Namen in razvrstitev jaškov
Glavne funkcije gredi: podpiranje vrtečih se delov, prenos gibanja in moči
Razvrstitev glede na nosilnost:
- Vrtljiva gred: prenaša upogibni moment in navor med delovanjem
- Vreteno: leži le upogibni moment
- Prenosna gred: nosi samo navor, ne upogibni moment (ali zelo majhen upogibni moment)
Razvrstitev glede na obliko osi:
- ročična gred: ojnica ročične gredi lahko izvede vzajemno pretvorbo med vrtilnim in povratnim gibanjem
- Ravna gred
- Optična gred: preprosta oblika, enostavna obdelava, malo virov koncentracije napetosti; pogosto se uporablja za vretena in prenosne gredi.
- Stopničaste gredi: enostavno sestavljanje in nameščanje delov na gredi; pogosto se uporablja za vrteče se gredi.
Razvrstitev glede na to, ali je trdna:
- Trdna gred: splošno
- votla gred: zmanjšanje mase gredi; namestitev drugih delov v gred za posebne zahteve; priložnosti s posebno pomembnimi funkcijami; razmerje med notranjim in zunanjim premerom je običajno 0,5 ~ 0,6
- Žična gibljiva gred (žična gibljiva gred): je dobro gibljiva in lahko prožno prenaša vrtilno gibanje v zaprtem prostoru.
Glavna vsebina zasnove gredi
Strukturno načrtovanje
Strukturna oblika
Dimenzije
Izračun delovne zmogljivosti
Moč: V večini primerov je potreben le izračun trdnosti gredi.
Togost: Pri gredeh z visokimi zahtevami glede togosti in vitkih gredeh z velikimi silami je treba opraviti izračun togosti.
Stabilnost pri vibracijah: Pri gredeh, ki delujejo pri visokih hitrostih, je treba opraviti izračun stabilnosti vibracij.
Materiali gredi
Ogljikovo jeklo, legirano jeklo
Najpogosteje uporabljeno jeklo 45
Scenariji uporabe legiranega jekla: prenos velike moči, ki zahteva manjšo velikost in maso, izboljšanje odpornosti čepov proti obrabi in gredi, ki delujejo pri visokih ali nizkih temperaturah.
Pri običajnih delovnih temperaturah (manj kot 200 °C) je modul elastičnosti različnih ogljikovih in legiranih jekel podoben, zato sta pri izbiri vrste jekla in določanju načina toplotne obdelave jekla osnova trdnost in odpornost proti obrabi, ne pa upogibna ali torzijska togost gredi.
Različne toplotne obdelave (kot so visokofrekvenčno kaljenje, razogljičenje, nitriranje, cianiranje itd.) in obdelave za utrjevanje površine (kot so puljenje, valjanje itd.) pomembno vplivajo na izboljšanje utrujenostne trdnosti gredi.
Zasnova strukture gredi
Zasnova strukture gredi: razumna oblika gredi + vse strukturne dimenzije
Dejavniki, ki vplivajo na strukturo gredi:
1. Položaj in oblika gredi v stroju
2. Vrsta, velikost, količina in način priključitve delov, nameščenih na gredi
3. Vrsta, velikost, smer in porazdelitev obremenitve
4. Tehnologija obdelave gredi
Zahteve za načrtovanje konstrukcije jaška:
- Gred in deli, nameščeni na gredi, morajo imeti natančen delovni položaj.
- Deli na gredi morajo biti enostavni za namestitev, demontažo in nastavitev.
- Gred mora imeti dobro proizvodno procesno sposobnost.
Vprašanja, na katera morate biti pozorni pri naročanju gredi
Prenosna gred je osrednji sestavni del mehanskega prenosnega sistema. Pred nakupom je treba razjasniti nekatere stvari. Prva so specifikacije, kot so zahteve glede premera, dolžine, materiala, površinske obdelave itd. gredi. Drugi je material. Med najpogosteje uporabljenimi materiali so jeklo, aluminijeva zlitina, titanova zlitina itd. Izberite ustrezen material glede na potrebe in specifikacije. Drugi je vztrajnostni moment, ki je fizikalna količina, ki meri sposobnost predmeta, da ohrani svoje prvotno vrtilno stanje. Pri nakupu pogonske gredi morate upoštevati, ali njen vztrajnostni moment ustreza vašim potrebam. Če je vztrajnostni moment prevelik, lahko povzroči nestabilnost med zagonom ali prestavljanjem ter celo vibracije in hrup. Poleg tega obstajata natančnost in toleranca. Če sta natančnost in toleranca preveliki, lahko povzročita težave, kot so vibracije, hrup in obraba. Zato morate biti pri nakupu pogonske gredi pozorni na to, ali njena natančnost in toleranca ustrezata vašim potrebam. Na koncu je tu še vprašanje cene.
1. Visokokakovostna ogljikova konstrukcijska jekla, kot so ogljikova jekla 35, 45 in 50, se pogosto uporabljajo zaradi svojih celovitih mehanskih lastnosti, med katerimi je najbolj razširjeno jeklo 45. Za izboljšanje njegovih mehanskih lastnosti je treba izvesti normalizacijo ali obdelavo s kaljenjem in popuščanjem. Za nepomembne ali manj obremenjene gredi se lahko uporabljajo ogljikova konstrukcijska jekla, kot sta Q235 in Q275.
2. Legirano jeklo ima visoke mehanske lastnosti, vendar je dražje in se pogosto uporablja za gredi s posebnimi zahtevami. Na primer, za hitre gredi, ki uporabljajo drsne ležaje, se običajno uporabljajo nizkoogljična legirana konstrukcijska jekla, kot sta 20Cr in 20CrMnTi. Po razogljičenju in kaljenju se lahko izboljša odpornost vratu gredi proti obrabi; rotorska gred stroja mora imeti dobre visokotemperaturne mehanske lastnosti, kadar deluje pri visoki temperaturi, visoki hitrosti in velikih obremenitvah. Pogosto se uporabljajo legirana konstrukcijska jekla, kot sta 40CrNi in 38CrMoAlA. Pri praznem delu gredi imajo prednost odkovki, sledi jim jeklo; pri večjih velikostih ali bolj zapletenih strukturah se lahko upošteva litje jekla ali duktilne litine. Uporaba duktilnega železa za izdelavo ročičnih in odmičnih gredi ima na primer prednosti nizkih stroškov, dobre absorpcije vibracij, majhne občutljivosti na koncentracijo napetosti in dobre trdnosti. Mehanski model osi je nosilec, ki se mora večinoma vrteti, zato je njegova napetost običajno simetrično ciklična. Možne oblike okvare vključujejo utrujenostni zlom, zlom zaradi preobremenitve in prekomerno elastično deformacijo. Običajno je treba na gred namestiti nekatere dele s kolesi, zato je treba večino gredi izdelati v stopničaste gredi z veliko količino rezanja.
