Osovinesu kritične komponente u mehaničkim sistemima, služe kao okosnica koja podržava sve elemente prijenosa dok prenose moment i nose momente savijanja. Dizajn okna ne mora se fokusirati samo na njegove individualne karakteristike, već mora uzeti u obzir i njegovu integraciju sa cjelokupnom strukturom sistema okna. Ovisno o vrsti opterećenja koje se doživljava tokom kretanja i prijenosa snage, vratila se mogu kategorizirati na vretena, pogonska vratila i rotirajuća vratila. Također se mogu klasificirati na osnovu oblika osi na ravna osovina, ekscentrična vratila, radilica i fleksibilna vratila.
Vretena
1.Fiksno vreteno
Ova vrsta vretena nosi samo momente savijanja dok ostaje nepomično. Njegova jednostavna struktura i dobra krutost čine ga idealnim za primjene kao što su osovine bicikla.
2. Rotating Spindle
Za razliku od fiksnih vretena, rotirajuća vretena imaju i momente savijanja dok su u pokretu. Obično se nalaze u osovinama točkova voza.
Pogonska osovina
Pogonska vratila su dizajnirana da prenose obrtni moment i obično su duža zbog velikih brzina rotacije. Kako bi se spriječile jake vibracije uzrokovane centrifugalnim silama, masa pogonskog vratila je ravnomjerno raspoređena duž njegovog obima. Moderne pogonske osovine često koriste šuplje konstrukcije, koje pružaju veće kritične brzine u poređenju sa čvrstim vratilima, čineći ih sigurnijim i efikasnijim za materijal. Na primjer, pogonska osovina automobila obično se izrađuju od ravnomjerno debelih čeličnih ploča, dok teška vozila često koriste bešavne čelične cijevi.
Rotating Shaft
Rotirajuće osovine su jedinstvene po tome što podnose momente savijanja i torzije, što ih čini jednom od najčešćih komponenti u mehaničkoj opremi.
Straight Shaft
Ravne osovine imaju linearnu os i mogu se kategorizirati na optičke i stepenaste osovine. Stabilne šahte su obično zaprljane, ali mogu biti dizajnirane da budu šuplje kako bi se smanjila težina uz održavanje krutosti i stabilnosti na torziju.
1.Optical Shaft
Jednostavne forme i jednostavne za proizvodnju, ove osovine se prvenstveno koriste za prijenos.
2.Stepped Shaft
Osovina sa stepenastim uzdužnim poprečnim presjekom naziva se stepenasto vratilo. Ovaj dizajn olakšava instalaciju i pozicioniranje komponenti, što dovodi do efikasnije raspodjele opterećenja. Iako njegov oblik podsjeća na gredu ujednačene čvrstoće, ima više tačaka koncentracije naprezanja. Zbog ovih karakteristika, stepenaste osovine se široko koriste u raznim primjenama prijenosa.
3.Camshaft
Bregasto vratilo je kritična komponenta u klipnim motorima. U četvorotaktnim motorima, bregasto vratilo obično radi na pola brzine radilice, ali ipak održava visoku brzinu rotacije i mora izdržati značajan obrtni moment. Kao rezultat toga, dizajn bregastog vratila postavlja stroge zahtjeve za njegovu snagu i mogućnosti potpore.
Bregaste osovine se obično izrađuju od specijalizovanog livenog gvožđa, iako su neke izrađene od kovanih materijala za povećanu izdržljivost. Dizajn bregastog vratila igra vitalnu ulogu u cjelokupnoj arhitekturi motora.
4.Spline Shaft
Zupčaste osovine su dobile ime po svom prepoznatljivom izgledu, sa uzdužnim utorom za klin na svojoj površini. Ovi utori za ključeve omogućavaju rotirajućim komponentama postavljenim na osovinu radi održavanja sinkronizirane rotacije. Pored ove mogućnosti rotacije, klizna osovina takođe omogućavaju aksijalno pomeranje, pri čemu neki dizajni uključuju pouzdane mehanizme za zaključavanje za primenu u sistemima kočenja i upravljanja.
Druga varijanta je teleskopska osovina, koja se sastoji od unutrašnje i vanjske cijevi. Vanjska cijev ima unutrašnje zupce, dok unutrašnja ima vanjske zube, što im omogućava da se besprijekorno uklapaju. Ovaj dizajn ne samo da prenosi obrtni moment već i pruža mogućnost produženja i skupljanja po dužini, što ga čini idealnim za upotrebu u mehanizmima za menjanje brzina.
5.Gear Shaft
Kada je udaljenost od dedendum kruga zupčanika do dna utora za klin minimalna, zupčanik i osovina su integrirani u jednu jedinicu, poznatu kao osovina zupčanika. Ova mehanička komponenta podržava rotirajuće dijelove i radi u sprezi s njima na prijenosu kretanja, momenta ili momenata savijanja.
6.Worm Shaft
Pužna osovina se obično konstruiše kao jedna jedinica koja integriše i puž i osovinu.
7. Šuplje vratilo
Osovina dizajnirana sa šupljim središtem poznata je kao šuplja osovina. Prilikom prijenosa obrtnog momenta, vanjski sloj šuplje osovine doživljava najveći smični napon, što omogućava efikasniju upotrebu materijala. U uslovima u kojima je moment savijanja šupljih i čvrstih vratila jednak, šuplje osovine značajno smanjuju težinu bez ugrožavanja performansi.
Radilica
Radilica je kritična komponenta u motoru, obično napravljena od ugljičnog konstrukcijskog čelika ili nodularnog željeza. Sastoji se od dva ključna odeljka: glavni rukavac i nosač klipnjače. Glavni rukavac je montiran na blok motora, dok se rukavac klipnjače povezuje sa velikim krajem klipnjače. Mali kraj klipnjače vezan je za klip u cilindru, formirajući klasičan mehanizam klizača radilice.
Ekscentrična osovina
Ekscentrično vratilo je definirano kao osovina čija os nije poravnata sa središtem. Za razliku od običnih vratila, koje prvenstveno olakšavaju rotaciju komponenti, ekscentrična vratila su sposobna prenositi i brzinu i okretanje. Za podešavanje središnjeg razmaka između osovina, ekscentrična vratila se obično koriste u ravnim mehanizmima povezivanja, kao što su sistemi pogona s klinastim remenom.
Fleksibilna osovina
Fleksibilne osovine su prvenstveno dizajnirane za prijenos obrtnog momenta i kretanja. Zbog svoje znatno manje krutosti na savijanje u odnosu na njihovu torzionu krutost, fleksibilna vratila mogu se lako kretati oko raznih prepreka, omogućavajući prijenos na velike udaljenosti između glavne snage i radne mašine.
Ove osovine olakšavaju prijenos pokreta između dvije osovine koje imaju relativno kretanje bez potrebe za dodatnim srednjim prijenosnim uređajima, što ih čini idealnim za aplikacije na velikim udaljenostima. Njihov jednostavan dizajn i niska cijena doprinose njihovoj popularnosti u različitim mehaničkim sistemima. Uz to, fleksibilne osovine pomažu u apsorpciji udaraca i vibracija, poboljšavajući ukupne performanse.
Uobičajene aplikacije uključuju ručne električne alate, određene sisteme prijenosa u alatnim mašinama, mjerače kilometara i uređaje za daljinsko upravljanje.
1.Power-Type Fleksibilna osovina
Fleksibilne osovine tipa snage imaju fiksni priključak na kraju spoja mekog vratila, opremljen kliznim rukavom unutar spoja crijeva. Ove osovine su prvenstveno dizajnirane za prijenos obrtnog momenta. Osnovni zahtjev za fleksibilne osovine pogonskog tipa je dovoljna torzijska krutost. Tipično, ove osovine uključuju mehanizme protiv preokreta radi osiguranja jednosmjernog prijenosa. Vanjski sloj je izrađen od čelične žice većeg promjera, a neki dizajni ne uključuju šipku jezgra, što povećava otpornost na habanje i fleksibilnost.
2. Fleksibilna osovina kontrolnog tipa
Fleksibilna osovina kontrolnog tipa prvenstveno su dizajnirana za prijenos pokreta. Moment koji prenose uglavnom se koristi za prevazilaženje momenta trenja koji se stvara između žičane fleksibilne osovine i crijeva. Osim niske krutosti na savijanje, ova vratila moraju posjedovati i dovoljnu torzionu krutost. U poređenju sa savitljivim vratilima pogonskog tipa, fleksibilna vratila kontrolnog tipa odlikuju se svojim strukturnim karakteristikama, koje uključuju prisustvo šipke jezgra, veći broj slojeva namotaja i manji prečnik žice.
Struktura fleksibilnog vratila
Fleksibilne osovine se obično sastoje od nekoliko komponenti: žičane fleksibilne osovine, fleksibilne osovine, crijeva i crijeva.
1. Žičana fleksibilna osovina
Žičana fleksibilna osovina, također poznata kao fleksibilna osovina, konstruirana je od više slojeva čelične žice namotane zajedno, formirajući kružni poprečni presjek. Svaki sloj se sastoji od nekoliko žica namotanih istovremeno, dajući mu strukturu sličnu višestrukoj oprugi. Unutarnji sloj žice je namotan oko šipke sa jezgrom, sa susjednim slojevima namotanim u suprotnim smjerovima. Ovaj dizajn se obično koristi u poljoprivrednim mašinama.
2.Flexible Shaft Joint
Fleksibilni zglob osovine je dizajniran da poveže izlaznu osovinu sa radnim komponentama. Postoje dvije vrste veze: fiksna i klizna. Fiksni tip se obično koristi za kraće fleksibilne osovine ili u aplikacijama gdje radijus savijanja ostaje relativno konstantan. Nasuprot tome, klizni tip se koristi kada radijus savijanja značajno varira tokom rada, omogućavajući veće kretanje unutar crijeva kako bi se prilagodile promjenama dužine kako se crijevo savija.
3.Crevo i spoj creva
Crijevo, također poznato kao zaštitni omotač, služi za zaštitu žičane fleksibilne osovine od kontakta s vanjskim komponentama, osiguravajući sigurnost operatera. Osim toga, može pohraniti maziva i spriječiti ulazak prljavštine. Tokom rada, crijevo pruža potporu, što olakšava rukovanje fleksibilnom osovinom. Primjetno je da se crijevo ne rotira sa fleksibilnom osovinom tokom prijenosa, što omogućava nesmetan i efikasan rad.
Razumijevanje različitih tipova i funkcija osovina ključno je za inženjere i dizajnere kako bi osigurali optimalne performanse i pouzdanost u mehaničkim sistemima. Odabirom odgovarajućeg tipa osovine za specifične primjene, može se povećati efikasnost i dugovječnost strojeva. Za više uvida u mehaničke komponente i njihove primjene, pratite naša najnovija ažuriranja!
Vrijeme objave: 15.10.2024
