TengelyekA mechanikus rendszerek kritikus alkatrészei, amelyek gerincként szolgálnak, és az összes erőátviteli elemet megtámasztják, miközben továbbítják a nyomatékot és a csapágy hajlítónyomatékait. Egy tengely tervezésének nemcsak az egyedi jellemzőkre kell összpontosítania, hanem figyelembe kell vennie a tengelyrendszer teljes szerkezetével való integrációját is. A mozgás és az erőátvitel során tapasztalt terhelés típusától függően a tengelyek orsókra, hajtótengelyekre és forgótengelyekre oszthatók. Tengelyformájuk alapján egyenes tengelyekre, excentrikus tengelyekre, forgattyús tengelyekre és flexibilis tengelyekre is oszthatók.
Orsók
1. Fix orsó
Ez a típusú orsó csak hajlítónyomatékokat vesz fel, miközben mozdulatlan marad. Egyszerű szerkezete és jó merevsége ideálissá teszi olyan alkalmazásokhoz, mint például a kerékpártengelyek.
2. Forgóorsó
A rögzített orsókkal ellentétben a forgó orsók mozgás közben hajlítónyomatékokat is felvesznek. Gyakran megtalálhatók a vonatkerék-tengelyekben.
Hajtótengely
A kardántengelyeket nyomaték átvitelére tervezték, és a nagy forgási sebesség miatt jellemzően hosszabbak. A centrifugális erők okozta súlyos rezgések elkerülése érdekében a kardántengely tömege egyenletesen oszlik el a kerületén. A modern kardántengelyek gyakran üreges kialakításúak, amelyek nagyobb kritikus sebességet biztosítanak a tömör tengelyekhez képest, így biztonságosabbak és anyaghatékonyabbak. Például az autóipari kardántengelyek általában egyenletesen vastag acéllemezekből készülnek, míg a nehézgépjárművek gyakran varrat nélküli acélcsöveket használnak.
Forgó tengely
A forgótengelyek egyedülállóak abban, hogy hajlító- és torziós nyomatékokat is elviselnek, így a mechanikus berendezések egyik leggyakoribb alkatrészévé válnak.
Egyenes tengely
Az egyenes tengelyek lineáris tengellyel rendelkeznek, és optikai és lépcsős tengelyekre oszthatók. Az egyenes tengelyek jellemzően tömörek, de üregesre is tervezhetők a súlycsökkentés érdekében, miközben megőrzik a merevséget és a torziós stabilitást.
1. Optikai tengely
Egyszerű alakúak és könnyen gyárthatók, ezeket a tengelyeket elsősorban erőátvitelre használják.
2. Lépcsős tengely
A lépcsős hosszanti keresztmetszetű tengelyt lépcsős tengelynek nevezzük. Ez a kialakítás megkönnyíti az alkatrészek beszerelését és pozicionálását, ami hatékonyabb terheléselosztást eredményez. Bár alakja egy egyenletes szilárdságú gerendára hasonlít, több feszültségkoncentrációs ponttal rendelkezik. Ezen jellemzők miatt a lépcsős tengelyeket széles körben használják különféle erőátviteli alkalmazásokban.
3. Vezérműtengely
A vezérműtengely kritikus fontosságú alkatrész a dugattyús motorokban. Négyütemű motorokban a vezérműtengely jellemzően a főtengely sebességének felével működik, mégis magas forgási sebességet tart fenn, és jelentős nyomatékot kell elviselnie. Ennek eredményeként a vezérműtengely kialakítása szigorú követelményeket támaszt a szilárdságával és a tartóképességével kapcsolatban.
A vezérműtengelyek általában speciális öntöttvasból készülnek, bár némelyiket kovácsolt anyagokból készítik a nagyobb tartósság érdekében. A vezérműtengely kialakítása létfontosságú szerepet játszik a motor teljes architektúrájában.
4. Bordás tengely
A bordástengelyek jellegzetes megjelenésükről kapták a nevüket, amely felületükön hosszanti reteszhornyokkal rendelkezik. Ezek a reteszhornyok lehetővé teszik, hogy a tengelyre szerelt forgó alkatrészek szinkronizált forgást tartsanak fenn. Ezen forgási képesség mellett a bordástengelyek axiális mozgást is lehetővé tesznek, egyes konstrukciók megbízható reteszelő mechanizmusokat tartalmaznak a fék- és kormányrendszerekben való alkalmazásokhoz.
Egy másik változat a teleszkópos tengely, amely belső és külső csövekből áll. A külső cső belső fogakkal rendelkezik, míg a belső cső külső fogakkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a zökkenőmentes illeszkedést. Ez a kialakítás nemcsak a forgatónyomatékot továbbítja, hanem a hosszában történő nyújtást és összehúzódást is lehetővé teszi, így ideális sebességváltó mechanizmusokban való használatra.
5. Fogaskerék tengely
Amikor a fogaskerék dedendum köre és a kulcslyuk alja közötti távolság minimális, a fogaskerék és a tengely egyetlen egységbe integrálódik, amelyet fogaskeréktengelynek nevezünk. Ez a mechanikus alkatrész tartja a forgó alkatrészeket, és velük együttműködve továbbítja a mozgást, a nyomatékot vagy a hajlítónyomatékokat.
6. Csigatengely
A csigatengelyt jellemzően egyetlen egységként építik, amely mind a csigát, mind a tengelyt integrálja.
7. Üreges tengely
Az üreges középponttal ellátott tengelyt üreges tengelynek nevezzük. Nyomaték átvitelekor az üreges tengely külső rétege szenvedi el a legnagyobb nyírófeszültséget, ami lehetővé teszi az anyagok hatékonyabb felhasználását. Olyan körülmények között, ahol az üreges és a tömör tengelyek hajlítónyomatéka megegyezik, az üreges tengelyek jelentősen csökkentik a súlyt a teljesítmény feláldozása nélkül.
Főtengely
A főtengely a motor kritikus alkatrésze, jellemzően szén szerkezeti acélból vagy gömbgrafitos öntöttvasból készül. Két fő részből áll: a főtengelycsapból és a hajtórúdcsapból. A főtengelycsap a motorblokkra van szerelve, míg a hajtórúdcsap a hajtórúd nagyobbik végéhez csatlakozik. A hajtórúd kisebbik vége a henger dugattyújához van csatlakoztatva, így egy klasszikus forgattyústengely-csúszka mechanizmust alkotva.
Excentrikus tengely
Az excenteres tengely olyan tengely, amelynek tengelye nincs egy vonalban a középpontjával. A hagyományos tengelyekkel ellentétben, amelyek elsősorban az alkatrészek forgatását segítik elő, az excenteres tengelyek képesek mind a forgás, mind a forgás átvitelére. A tengelyek közötti középtávolság beállításához az excenteres tengelyeket általában síkszerkezetekben, például ékszíjas hajtásrendszerekben használják.
Rugalmas tengely
A flexibilis tengelyeket elsősorban nyomaték és mozgás átvitelére tervezték. A torziós merevségükhöz képest jelentősen alacsonyabb hajlítómerevségüknek köszönhetően a flexibilis tengelyek könnyen kikerülik a különféle akadályokat, lehetővé téve a nagy távolságú átvitelt a fő teljesítmény és a munkagép között.
Ezek a tengelyek megkönnyítik a mozgásátvitelt két, egymáshoz képest relatív mozgást végző tengely között további közbenső átviteli eszközök nélkül, így ideálisak nagy távolságú alkalmazásokhoz. Egyszerű kialakításuk és alacsony költségük hozzájárul népszerűségükhöz a különféle mechanikus rendszerekben. Ezenkívül a rugalmas tengelyek segítenek elnyelni az ütéseket és rezgéseket, javítva az általános teljesítményt.
Gyakori alkalmazások közé tartoznak a kéziszerszámok, bizonyos szerszámgépek átviteli rendszerei, kilométer-számlálók és távirányító eszközök.
1.Power-Type flexibilis tengely
A teljesítménytengelyű flexibilis tengelyek rögzített csatlakozással rendelkeznek a lágy tengely illesztési végén, amely a tömlőcsatlakozáson belül csúszóhüvellyel van felszerelve. Ezeket a tengelyeket elsősorban nyomatékátvitelre tervezték. A teljesítménytengelyű flexibilis tengelyek alapvető követelménye a megfelelő torziós merevség. Ezek a tengelyek jellemzően visszaforgásgátló mechanizmusokkal rendelkeznek az egyirányú átvitel biztosítása érdekében. A külső réteg nagyobb átmérőjű acélhuzalból készül, és egyes kivitelek nem tartalmaznak magrudat, ami fokozza mind a kopásállóságot, mind a rugalmasságot.
2. Vezérlő típusú flexibilis tengely
A szabályozó típusú flexibilis tengelyeket elsősorban mozgásátvitelre tervezték. Az általuk továbbított nyomatékot elsősorban a huzalos flexibilis tengely és a tömlő között keletkező súrlódási nyomaték leküzdésére használják. Az alacsony hajlítási merevség mellett ezeknek a tengelyeknek megfelelő torziós merevséggel is kell rendelkezniük. A teljesítmény típusú flexibilis tengelyekkel összehasonlítva a szabályozó típusú flexibilis tengelyeket szerkezeti jellemzőik jellemzik, amelyek közé tartozik a magrúd jelenléte, a tekercselési rétegek nagyobb száma és a kisebb huzalátmérők.
A rugalmas tengely szerkezete
A flexibilis tengelyek jellemzően több alkatrészből állnak: huzalból, flexibilis tengelycsatlakozásból, tömlőből és tömlőcsatlakozásból.
1.Huzalos flexibilis tengely
A hajlékony dróttengely, más néven hajlékony tengely, több réteg acélhuzalból készül, amelyek egymásba vannak tekercselve, kör keresztmetszetet alkotva. Minden réteg több, egyidejűleg feltekercselt drótszálból áll, így szerkezete hasonló egy többszálú rugóhoz. A drót legbelső rétege egy magrúd köré van tekercselve, a szomszédos rétegek pedig ellentétes irányban vannak feltekerve. Ezt a kialakítást gyakran használják mezőgazdasági gépekben.
2. Rugalmas tengelycsatlakozás
A flexibilis tengelycsatlakozó célja, hogy a teljesítménykimeneti tengelyt a munkadarabokhoz csatlakoztassa. Két csatlakozási típus létezik: fix és csúszó. A fix típust jellemzően rövidebb flexibilis tengelyekhez vagy olyan alkalmazásokhoz használják, ahol a hajlítási sugár viszonylag állandó marad. Ezzel szemben a csúszó típust akkor alkalmazzák, ha a hajlítási sugár működés közben jelentősen változik, ami nagyobb mozgást tesz lehetővé a tömlőn belül, hogy alkalmazkodjon a hosszváltozásokhoz a tömlő hajlásakor.
3. Tömlő és tömlőcsatlakozás
A tömlő, más néven védőburkolat, megvédi a flexibilis tengelyt a külső alkatrészekkel való érintkezéstől, biztosítva a kezelő biztonságát. Ezenkívül kenőanyagokat is tárolhat, és megakadályozhatja a szennyeződések bejutását. Működés közben a tömlő tartást biztosít, így a flexibilis tengely könnyebben kezelhető. Figyelemre méltó, hogy a tömlő nem forog a flexibilis tengellyel együtt átvitel közben, ami lehetővé teszi a sima és hatékony működést.
A tengelyek különböző típusainak és funkcióinak megértése kulcsfontosságú a mérnökök és tervezők számára az optimális teljesítmény és megbízhatóság biztosítása érdekében a mechanikus rendszerekben. A megfelelő tengelytípus kiválasztásával az adott alkalmazásokhoz növelhető a gépek hatékonysága és élettartama. A mechanikus alkatrészekkel és alkalmazásaikkal kapcsolatos további információkért kövesse nyomon legújabb frissítéseinket!
Közzététel ideje: 2024. október 15.
