Krótka odpowiedź: wytaczanie wału usuwaznacznie większa waga niż siła. Jeśli wywiercisz otwór o połowę mniejszej średnicy zewnętrznej, stracisz jedną czwartą ciężaru, ale tylko około sześciu procent sztywności skrętnej. Dlatego właśnie istnieją drążone wały, a zrozumienie tego jest podstawą podjęcia decyzji.
Wybór pomiędzy Asolidny wał silnikai apusty wał silnikajest zwykle przedstawiany jako mocny kontra lekki. Takie kadrowanie jest błędne i prowadzi ludzi do nadmiernego budowania. Prawdziwy kompromis rozgrywa się pomiędzy kosztem produkcji z jednej strony a wagą, bezwładnością i funkcją z drugiej. Siła ledwo tam wchodzi, gdy spojrzysz na liczby.
Sztywność skrętna pochodzi od materiału zewnętrznego. Stal w pobliżu środka wału prawie w żaden sposób nie przyczynia się do odporności na skręcanie, ponieważ ma niewielki promień. Ale nadal waży tyle, ile waży. Usuń go, a stracisz masę, zachowując prawie całą siłę.
Efekt nie jest liniowy i to zaskakuje ludzi. Sztywność spada z czwartą potęgą średnicy otworu, a masa z drugą potęgą. Zatem skromny nudziarz jest prawie darmowy.
| Otwór jako udział średnicy zewnętrznej | Waga usunięta | Utrata sztywności skrętnej |
|---|---|---|
| 40 procent | 16 procent | Około 2,6 proc |
| 50 procent | 25 procent | Około 6,3 proc |
| 60 procent | 36 procent | Około 13 proc |
| 70 procent | 49 procent | Około 24 proc |
| Tylko geometria, dla jednolitego przekroju okrągłego. Prawdziwe wały mają również stopnie, wypusty i elementy zwiększające naprężenia, które zmieniają obraz. | ||
Przeczytaj jeszcze raz wiersz 50 procent. Zniknęła jedna czwarta masy, a wał nadal jest sztywny na skręcanie w 94 procentach. W przypadku silnika, który stale przyspiesza i zwalnia, jest to bardzo dobry wynik, ponieważ usunięta masa była masą wirującą.
Zginanie to inna historia niż skręcanie, podobnie jak wyboczenie. Cienka ściana może również ulec miejscowym uszkodzeniom, wgniecić się lub zapaść po wciśnięciu. W przeszłości około 60 procent zysków szybko spadało, a ryzyko rosło. Z tego powodu produkcyjne wały drążone mieszczą się w rozsądnym paśmie, a nie na teoretycznym maksimum.
Dłuższy pasek jest lepszy
Silniki urządzeń, wentylatory, pompy, przenośniki i ogólne napędy przemysłowe są prawie wszystkie solidne i słusznie.
Znajdują się tu silniki trakcyjne pojazdów elektrycznych, przeguby robotów, wrzeciona o dużej prędkości i sprzęt półprzewodnikowy. TheProwadnica wału wirnika pojazdów elektrycznychszczegółowo omawia tę sprawę.
Pustka to nie jedna rzecz. Geometria otworu jest zgodna z jego przeznaczeniem.
| Typ otworu | Co to robi | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| Otwór przelotowy | Otwarte od końca do końca | Przepływ chłodziwa, prowadzenie kabli, drugi wał koncentryczny |
| Ślepa dziura | Znudzony tylko z jednego końca | Redukcja masy przy jednoczesnym zachowaniu solidności jednego końca dla funkcji napędu |
| Stożkowy otwór | Wewnętrzne siedzisko w kształcie stożka | Lokalizowanie i mocowanie współpracującej części wewnątrz wału |
Różnica cenowa pomiędzy materiałem pełnym a pustym to nie tylko jedna dodatkowa operacja wiercenia. Cztery rzeczy stają się trudniejsze, a każda z nich zwiększa koszty.
Otwór musi być koncentryczny z powierzchnią zewnętrzną.Wędrujący nudziarz pozostawia nierówną ścianę. Nierówna ściana oznacza nierówną masę, a nierówna masa oznacza, że wał nie będzie się wyważał. Na długim wale utrzymanie koncentryczności jest najtrudniejszą częścią pracy.
Głębokie odwierty są powolne.Zarówno odprowadzanie wiórów, jak i ugięcie narzędzia pogarszają się wraz z głębokością. Głęboki i dokładny odwiert nie jest operacją szybką.
Cienkie ściany się poruszają.Wydrążona część odkształca się bardziej podczas obróbki cieplnej i inaczej zaciska się podczas szlifowania. Trzeba go delikatnie trzymać i ostrożnie szlifować.
Równowaga ma większe znaczenie.Ponieważ wały drążone zwykle pracują przy dużych prędkościach, są wyważane do ciaśniejszego stopnia, co jest dodatkową operacją wymagającą własnej kontroli.
Zapytaj, w jaki sposób utrzymywana i weryfikowana jest koncentryczność otworu, a nie tylko tolerancja otworu. Każdy warsztat może wywiercić otwór na wymiar. Trzymanie tego otworu zgodnie ze średnicą zewnętrzną wzdłuż wału o średnicy 600 mm jest tym, co odróżnia producenta wałów od warsztatu mechanicznego. Pełna trasa procesu jest opisana wprzewodnik po obróbce.
Wały pełne obsługują pełen zakres funkcji napędowych:gładki, wpust, wielowypustowyIwkroczył, o średnicach roboczych do g6 lub h6 i biciu czołowym stopnia w granicach 0,02 mm.
Wały drążone są obrabiane w następujących granicach:
| Parametr | Zakres |
|---|---|
| Średnica zewnętrzna wału | φ8 do 130 mm |
| Średnica otworu | 3 do 50 mm, konfigurowalne |
| Długość | 100 do 2000 mm |
| Głębokość otworu ślepego | 5 do 150 mm |
| Koncentryczność, TIR | ≤0,01 mm, typowo 0,005 mm |
| Twardość | 28 do 58 HRC, zazwyczaj 42 do 48 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Nie mniej niż 600 MPa |
| Przybory | Stop 4140 i 4340, stal nierdzewna 303, 304 i 416 |
Traktowanie pustki jako obniżenia wytrzymałości.Tak nie jest, a powyższa tabela pokazuje dlaczego. Odrzucenie wału drążonego ze względów wytrzymałościowych zwykle oznacza opłacenie masy wirującej, którą silnik musi następnie przyspieszać przez cały dzień.
Nudny wał, który nie miał powodu się nudzić.Błąd odwrotny. W urządzeniu lub silniku pompy o stałej prędkości mała bezwładność nic nie daje. Otwór zwiększa koszty i nic nie daje, ponieważ wał nigdy nie zmienia prędkości wystarczająco szybko, aby się tym przejmować.
Określenie otworu przed obciążeniem.Rozmiar otworu skopiowany z innego projektu jest przypuszczeniem. Grubość ścianki powinna być określona na podstawie momentu obrotowego faktycznie przenoszonego przez wał i tego, co musi zmieścić się w środku, a nie tego, co stosowano na poprzednim rysunku.
Jeśli żadna z nich nie rozwiąże problemu, domyślnie wybierz opcję solidną. Hollow powinien wygrać z jakiegoś powodu, a nie ze względu na preferencje.
Czy wał drążony jest słabszy niż wał pełny?
Tylko nieznacznie, przy tej samej średnicy zewnętrznej. Otwór w połowie średnicy zewnętrznej usuwa około 25 procent ciężaru, ale tylko około 6 procent sztywności skrętnej, ponieważ materiał w pobliżu środka w bardzo niewielkim stopniu przyczynia się do przeciwstawiania się skręcaniu. Wytrzymałość rzadko jest powodem do odrzucenia wału drążonego.
Dlaczego wał drążony jest droższy?
Otwór musi pozostać koncentryczny w stosunku do powierzchni zewnętrznej na całej długości, głębokie wytaczanie jest powolne, cienkie ścianki odkształcają się bardziej podczas obróbki cieplnej i szlifowania, a wały drążone zwykle wymagają dokładniejszego wyważenia. To właśnie te cztery czynniki, a nie samo wiercenie, wpływają na cenę.
Jaka jest różnica między wałem z otworem przelotowym a wałem z otworem nieprzelotowym?
Otwór przelotowy jest otwarty na obu końcach, dzięki czemu może przejść przez niego chłodziwo, kabel lub inny wał. Ślepy otwór jest wytaczany tylko z jednego końca, co zmniejsza wagę, a drugi koniec pozostaje solidny na wpust, wielowypust lub gwint.
Jak duży może być otwór?
W praktyce do około 60 procent średnicy zewnętrznej w przypadku większości wałów silnika. Poza tym utrata sztywności przyspiesza, a cienka ścianka staje się podatna na uszkodzenia podczas pasowań wciskowych i obróbki cieplnej. Guanshuo obrabia otwory od 3 do 50 mm w wałach od φ8 do 130 mm.
Wyślij cło i to, co ma przejść przez szyb, jeśli w ogóle. Guanshuo samodzielnie produkuje wały pełne i drążone i doradzi, który z nich faktycznie uzasadnia Twoje zastosowanie.
Poproś o wycenę Lub skontaktuj się z zespołem nastrona kontaktowa.
