Osovinekritične su komponente u mehaničkim sustavima, služeći kao okosnica koja podupire sve elemente prijenosa dok prenosi okretni moment i momente savijanja ležajeva. Dizajn osovine ne smije se usredotočiti samo na njegove pojedinačne karakteristike, već također mora uzeti u obzir njegovu integraciju s cjelokupnom strukturom sustava osovine. Ovisno o vrsti opterećenja do kojeg dolazi tijekom gibanja i prijenosa snage, osovine se mogu kategorizirati u osovine, pogonske osovine i rotirajuće osovine. Također se mogu klasificirati na temelju njihovog oblika osi u ravne osovine, ekscentrične osovine, koljenaste osovine i fleksibilne osovine.
Vretena
1. Fiksno vreteno
Ova vrsta vretena podnosi samo momente savijanja dok ostaje nepomična. Njegova jednostavna struktura i dobra krutost čine ga idealnim za primjene poput osovina bicikala.
2. Rotirajuće vreteno
Za razliku od fiksnih vretena, rotirajuća vretena također podnose momente savijanja dok su u pokretu. Obično se nalaze u osovinama kotača vlakova.
Pogonsko vratilo
Pogonska vratila su dizajnirana za prijenos okretnog momenta i obično su duža zbog velikih brzina vrtnje. Kako bi se spriječile jake vibracije uzrokovane centrifugalnim silama, masa pogonskog vratila ravnomjerno je raspoređena duž njegova oboda. Moderna pogonska vratila često koriste šuplje dizajne, koji osiguravaju veće kritične brzine u usporedbi s punim vratilima, što ih čini sigurnijima i materijalno učinkovitijima. Na primjer, pogonska vratila automobila obično se izrađuju od čeličnih ploča jednake debljine, dok teška vozila često koriste bešavne čelične cijevi.
Rotirajuća osovina
Rotirajuće osovine jedinstvene su po tome što podnose momente savijanja i torzijske momente, što ih čini jednom od najčešćih komponenti u mehaničkoj opremi.
Ravna osovina
Ravne osovine imaju linearnu os i mogu se kategorizirati u optičke i stepenaste osovine. Ravne osovine su obično zemljane, ali mogu biti oblikovane kao šuplje kako bi se smanjila težina uz zadržavanje krutosti i torzijske stabilnosti.
1.Optička osovina
Jednostavna oblika i jednostavna za proizvodnju, ova se vratila prvenstveno koriste za prijenos.
2. Stepenasta osovina
Osovina sa stepenastim uzdužnim presjekom označava se kao stepenasta osovina. Ovaj dizajn olakšava lakšu instalaciju i pozicioniranje komponenti, što dovodi do učinkovitije raspodjele opterećenja. Iako njegov oblik nalikuje gredi jednolike čvrstoće, on ima više točaka koncentracije naprezanja. Zbog ovih karakteristika, stepenasta vratila imaju široku primjenu u različitim primjenama prijenosa.
3. Bregasto vratilo
Bregasto vratilo je kritična komponenta u klipnim motorima. U četverotaktnim motorima, bregasto vratilo obično radi na pola brzine od radilice, ali još uvijek održava visoku brzinu vrtnje i mora izdržati značajan okretni moment. Kao rezultat toga, dizajn bregastog vratila postavlja stroge zahtjeve na njegovu čvrstoću i mogućnosti podrške.
Bregaste osovine obično se izrađuju od specijaliziranog lijevanog željeza, iako su neke izrađene od kovanih materijala za veću izdržljivost. Dizajn bregastog vratila igra ključnu ulogu u cjelokupnoj arhitekturi motora.
4. Zglobna osovina
Klinaste osovine dobile su ime po svom prepoznatljivom izgledu, s uzdužnim utorom za klin na svojoj površini. Ovi utori za klin omogućuju rotiranje komponenti postavljenih na osovinu za održavanje sinkronizirane rotacije. Uz ovu rotacijsku sposobnost, klinaste osovine također omogućuju aksijalno kretanje, s nekim dizajnom koji uključuje pouzdane mehanizme za zaključavanje za primjene u sustavima kočenja i upravljanja.
Druga varijanta je teleskopska osovina koja se sastoji od unutarnje i vanjske cijevi. Vanjska cijev ima unutarnje zupce, dok unutarnja cijev ima vanjske zupce, što im omogućuje besprijekorno spajanje. Ovaj dizajn ne samo da prenosi rotacijski moment, već također pruža mogućnost izvlačenja i skupljanja po duljini, što ga čini idealnim za upotrebu u mehanizmima za promjenu stupnja prijenosa.
5. Osovina zupčanika
Kada je udaljenost od dedenduma kruga zupčanika do dna utora klina minimalna, zupčanik i vratilo integrirani su u jednu jedinicu, poznatu kao osovina zupčanika. Ova mehanička komponenta podržava rotirajuće dijelove i radi u sprezi s njima za prijenos gibanja, okretnog momenta ili momenata savijanja.
6. Pužna osovina
Pužna osovina obično se konstruira kao jedna jedinica koja integrira i puž i osovinu.
7.Šuplje vratilo
Osovina dizajnirana sa šupljim središtem poznata je kao šuplja osovina. Prilikom prijenosa okretnog momenta, vanjski sloj šupljeg vratila doživljava najveće smično naprezanje, što omogućuje učinkovitiju upotrebu materijala. Pod uvjetima u kojima je moment savijanja šuplje i pune osovine jednak, šuplja osovina značajno smanjuje težinu bez ugrožavanja performansi.
Radilica
Radilica je kritična komponenta u motoru, obično izrađena od ugljičnog konstrukcijskog čelika ili nodularnog željeza. Sadrži dva ključna dijela: glavni rukavac i rukavac klipnjače. Glavni rukavac je postavljen na blok motora, dok je rukavac klipnjače spojen na veliki kraj klipnjače. Mali kraj klipnjače povezan je s klipom u cilindru, tvoreći klasični koljenasto-klizni mehanizam.
Ekscentrično vratilo
Ekscentrično vratilo je definirano kao vratilo čija os nije poravnata sa središtem. Za razliku od običnih osovina, koje prvenstveno olakšavaju rotaciju komponenti, ekscentrične osovine mogu prenijeti i brzinu i brzinu. Za podešavanje središnje udaljenosti između osovina, ekscentrične osovine se obično koriste u ravninskim mehanizmima povezivanja, kao što su pogonski sustavi s klinastim remenom.
Fleksibilna osovina
Fleksibilna vratila prvenstveno su dizajnirana za prijenos momenta i gibanja. Zbog znatno manje krutosti na savijanje u usporedbi s krutošću na torziju, fleksibilna vratila mogu lako zaobilaziti razne prepreke, omogućujući prijenos na velike udaljenosti između glavne snage i radnog stroja.
Ove osovine olakšavaju prijenos gibanja između dvije osi koje imaju relativno kretanje bez potrebe za dodatnim međuprijenosnim uređajima, što ih čini idealnim za primjene na velikim udaljenostima. Njihov jednostavan dizajn i niska cijena doprinose njihovoj popularnosti u različitim mehaničkim sustavima. Uz to, fleksibilne osovine pomažu apsorbirati udarce i vibracije, poboljšavajući ukupnu izvedbu.
Uobičajene primjene uključuju ručne električne alate, određene prijenosne sustave u alatnim strojevima, brojače kilometara i uređaje za daljinsko upravljanje.
1.Power-Type fleksibilna osovina
Fleksibilne osovine pogonskog tipa imaju fiksnu vezu na kraju zgloba meke osovine, opremljenu kliznom čahurom unutar spoja crijeva. Ova su vratila prvenstveno namijenjena prijenosu zakretnog momenta. Temeljni zahtjev za savitljive osovine pogonskog tipa je dovoljna torzijska krutost. Tipično, ove osovine uključuju anti-rikverc mehanizme kako bi se osigurao jednosmjerni prijenos. Vanjski sloj izrađen je od čelične žice većeg promjera, a neki dizajni ne uključuju jezgru, čime se povećava otpornost na habanje i fleksibilnost.
2.Fleksibilna osovina kontrolnog tipa
Fleksibilna vratila kontrolnog tipa prvenstveno su dizajnirana za prijenos gibanja. Zakretni moment koji prenose uglavnom se koristi za prevladavanje momenta trenja koji se stvara između savitljive osovine žice i crijeva. Osim male krutosti na savijanje, ova vratila također moraju imati dovoljnu torzijsku krutost. U usporedbi s fleksibilnim vratilima pogonskog tipa, fleksibilna vratila kontrolnog tipa karakteriziraju njihove strukturne značajke, koje uključuju prisutnost jezgrene šipke, veći broj slojeva namota i manje promjere žice.
Struktura fleksibilne osovine
Fleksibilne osovine obično se sastoje od nekoliko komponenti: žičane fleksibilne osovine, fleksibilnog spoja osovine, crijeva i spoja crijeva.
1. Žičana fleksibilna osovina
Žičana savitljiva osovina, također poznata kao savitljiva osovina, izgrađena je od više slojeva čelične žice namotane zajedno, tvoreći kružni poprečni presjek. Svaki se sloj sastoji od nekoliko žica namotanih istovremeno, što mu daje strukturu sličnu opruzi s više žica. Najnutarnji sloj žice je omotan oko šipke jezgre, sa susjednim slojevima namotanim u suprotnim smjerovima. Ovaj dizajn se obično koristi u poljoprivrednim strojevima.
2. Fleksibilni zglob osovine
Fleksibilni zglob osovine dizajniran je za povezivanje izlazne osovine s radnim komponentama. Postoje dvije vrste spojeva: fiksni i klizni. Fiksni tip se obično koristi za kraće savitljive osovine ili u primjenama gdje radijus savijanja ostaje relativno konstantan. Nasuprot tome, klizni tip se koristi kada radijus savijanja značajno varira tijekom rada, dopuštajući veće kretanje unutar crijeva kako bi se prilagodilo promjenama duljine kako se crijevo savija.
3.Crijevo i spoj crijeva
Crijevo, koje se također naziva zaštitnim omotačem, služi za zaštitu fleksibilne osovine žice od kontakta s vanjskim komponentama, osiguravajući sigurnost operatera. Osim toga, može pohraniti maziva i spriječiti ulazak prljavštine. Tijekom rada, crijevo pruža potporu, čineći fleksibilnu osovinu lakšom za rukovanje. Naime, crijevo se ne okreće zajedno s fleksibilnom osovinom tijekom prijenosa, što omogućuje nesmetan i učinkovit rad.
Razumijevanje različitih tipova i funkcija vratila ključno je za inženjere i dizajnere kako bi osigurali optimalne performanse i pouzdanost mehaničkih sustava. Odabirom odgovarajućeg tipa osovine za specifične primjene, može se povećati učinkovitost i dugovječnost strojeva. Za više uvida u mehaničke komponente i njihove primjene, pratite naša najnovija ažuriranja!
Vrijeme objave: 15. listopada 2024
