Arboriisunt componente critice în sistemele mecanice, servind drept coloană vertebrală care susține toate elementele de transmisie în timp ce transmit cuplul și momentele de încovoiere ale rulmentului. Proiectarea unui arbore nu trebuie să se concentreze numai pe caracteristicile sale individuale, ci și să ia în considerare integrarea acestuia cu structura generală a sistemului de arbore. În funcție de tipul de sarcină experimentat în timpul mișcării și transmisiei puterii, arborii pot fi clasificați în arbori, arbori de antrenare și arbori rotativi. Ele pot fi, de asemenea, clasificate pe baza formei axei în arbori drepti, arbori excentrici, arbori cotiți și arbori flexibili.
Fusoare
1.Ax fix
Acest tip de ax suportă doar momente de încovoiere în timp ce rămâne staționar. Structura sa simplă și rigiditatea bună îl fac ideal pentru aplicații precum axele de biciclete.
2.Ax rotativ
Spre deosebire de fusurile fixe, fusurile rotative suportă și momente de încovoiere în timpul mișcării. Ele se găsesc în mod obișnuit în axele roților de tren.
Arborele de transmisie
Arborele de transmisie sunt proiectați pentru a transmite cuplul și sunt de obicei mai lungi datorită vitezelor mari de rotație. Pentru a preveni vibrațiile severe cauzate de forțele centrifuge, masa arborelui de antrenare este distribuită uniform de-a lungul circumferinței sale. Arborii de antrenare moderni utilizează adesea modele goale, care oferă viteze critice mai mari în comparație cu arborii solizi, făcându-i mai sigure și mai eficiente din punct de vedere al materialului. De exemplu, arborii de transmisie auto sunt de obicei fabricați din plăci de oțel groase uniform, în timp ce vehiculele grele folosesc adesea țevi de oțel fără sudură.
Ax rotativ
Arborii rotativi sunt unici prin faptul că suportă atât momentele de încovoiere, cât și momentele de torsiune, făcându-i una dintre cele mai comune componente în echipamentele mecanice.
Arbore drept
Arborii drepti au o axă liniară și pot fi clasificați în arbori optici și trepți. Capacele drepte sunt de obicei murdare, dar pot fi proiectate pentru a se scobi pentru a reduce greutatea, menținând în același timp rigiditatea și stabilitatea la torsiune.
1.Arbore optic
Simplu ca formă și ușor de fabricat, acești arbori sunt utilizați în principal pentru transmisie.
2. Arbore în trepte
Un arbore cu o secțiune transversală longitudinală în trepte este denumit arbore în trepte. Acest design facilitează instalarea și poziționarea mai ușoară a componentelor, ceea ce duce la o distribuție mai eficientă a sarcinii. În timp ce forma sa seamănă cu cea a unui fascicul cu rezistență uniformă, are mai multe puncte de concentrare a tensiunii. Datorită acestor caracteristici, arborii trepți sunt utilizați pe scară largă în diverse aplicații de transmisie.
3.Arborele cu came
Arborele cu came este o componentă critică la motoarele cu piston. La motoarele în patru timpi, arborele cu came funcționează de obicei la jumătate din viteza arborelui cotit, totuși menține o viteză mare de rotație și trebuie să suporte un cuplu semnificativ. Ca rezultat, designul arborelui cu came impune cerințe stricte privind rezistența și capacitățile sale de susținere.
Arborele cu came sunt de obicei fabricați din fontă specializată, deși unii sunt fabricați din materiale forjate pentru o durabilitate sporită. Designul arborelui cu came joacă un rol vital în arhitectura generală a motorului.
4.Spline Shaft
Arborii spline sunt denumiți pentru aspectul lor distinctiv, prezentând pe suprafața lor canelură longitudinală. Aceste canale permit componentelor rotative montate pe arbore să mențină rotația sincronizată. Pe lângă această capacitate de rotație, arborii canelați permit și mișcarea axială, unele modele care încorporează mecanisme de blocare fiabile pentru aplicații în sistemele de frânare și direcție.
O altă variantă este arborele telescopic, care constă din tuburi interioare și exterioare. Tubul exterior are dinți interni, în timp ce tubul interior are dinți externi, permițându-le să se potrivească perfect. Acest design nu numai că transmite cuplul de rotație, dar oferă și capacitatea de a se extinde și de a se contracta în lungime, făcându-l ideal pentru utilizarea în mecanismele de schimbare a vitezelor de transmisie.
5.Arborele angrenajului
Atunci când distanța de la cercul de dedendum al unei roți dințate până la partea inferioară a canelurii este minimă, angrenajul și arborele sunt integrate într-o singură unitate, cunoscută sub numele de arbore de angrenare. Această componentă mecanică susține piesele rotative și lucrează împreună cu acestea pentru a transmite mișcarea, cuplul sau momentele de încovoiere.
6.Worm Shaft
Un arbore melcat este de obicei construit ca o singură unitate care integrează atât melcul cât și arborele.
7.Arbore gol
Un arbore proiectat cu un centru gol este cunoscut sub numele de arbore tubular. La transmiterea cuplului, stratul exterior al arborelui tubular suferă cea mai mare tensiune de forfecare, permițând o utilizare mai eficientă a materialelor. În condițiile în care momentul încovoietor al arborelui tubular și cel plin este egal, arborii tubulari reduc semnificativ greutatea fără a compromite performanța.
Arborele cotit
Un arbore cotit este o componentă critică a unui motor, de obicei realizat din oțel structural carbon sau fontă ductilă. Dispune de două secțiuni cheie: jurnalul principal și jurnalul de biela. Cartușonul principal este montat pe blocul motor, în timp ce suportul bielei se conectează la capătul mare al bielei. Capătul mic al bielei este legat de pistonul din cilindru, formând un mecanism clasic manivelă-glisor.
Arbore excentric
Un arbore excentric este definit ca un arbore cu o axă care nu este aliniată cu centrul său. Spre deosebire de arborii obișnuiți, care facilitează în primul rând rotația componentelor, arborii excentrici sunt capabili să transmită atât rotația, cât și revoluția. Pentru reglarea distanței centrale dintre arbori, arborii excentrici sunt utilizați în mod obișnuit în mecanismele de legătură plane, cum ar fi sistemele de transmisie cu curele trapezoidale.
Arbore flexibil
Arborii flexibili sunt proiectați în primul rând pentru a transmite cuplul și mișcarea. Datorită rigidității lor la încovoiere semnificativ mai scăzute în comparație cu rigiditatea lor la torsiune, arborii flexibili pot naviga cu ușurință în jurul diferitelor obstacole, permițând transmiterea pe distanțe lungi între puterea principală și mașina de lucru.
Acești arbori facilitează transferul de mișcare între două axe care au mișcare relativă fără a fi nevoie de dispozitive intermediare suplimentare de transmisie, făcându-le ideale pentru aplicații pe distanțe lungi. Designul lor simplu și costul redus contribuie la popularitatea lor în diferite sisteme mecanice. În plus, arborii flexibili ajută la absorbția șocurilor și vibrațiilor, îmbunătățind performanța generală.
Aplicațiile obișnuite includ unelte electrice portabile, anumite sisteme de transmisie în mașini-unelte, odometre și dispozitive de control de la distanță.
1. Arbore flexibil de tip Power
Arborii flexibili de tip putere au o conexiune fixă la capătul îmbinării arborelui moale, echipat cu un manșon glisant în interiorul îmbinării furtunului. Acești arbori sunt proiectați în principal pentru transmisia cuplului. O cerință fundamentală pentru arborii flexibili de tip putere este rigiditatea la torsiune suficientă. De obicei, acești arbori includ mecanisme anti-invers pentru a asigura transmisia unidirecțională. Stratul exterior este construit cu o sârmă de oțel cu diametru mai mare, iar unele modele nu includ o tijă de miez, sporind atât rezistența la uzură, cât și flexibilitatea.
2. Arbore flexibil de tip control
Arborele flexibile de tip control sunt proiectate în principal pentru transmiterea mișcării. Cuplul pe care îl transmit este folosit în principal pentru a depăși cuplul de frecare generat între arborele flexibil de sârmă și furtun. Pe lângă faptul că au o rigiditate scăzută la încovoiere, acești arbori trebuie să aibă și o rigiditate la torsiune suficientă. În comparație cu arborii flexibili de tip putere, arborii flexibili de tip control se caracterizează prin caracteristicile lor structurale, care includ prezența unei tije de miez, un număr mai mare de straturi de înfășurare și diametre mai mici ale sârmei.
Structura arborelui flexibil
Arborii flexibili constau de obicei din mai multe componente: arbore flexibil de sârmă, îmbinare flexibilă a arborelui, furtun și îmbinare a furtunului.
1.Fire ax flexibil
Un arbore flexibil de sârmă, cunoscut și ca arbore flexibil, este construit din mai multe straturi de sârmă de oțel înfășurate împreună, formând o secțiune transversală circulară. Fiecare strat constă din mai multe fire de sârmă înfășurate simultan, dându-i o structură asemănătoare unui arc cu mai multe șuvițe. Stratul cel mai interior de sârmă este înfășurat în jurul unei tije de miez, cu straturi adiacente înfășurate în direcții opuse. Acest design este utilizat în mod obișnuit în mașinile agricole.
2.Imbinarea arborelui flexibil
Articulația flexibilă a arborelui este proiectată pentru a conecta arborele de ieșire a puterii la componentele de lucru. Există două tipuri de conexiune: fixă și glisantă. Tipul fix este utilizat de obicei pentru arbori flexibili mai scurti sau în aplicații în care raza de îndoire rămâne relativ constantă. În schimb, tipul de alunecare este utilizat atunci când raza de îndoire variază semnificativ în timpul funcționării, permițând o mișcare mai mare în interiorul furtunului pentru a se adapta la modificările de lungime pe măsură ce furtunul se îndoaie.
3. Furtun și îmbinare pentru furtun
Furtunul, denumit și înveliș de protecție, servește la protejarea arborelui flexibil de sârmă de contactul cu componentele externe, asigurând siguranța operatorului. În plus, poate stoca lubrifianți și poate împiedica pătrunderea murdăriei. În timpul funcționării, furtunul oferă suport, făcând arborele flexibil mai ușor de manevrat. În special, furtunul nu se rotește cu arborele flexibil în timpul transmisiei, permițând o funcționare lină și eficientă.
Înțelegerea diferitelor tipuri și funcții ale arborilor este crucială pentru ingineri și proiectanți pentru a asigura performanță și fiabilitate optime în sistemele mecanice. Prin selectarea tipului de arbore adecvat pentru aplicații specifice, se poate spori eficiența și longevitatea utilajelor. Pentru mai multe informații despre componentele mecanice și aplicațiile acestora, rămâneți la curent cu cele mai recente actualizări!
Ora postării: 15-oct-2024
