manufaktur yang baik
Pertanyaan yang harus Anda perhatikan dalam memesan poros
Poros transmisi adalah komponen inti dari sistem transmisi mekanis. Malahan, ada beberapa hal yang perlu diklarifikasi sebelum membeli. Yang pertama adalah spesifikasinya, seperti persyaratan diameter, panjang, bahan, perlakuan permukaan, dll. dari poros. Yang kedua adalah bahannya. Bahan yang umum digunakan termasuk baja, paduan aluminium, paduan titanium, dll. Pilihlah bahan yang sesuai dengan kebutuhan dan spesifikasi. Yang lainnya adalah momen inersia, yang merupakan besaran fisik yang mengukur kemampuan suatu benda untuk mempertahankan keadaan rotasi aslinya. Saat membeli poros penggerak, Anda perlu mempertimbangkan apakah momen inersianya memenuhi kebutuhan Anda. Jika momen inersia terlalu besar, hal ini dapat menyebabkan ketidakstabilan saat start atau pemindahan gigi, bahkan getaran dan kebisingan. Selain itu, ada presisi dan toleransi. Jika presisi dan toleransi terlalu besar, hal itu dapat menyebabkan masalah seperti getaran, kebisingan, dan keausan. Oleh karena itu, saat membeli poros penggerak, Anda perlu memperhatikan apakah presisi dan toleransinya memenuhi kebutuhan Anda. Terakhir, ada masalah harga.
1. Baja struktural karbon berkualitas tinggi seperti baja karbon 35, 45, dan 50 banyak digunakan karena sifat mekaniknya yang komprehensif dan tinggi, di antaranya baja 45 yang paling banyak digunakan. Untuk meningkatkan sifat mekaniknya, normalisasi atau pendinginan dan perlakuan tempering harus dilakukan. Untuk poros yang tidak penting atau kurang tertekan, baja struktural karbon seperti Q235 dan Q275 dapat digunakan.
2. Baja paduan memiliki sifat mekanik yang tinggi, tetapi lebih mahal dan sering digunakan untuk poros dengan persyaratan khusus. Misalnya, untuk poros berkecepatan tinggi yang menggunakan bantalan geser, baja struktural paduan karbon rendah seperti 20Cr dan 20CrMnTi biasanya digunakan. Setelah karburasi dan pendinginan, ketahanan aus leher poros dapat ditingkatkan; Poros rotor mesin harus memiliki sifat mekanik suhu tinggi yang baik saat bekerja dalam kondisi suhu tinggi, kecepatan tinggi, dan beban berat. Baja struktural paduan seperti 40CrNi dan 38CrMoAlA sering digunakan. Bagian kosong poros diprioritaskan oleh tempa, diikuti oleh baja; Untuk ukuran yang lebih besar atau struktur yang lebih kompleks, baja tuang atau besi ulet dapat dipertimbangkan. Sebagai contoh, menggunakan besi ulet untuk membuat poros engkol dan poros bubungan memiliki keunggulan biaya rendah, penyerapan getaran yang baik, sensitivitas rendah terhadap konsentrasi tegangan, dan kekuatan yang baik. Model mekanis sebuah sumbu adalah balok, dan sebagian besar harus berputar, sehingga tegangannya biasanya berbentuk siklik simetris. Bentuk kegagalan yang mungkin terjadi termasuk fraktur fatik, fraktur kelebihan beban, dan deformasi elastis yang berlebihan. Biasanya, beberapa bagian dengan roda perlu dipasang pada poros, sehingga sebagian besar poros harus dibuat menjadi poros berundak dengan jumlah pemotongan yang besar.
