Eksen nedir?
Şaft temel olarak, gücü bir parçadan diğerine veya güç üreten bir makineden güç emici bir makineye iletmek için kullanılan, dairesel bir kesite sahip herhangi bir makinenin dönen bir parçasıdır. Gücün iletilmesi için şaftın bir ucu güç kaynağına, diğer ucu ise makineye bağlanır. Şaftlar isteğe göre dolu veya içi boş olabilir, içi boş miller ağırlığın azaltılmasına yardımcı olur ve avantaj sağlar.
Eksenin genel açıklaması
Mil, makinelerde kullanılan çok önemli unsurlardan biridir. Makara ve dişli gibi dönen parçaları desteklemek için kullanılırlar. Sert makine gövdesinde bulunan rulmanlar tarafından desteklenirler. Millerin üzerinde bulunan dişliler ve makaralar hareketin iletilmesine yardımcı olur.
Diğer birçok dönen eleman mile kilitlenmiştir. Şaftlar, destekledikleri elemanların tepki kuvvetleri ve güç aktarımından kaynaklanan tork nedeniyle eğilme momentlerine ve burulmalara maruz kalır.
Şaft her zaman dairesel bir kesite sahiptir ve içi boş veya katı olabilir. Şaftlar krank milleri, doğrusal miller, mafsallı miller veya esnek miller olarak sınıflandırılabilir, ancak doğrusal miller genellikle gücü iletmek için kullanılır.
Şaftlar genellikle dik silindirik çubuklar olarak tasarlanır, böylece uzunlukları boyunca farklı çaplara sahip olurlar, ancak sabit çaplı şaftların üretilmesi kolaydır.
Kademeli bir şafttaki gerilimin büyüklüğü uzunluğuna göre değişir. Çapı düzgün olan miller sökme, takma, bakım işlemlerine uygun değildir ve bu miller üzerlerine monte edilen parçaların özellikle de rulmanların sabitlenmesinde zorluk yaratır.
2
Şaft tipi
01
transmisyon mili
Bu şaftlar, gücü bir kaynaktan gücü emen başka bir makineye iletmek için kullanılan kademeli şaftlardır. Hareketi iletmek için bir şaft dişlisinin, göbeğinin veya kasnağının kademeli kısmına monte edilir.
Örnekler: Tavan milleri, makaralar, ara miller ve tüm fabrika milleri.
resim
02
Mekanik eksen
Bu eksenler düzeneğin içinde bulunur ve makinenin ayrılmaz bir parçasıdır.
Örnek: Bir araba motorundaki krank mili bir makine milidir.
resim
03
aks mili
Bu şaftlar, rulmanlı yuvalara monte edilebilen tekerlekler gibi dönen elemanları destekler, ancak şaftlar dönmeyen elemanlardır. Bunlar esas olarak araçlarda kullanılır.
Örnek: arabalardaki akslar.
resim
04
Mil
Bunlar, aletleri veya çalışma alanını barındıran makinenin dönen parçalarıdır. Makinelerde kullanılan kısa millerdir.
Örnek: Tornadaki iş mili.
resim
3
Şaft malzemesi
Tipik olarak yumuşak çelik, şaftlar için kullanılan malzemedir. Yüksek mukavemet isteniyorsa nikel-krom, nikel, krom-vanadyum çeliği gibi alaşımlı çelikler kullanılır. Sıcak haddeleme ve soğuk çekme ve taşlama ile oluşturulurlar. Geleneksel millerde genellikle kullanılan malzemeler 50C12, 50C4, 45C8, 40C8 kalite karbon çeliğidir.
Şaft için kullanılan malzeme aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:
Malzemeler yüksek mukavemete sahip olmalıdır;
Malzemeler yüksek aşınma direncine sahip olmalıdır;
Malzemeler ısıl işlem özelliğine sahip olmalı;
Malzemeler iyi mekanik özelliklere sahip olmalıdır;
Malzemenin çentik hassasiyeti düşük olmalıdır.
4
Standart şaft boyutu
Mekanik eksen
0,5 mm'lik adımlarla 25 mm'ye kadar.
transmisyon mili
Standart şaft boyutu - adım uzunluğu;
25 mm ila 60 mm-5 mm adım uzunluğu;
60 mm ila 100 mm-10 mm adım uzunluğu;
110mm ila 140mm-15mm adım uzunluğu;
140 mm'den 500 mm'ye - 20 mm'lik adımlar.
Makine eksenleri 5 mm'lik adımlarla 25 mm'ye kadar standart boyutlarda mevcuttur. Şaftlar için standart uzunluklar 5m, 6m ve 7m'dir ancak genellikle 1m ila 2m arasında değişir.
5
şafttaki stres
Şaftta oluşan stres:
Tork aktarımından kaynaklanan kesme gerilimi (burulma yükünden kaynaklanan tork);
Kasnaklar ve dişliler gibi mekanik elemanlara ve şaftın kendi ağırlığına etki eden kuvvetlerden kaynaklanan, doğası gereği basınç veya çekme olan bükülme gerilmeleri;
Eğilme ve burulma yüklerinin neden olduğu birleşik gerilimler.
Tasarım geriliminin izin verilen maksimum kayma gerilimi:
1. Şaft 56000kN/m2'dir ve kama yuvası için yer vardır.
2. Şaft, kama payı olmadan 42000kN/m2'dir.
İzin verilen maksimum bükülme gerilimi:
1. Şaft 112000kN/m2'dir ve kama yuvası için yer vardır.
2. Şaft, kama yuvası payı olmadan 84000kN/m2'dir.
6
Şaft imalatı
Şaft sıcak haddeleme yöntemi kullanılarak üretilmektedir. Şaftın mukavemeti, soğuk haddeleme sırasında sıcak haddelemeye kıyasla daha yüksektir, ancak soğuk haddeleme, şaftın işlem sırasında deforme olmasına neden olan yüksek artık gerilimlere neden olur. Dövme işlemi daha büyük çaplı miller oluşturmak için kullanılır.
Haddeleme tamamlandıktan sonra şaftın ucu işlenir, şaftın bir ucu muayene makinesine monte edilir, şaftın diğer ucu ise torna taretiyle desteklenir. Şaftı tamamlamak için takım, takım tutucu tarafından yerinde tutulur ve güç açıldığında ayna şaftı döndürmeye başlar.
Komparatörler, işleme öncesinde milin eşmerkezliliğini kontrol etmek ve amaca bağlı olarak tornalama, yüzey alma, kanal açma ve konik tornalama gibi çeşitli işlemleri gerçekleştirmek için kullanılır. Yüksek hacimli, CNC ve diğer uygulamalar son işleme süreçleri için en uygun olanlardır. Ayrıca eksen takım dönüşü ile fikstür arasına sıkıştırılmış bir CNC çift uçlu makine ile de işlenebilir.
Eşmerkezlilik ve yuvarlaklık elde etmek için dönen takımların merkez çizgileri üzerinde birbirine bakması gerekir. Tahrik milleri ve motorlar genellikle bu işlem kullanılarak üretilir.
7
Şaft tahriki
Şaftın güç aktarımı için kullanıldığını biliyoruz, dolayısıyla güç aktarımını hesaplamak için kullanılan formül şu şekildedir: P=2πnT/60. Bunlar arasında P iletilen güçtür (W); n dakika başına devirdir (rpm); T, N·m cinsinden torktur.
Çeşitli uygulamalar için eksenlerin hızı:
1. Makineler: 100~200;
2. Ağaç işleme makineleri: 250~700;
3. Tekstil endüstrisi: 300~800;
4. Hafif makine atölyesi: 150~300;
5. Yardımcı şaft: 200~600.
8
Şaft tasarımı
Şaftlar, farklı yük hususlarına dayalı olarak iki farklı süreçle tasarlanabilir:
1. Mukavemete dayalı şaft tasarımı Tahrik şaftları genellikle bükülme momentlerine, torklara, eksenel çekmelere ve bunların kombinasyonlarına karşı hassastır. Tipik olarak rulmanlar burulma ve bükülme gerilimlerinin birleşimiyle yüklenir.
Rulman çekme gerilimi:
Çekme gerilimi=P/A
Bunlardan A=(π/4)xD2, D milin mm cinsinden çapıdır.
Rulman bükülme momenti:
Bükülme gerilimi=(MbxY)/I
Bunlar arasında Mb=bükülme momenti; Y=D/2, burada D çaptır; I=eylemsizlik momenti=(πxD4)/64
Rulman torku:
Burulma gerilimi=MtxR/J
Bunların arasında Mt=bükülme anı; R=D/2, burada D çaptır; J=kutupsal eylemsizlik momenti=(πxD4)/32
2. Sertliğe dayalı mil tasarımı
Şaft çok fazla dönmüyorsa, burulma sertliği temelinde bir tahrik şaftının rijit olduğu söylenir.
{Mt/J}={(Gxθ)/L}
Bunların arasında, N cinsinden Mt=tork mm; J=kutupsal eylemsizlik momenti=(πxD4)/32; D=şaftın çapı (mm); θ=burulma açısı; G=sertlik modülü N/mm2.
9
Millerin Avantajları ve Dezavantajları
Şaftın avantajları
Sıkışma olasılıkları daha azdır;
Zincirli sistemlere göre daha az bakım gerektirirler;
Yüksek burulma mukavemetine sahiptirler;
Polar atalet momenti değerleri yüksektir;
Çok güçlüler ve başarısız olmaları pek mümkün değil;
İçi boş millerin iç şekli içi boş olduğundan daha az malzeme gerektirir;
Aynı tork aktarım değeri için içi boş mil, katı milden daha hafiftir;
Çok yüksek bir dönme yarıçapına sahiptirler.
Şaft Dezavantajları
Gevşek bağlantı nedeniyle güç kaybı yaşarlar;
Döndükçe titreşirler;
Sürekli bir ses çıkarırlar;
Daha yüksek üretim ve bakım maliyetleri;
Üretimi zor;
Bir eksenin hızını değiştirmek kolay değildir;
Mekanik sorunlar nedeniyle uzun hizmet dışı kalma süresi;
Havai şaftlardaki yağ damlacıkları;
Elastomerik kaplinlerin (yaprak yaylı kaplinler gibi) kullanılması miller arasında hız kayıplarına neden olabilir;
Şaft arızalanırsa onarımı çok zaman alacaktır.
