Scopul și clasificarea puțurilor
Funcția principală a arborilor: susținerea părților rotative, transmiterea mișcării și a puterii
Clasificare în funcție de portanță:
- Arbore rotativ: suportă atât momentul de încovoiere, cât și cuplul în timpul funcționării
- Arbore: numai momentul de încovoiere al rulmentului
- Arbore de transmisie: suportă numai cuplul, nu și momentul de încovoiere (sau un moment de încovoiere foarte mic)
Clasificare în funcție de forma axei:
- Arbore cotit: biela arborelui cotit poate realiza conversia reciprocă între mișcarea de rotație și mișcarea alternativă
- Arbore drept
- Arbore optic: formă simplă, prelucrare ușoară, puține surse de concentrare a tensiunilor; utilizat în mod obișnuit pentru fusuri și arbori de transmisie
- Arbore cu trepte: ușor de asamblat și de poziționat piesele pe arbore; utilizat în mod obișnuit pentru arbori rotativi
Clasificare în funcție de faptul că este solid sau nu:
- Arbore solid: general
- Arbore gol: reduce masa arborelui; instalează alte piese în arbore pentru cerințe speciale; ocazii cu funcții deosebit de importante; raportul dintre diametrul interior și exterior este în general de 0,5 ~ 0,6
- Arbore flexibil din sârmă (arbore flexibil din sârmă): are o flexibilitate bună și poate transmite în mod flexibil mișcarea de rotație într-un spațiu închis
Conținutul principal al designului arborelui
Proiectare structurală
Forma structurală
Dimensiuni
Calculul capacității de muncă
Rezistența: În majoritatea cazurilor, este necesar doar calculul rezistenței arborelui
Rigiditate: Pentru arborii cu cerințe ridicate de rigiditate și arborii subțiri cu forțe mari, trebuie efectuat calculul rigidității
Stabilitatea la vibrații: Pentru arborii care funcționează la viteze mari, trebuie efectuat un calcul al stabilității la vibrații
Materiale arbore
Oțel carbon, oțel aliat
Cel mai frecvent utilizat 45 oțel
Scenarii de utilizare a oțelului aliat: transmiterea unei puteri mari, care necesită dimensiuni și masă reduse, îmbunătățirea rezistenței la uzură a axului și arbori care funcționează în condiții de temperatură ridicată sau scăzută
La temperaturi normale de lucru (mai puțin de 200 °C), modulul de elasticitate al diferitelor oțeluri carbon și al oțelurilor aliate este similar, astfel încât, atunci când se alege tipul de oțel și se determină metoda de tratament termic al oțelului, baza este rezistența și rezistența la uzură, nu rigiditatea la încovoiere sau torsiune a arborelui.
Diferitele tratamente termice (cum ar fi călirea de înaltă frecvență, carburarea, nitrurarea, cianurarea etc.) și tratamente de întărire a suprafeței (cum ar fi împușcarea, laminarea etc.) au un efect semnificativ asupra îmbunătățirii rezistenței la oboseală a arborelui.
Proiectarea structurii arborelui
Proiectarea structurii arborelui: forma rezonabilă a arborelui + toate dimensiunile structurale
Factori care influențează structura arborelui:
1. Poziția de instalare și forma arborelui în mașină
2. Tipul, dimensiunea, cantitatea și metoda de conectare a pieselor instalate pe arbore
3. Natura, dimensiunea, direcția și distribuția încărcăturii
4. Tehnologia de prelucrare a arborelui
Cerințe de proiectare a structurii arborelui:
- Arborele și piesele instalate pe arbore trebuie să aibă o poziție de lucru precisă
- Piesele de pe arbore trebuie să fie ușor de instalat, dezasamblat și reglat
- Arborele trebuie să aibă o bună procesabilitate de fabricație
Întrebări la care trebuie să fiți atenți atunci când comandați arbori
Arborele de transmisie este o componentă de bază a sistemului de transmisie mecanică. De fapt, există unele lucruri care trebuie clarificate înainte de cumpărare. Primul este specificațiile, cum ar fi cerințele pentru diametrul, lungimea, materialul, tratamentul de suprafață etc. ale arborelui. Al doilea este materialul. Materialele utilizate în mod obișnuit includ oțelul, aliajul de aluminiu, aliajul de titan etc. Alegeți materialul adecvat în funcție de necesități și specificații. O alta este momentul de inerție, care este o mărime fizică ce măsoară capacitatea unui obiect de a-și menține starea inițială de rotație. Atunci când achiziționați un arbore de transmisie, trebuie să vă gândiți dacă momentul său de inerție vă satisface nevoile. În cazul în care momentul de inerție este prea mare, acesta poate provoca instabilitate în timpul pornirii sau al schimbării de viteze și chiar vibrații și zgomot. În plus, există precizie și toleranță. Dacă precizia și toleranța sunt prea mari, pot apărea probleme precum vibrații, zgomot și uzură. Prin urmare, atunci când achiziționați un arbore de transmisie, trebuie să acordați atenție dacă precizia și toleranța acestuia corespund nevoilor dumneavoastră. În cele din urmă, există problema prețului.
1. Oțelurile structurale cu carbon de înaltă calitate, cum ar fi oțelul cu carbon 35, 45 și 50, sunt utilizate pe scară largă datorită proprietăților lor mecanice cuprinzătoare ridicate, printre care oțelul 45 este cel mai utilizat. Pentru a-și îmbunătăți proprietățile mecanice, trebuie efectuat un tratament de normalizare sau de călire și revenire. Pentru arbori neimportanți sau mai puțin solicitați, pot fi utilizate oțeluri structurale din carbon, cum ar fi Q235 și Q275.
2. Oțelul aliat are proprietăți mecanice ridicate, dar este mai scump și este adesea utilizat pentru arbori cu cerințe speciale. De exemplu, pentru arborii de mare viteză care utilizează rulmenți glisanți, se utilizează de obicei oțeluri structurale aliate cu conținut scăzut de carbon, cum ar fi 20Cr și 20CrMnTi. După carburare și călire, rezistența la uzură a gâtului arborelui poate fi îmbunătățită; Arborele rotorului mașinii trebuie să aibă proprietăți mecanice bune la temperaturi ridicate atunci când lucrează în condiții de temperatură ridicată, viteză mare și sarcină mare. Se utilizează adesea oțeluri structurale aliate precum 40CrNi și 38CrMoAlA. Pentru dimensiuni mai mari sau structuri mai complexe, pot fi luate în considerare oțelul turnat sau fonta ductilă. De exemplu, utilizarea fontei ductile pentru fabricarea arborelui cotit și a arborelui cu came are avantajele costului redus, absorbției bune a vibrațiilor, sensibilității reduse la concentrarea tensiunilor și rezistenței bune. Modelul mecanic al unui ax este o grindă, iar cea mai mare parte a acestuia trebuie să se rotească, astfel încât tensiunea sa este de obicei ciclică simetrică. Formele posibile de defectare includ fractura de oboseală, fractura de suprasarcină și deformarea elastică excesivă. De obicei, unele piese cu roți trebuie să fie instalate pe ax, astfel încât majoritatea arborilor ar trebui să fie transformați în arbori în trepte cu o cantitate mare de tăiere.
