Doel en classificatie van assen
De belangrijkste functie van assen: draaiende onderdelen ondersteunen, beweging en kracht overbrengen
Indeling naar draagvermogen:
- Roterende as: draagt zowel buigmoment als koppel tijdens bedrijf
- Spindel: alleen dragend buigmoment
- Overbrengingsas: lager alleen koppel, geen buigmoment (of zeer klein buigmoment)
Classificatie naar asvorm:
- Krukas: krukas drijfstang kan de wederzijdse omzetting tussen roterende beweging en heen en weer gaande beweging realiseren
- Rechte as
- Optische as: eenvoudige vorm, gemakkelijk te bewerken, weinig spanningsconcentratiebronnen; vaak gebruikt voor spindels en transmissieassen
- Getrapte as: eenvoudig te monteren en onderdelen op de as te plaatsen; vaak gebruikt voor roterende assen
Classificatie aan de hand van of het vast is:
- Massieve as: algemeen
- Holle as: vermindert de massa van de as; installeer andere onderdelen in de as voor speciale vereisten; gelegenheden met bijzonder belangrijke functies; de verhouding binnen- en buitendiameter is over het algemeen 0,5 ~ 0,6
- Draadflexibele as (draadflexibele as): heeft een goede flexibiliteit en kan een roterende beweging flexibel overbrengen naar een gesloten ruimte
Belangrijkste inhoud van asontwerp
Structureel ontwerp
Structurele vorm
Afmetingen
Berekening van werkcapaciteit
Sterkte: In de meeste gevallen is alleen een sterkteberekening van de as vereist
Stijfheid: Voor assen met hoge stijfheidseisen en slanke assen met grote krachten moet de stijfheid worden berekend
Trilstabiliteit: Voor assen die met hoge snelheden draaien, moet de trillingsstabiliteit worden berekend
Asmaterialen
Koolstofstaal, gelegeerd staal
Meest gebruikt 45 staal
Toepassingsscenario's voor gelegeerd staal: overbrenging van grote vermogens, kleinere afmetingen en massa, verbetering van de slijtvastheid van de astap en assen die bij hoge of lage temperaturen werken
Bij normale werktemperaturen (minder dan 200 °C) is de elasticiteitsmodulus van verschillende koolstofstalen en gelegeerde stalen vergelijkbaar, dus bij het kiezen van het type staal en het bepalen van de warmtebehandelingsmethode van staal is de basis sterkte en slijtvastheid, niet de buig- of torsiestijfheid van de as.
Verschillende warmtebehandelingen (zoals hoogfrequent afschrikken, carboneren, nitreren, cyanideren, enz.) en oppervlakteversterkende behandelingen (zoals shotpeening, walsen, enz.) hebben een aanzienlijk effect op het verbeteren van de vermoeiingssterkte van de as.
Ontwerp van de asstructuur
Ontwerp van de asstructuur: redelijke vorm van de as + alle structurele afmetingen
Factoren die de asstructuur beïnvloeden:
1. De installatiepositie en vorm van de as in de machine
2. Het type, de grootte, de hoeveelheid en de verbindingsmethode van de onderdelen die op de as zijn geïnstalleerd
3. De aard, grootte, richting en verdeling van de belasting
4. Technologie voor asverwerking
Ontwerpvereisten voor de asstructuur:
- De as en de onderdelen op de as moeten een nauwkeurige werkpositie hebben
- De onderdelen op de as moeten gemakkelijk te installeren, demonteren en af te stellen zijn
- De as moet goed verwerkbaar zijn
Vragen waarop je moet letten bij het bestellen van assen
De transmissieas is een essentieel onderdeel van het mechanische transmissiesysteem. In feite zijn er een aantal dingen die moeten worden opgehelderd voordat tot aankoop wordt overgegaan. Het eerste zijn de specificaties, zoals de vereisten voor de diameter, lengte, materiaal, oppervlaktebehandeling enz. van de as. Het tweede is het materiaal. Veel gebruikte materialen zijn staal, aluminiumlegering, titaniumlegering, enz. Kies het juiste materiaal op basis van de behoeften en specificaties. Een andere factor is het traagheidsmoment, een fysische grootheid die het vermogen van een voorwerp meet om zijn oorspronkelijke roterende toestand te behouden. Bij de aankoop van een aandrijfas moet je nagaan of het traagheidsmoment aan je behoeften voldoet. Als het traagheidsmoment te groot is, kan dit instabiliteit tijdens het starten of schakelen en zelfs trillingen en lawaai veroorzaken. Daarnaast zijn er precisie en tolerantie. Als de precisie en tolerantie te groot zijn, kan dit problemen veroorzaken zoals trillingen, lawaai en slijtage. Daarom moet je er bij de aankoop van een aandrijfas op letten of de precisie en tolerantie aan je behoeften voldoen. Tot slot is er nog de prijs.
1. Hoogwaardige koolstof constructiestalen zoals koolstofstaal 35, 45 en 50 worden veel gebruikt vanwege hun hoge uitgebreide mechanische eigenschappen, waaronder 45 staal het meest gebruikt wordt. Om de mechanische eigenschappen te verbeteren, moet normalisatie of afschrikken en ontlaten worden uitgevoerd. Voor onbelangrijke of minder belaste assen kunnen koolstof constructiestalen zoals Q235 en Q275 worden gebruikt.
2. Gelegeerd staal heeft hoge mechanische eigenschappen, maar is duurder en wordt vaak gebruikt voor assen met speciale vereisten. Voor hogesnelheidsassen met glijlagers worden bijvoorbeeld vaak constructiestalen met een laag koolstofgehalte gebruikt, zoals 20Cr en 20CrMnTi. Na carboneren en afschrikken kan de slijtvastheid van de ashals worden verbeterd. De rotoras van de machine moet goede mechanische eigenschappen hebben bij hoge temperatuur, hoge snelheid en zware belasting. Gelegeerd constructiestaal zoals 40CrNi en 38CrMoAlA wordt vaak gebruikt. Voor grotere afmetingen of complexere structuren kan gietstaal of nodulair gietijzer worden overwogen. Het gebruik van nodulair gietijzer voor de productie van krukassen en nokkenassen heeft bijvoorbeeld de voordelen van lage kosten, goede trillingsabsorptie, lage gevoeligheid voor spanningsconcentratie en goede sterkte. Het mechanische model van een as is een balk en het grootste deel ervan moet draaien, dus de spanning is meestal symmetrisch cyclisch. De mogelijke vormen van defecten zijn vermoeidheidsbreuk, overbelastingsbreuk en overmatige elastische vervorming. Meestal moeten sommige onderdelen met wielen op de as worden geïnstalleerd, dus de meeste assen moeten worden gemaakt in getrapte assen met een grote snijhoeveelheid.
