Wat is een as?
Een as is in feite een roterend onderdeel van elke machine, met een cirkelvormige dwarsdoorsnede, dat wordt gebruikt om kracht van het ene onderdeel naar het andere over te brengen of van een krachtopwekkende machine naar een krachtabsorberende machine. Om kracht over te brengen, is het ene uiteinde van de as verbonden met de krachtbron en het andere uiteinde met de machine. Assen kunnen naar wens massief of hol zijn, waarbij holle assen het gewicht helpen verminderen en voordelen bieden.
Algemene beschrijving van de as
As is een van de zeer belangrijke elementen die in machines worden gebruikt. Ze worden gebruikt om roterende delen zoals katrollen en tandwielen te ondersteunen. Ze worden ondersteund door lagers die zich in de stijve machinebehuizing bevinden. Tandwielen en katrollen op de assen helpen de beweging over te brengen.
Veel andere roterende elementen zijn op de as vastgespied. De assen worden onderworpen aan buigmomenten en torsies als gevolg van de reactiekrachten van de onderdelen die ze ondersteunen en het koppel dat wordt gegenereerd door de krachtoverbrenging.
De schacht heeft altijd een cirkelvormige dwarsdoorsnede en kan hol of massief zijn. Assen kunnen worden geclassificeerd als krukassen, lineaire assen, gelede assen of flexibele assen, maar lineaire assen worden meestal gebruikt om kracht over te brengen.
Assen zijn meestal ontworpen als steile cilindrische staven, zodat ze over de hele lengte verschillende diameters hebben, hoewel assen met een constante diameter eenvoudig te produceren zijn.
De grootte van de spanning in een getrapte as varieert met de lengte. Assen met een uniforme diameter zijn niet geschikt voor demontage, montage en onderhoud, en deze assen zorgen voor complicaties bij het bevestigen van de erop gemonteerde onderdelen, vooral lagers.
2
Schachttype
01
transmissie-as
Deze assen zijn getrapte assen die worden gebruikt om kracht over te brengen tussen de ene bron naar een andere machine die de kracht absorbeert. Gemonteerd op het getrapte gedeelte van een tandwiel, naaf of poelie voor het overbrengen van beweging.
Voorbeelden: bovenliggende assen, spoelen, tussenassen en alle fabrieksassen.
afbeelding
02
Mechanische as
Deze assen bevinden zich in het geheel en vormen een integraal onderdeel van de machine.
Voorbeeld: De krukas in een automotor is een machine-as.
afbeelding
03
as as
Deze assen ondersteunen roterende elementen, zoals wielen, die in behuizingen met lagers kunnen zijn gemonteerd, maar de assen zijn niet-roterende elementen. Deze worden vooral gebruikt in voertuigen.
Voorbeeld: assen in auto's.
afbeelding
04
Spindel
Dit zijn de roterende delen van de machine waarin het gereedschap of de werkruimte zijn ondergebracht. Het zijn korte assen die in machines worden gebruikt.
Voorbeeld: Spindel in een draaibank.
afbeelding
3
Materiaal van de schacht
Typisch zacht staal is het materiaal dat wordt gebruikt voor assen. Als hoge sterkte vereist is, worden gelegeerde staalsoorten zoals nikkel-chroom-, nikkel- en chroom-vanadiumstaal gebruikt. Ze worden gevormd door warmwalsen en koudtrekken en slijpen. De materialen die gewoonlijk worden gebruikt voor conventionele assen zijn koolstofstaal van de kwaliteit 50C12, 50C4, 45C8 en 40C8.
Het materiaal dat voor de as wordt gebruikt, moet de volgende eigenschappen hebben:
Materialen moeten een hoge sterkte hebben;
Materialen moeten een hoge slijtvastheid hebben;
Materialen moeten warmtebehandelingseigenschappen hebben;
Materialen moeten goede mechanische eigenschappen hebben;
Het materiaal moet een lage kerfgevoeligheid hebben.
4
Standaard maat as
Mechanische as
Maximaal 25 mm in stappen van 0,5 mm.
transmissie-as
Standaard maat schacht - staplengte;
Staplengte van 25 mm tot 60 mm-5 mm;
Staplengte van 60 mm tot 100 mm-10 mm;
Staplengte van 110 mm tot 140 mm-15 mm;
Stappen van 140 mm tot 500 mm - 20mm.
Machineassen zijn verkrijgbaar in standaard maten tot 25 mm in stappen van 5 mm. Voor schachten zijn de standaardlengtes 5 m, 6 m en 7 m, maar over het algemeen bedraagt de lengte 1 tot 2 m.
5
spanning in de as
De in de as geïnduceerde spanning is:
Schuifspanning door koppeloverbrenging (koppel door torsiebelasting);
Buigspanningen, die druk- of trekvast zijn, als gevolg van krachten die inwerken op mechanische elementen zoals katrollen en tandwielen en het eigengewicht van de as;
Gecombineerde spanningen veroorzaakt door buig- en torsiebelastingen.
De maximaal toelaatbare schuifspanning van ontwerpspanning is:
1. De as is 56000 kN/m2 en er is ruimte voor de spiebaan.
2. De as bedraagt 42.000 kN/m2 zonder spiebaantoeslag.
De maximaal toegestane buigspanning bedraagt:
1. De as is 112.000 kN/m2 en er is ruimte voor de spiebaan.
2. De as bedraagt 84.000 kN/m2 zonder spiebaantoeslag.
6
Schacht productie
De as wordt vervaardigd met behulp van een warmwalsproces. De sterkte van de as is hoger bij koudwalsen vergeleken met warmwalsen, maar koudwalsen veroorzaakt hoge restspanningen waardoor de as tijdens de verwerking vervormt. Het smeedproces wordt gebruikt om assen met een grotere diameter te maken.
Nadat het rollen is voltooid, wordt het uiteinde van de as verwerkt, wordt het ene uiteinde van de as op de inspectiemachine gemonteerd en wordt het andere uiteinde van de as ondersteund door de toren van de draaibank. Om de as af te werken, wordt het gereedschap op zijn plaats gehouden door de gereedschapshouder, en wanneer de stroom wordt ingeschakeld, begint de boorkop de as te draaien.
Meetklokken worden gebruikt om de concentriciteit van de as te controleren vóór de bewerking en om verschillende bewerkingen uit te voeren, zoals draaien, vlakdraaien, groefsteken en conisch draaien, afhankelijk van het doel. Hoogvolume-, CNC- en andere toepassingen zijn het meest geschikt voor eindbewerkingsprocessen. Het kan ook worden bewerkt met een CNC-machine met twee uiteinden, waarbij de as wordt geklemd tussen de gereedschapsrotatie en de opspanning.
Om concentriciteit en rondheid te bereiken, moeten roterende gereedschappen op middellijnen naar elkaar toe gericht zijn. Aandrijfassen en motoren worden vaak met dit proces vervaardigd.
7
As aandrijving
We weten dat de as wordt gebruikt voor krachtoverbrenging, dus de formule die wordt gebruikt om de krachtoverbrenging te berekenen is: P=2πnT/60. Onder hen is P het uitgezonden vermogen (W); n is het aantal omwentelingen per minuut (tpm); T is het koppel in N·m.
Snelheid van assen voor diverse toepassingen:
1. Machines: 100 ~ 200;
2. Houtbewerkingsmachines: 250 ~ 700;
3. Textielindustrie: 300 ~ 800;
4. Werkplaats voor lichte machines: 150 ~ 300;
5. Hulpas: 200 ~ 600.
8
Schacht ontwerp
Assen kunnen worden ontworpen via twee verschillende processen op basis van verschillende belastingoverwegingen:
1. Op sterkte gebaseerd asontwerp Aandrijfassen zijn doorgaans gevoelig voor buigmomenten, koppels, axiale krachten en combinaties daarvan. Normaal gesproken worden lagers belast met een combinatie van torsie- en buigspanningen.
Trekspanning lager:
Trekspanning=P/A
Onder hen is A=(π/4)xD2, D de diameter van de as in mm.
Buigmoment lager:
Buigspanning=(MbxY)/I
Onder hen is Mb=buigmoment; Y=D/2, waarbij D de diameter is; I=traagheidsmoment=(πxD4)/64
Lagerkoppel:
Torsiespanning=MtxR/J
Onder hen het =draaiende moment van Mt; R=D/2, waarbij D de diameter is; J=polair traagheidsmoment=(πxD4)/32
2. Asontwerp gebaseerd op stijfheid
Een aandrijfas heet op basis van torsiestijfheid stijf als de as niet te veel tordeert.
{Mt/J}={(Gxθ)/L}
Onder hen, Mt=koppel mm in N; J=polair traagheidsmoment=(πxD4)/32; D=diameter van de as (mm); θ=torsiehoek; G=stijfheidsmodulus N/mm2.
9
Voor- en nadelen van assen
Voordelen van schacht
Het is minder waarschijnlijk dat ze vastlopen;
Ze vergen minder onderhoud dan kettingsystemen;
Ze hebben een hoge torsiesterkte;
Ze hebben hoge polaire traagheidsmomenten;
Ze zijn erg sterk en het is onwaarschijnlijk dat ze zullen falen;
De interne vorm van holle assen is hol, waardoor er minder materiaal nodig is;
Bij dezelfde koppeloverdrachtswaarde is een holle as lichter in gewicht dan een massieve as;
Ze hebben een zeer hoge draaistraal.
Nadelen van de as
Ze hebben vermogensverlies als gevolg van losse koppeling;
Ze trillen terwijl ze draaien;
Ze produceren een constant geluid;
Hogere productie- en onderhoudskosten;
Moeilijk te vervaardigen;
Het veranderen van de snelheid van een as is niet eenvoudig;
Lange stilstand door mechanische problemen;
Oliedruppels op bovengrondse schachten;
Het gebruik van elastomere koppelingen (zoals bladveerkoppelingen) kan leiden tot snelheidsverliezen tussen de assen;
Als een as kapot gaat, kost het veel tijd om deze te repareren.
