Trục là gì?
Trục về cơ bản là một bộ phận quay của bất kỳ máy nào, có tiết diện tròn, dùng để truyền công suất từ bộ phận này sang bộ phận khác hoặc từ máy phát điện đến máy hấp thụ điện. Để truyền tải điện năng, một đầu của trục được nối với nguồn điện, đầu còn lại nối với máy. Trục có thể đặc hoặc rỗng tùy ý, trục rỗng giúp giảm trọng lượng và mang lại lợi thế.
Mô tả chung về trục
Trục là một trong những bộ phận rất quan trọng được sử dụng trong máy móc. Chúng được sử dụng để hỗ trợ các bộ phận quay như ròng rọc và bánh răng. Chúng được hỗ trợ bởi các vòng bi đặt trong vỏ máy cứng. Bánh răng và ròng rọc nằm trên trục giúp truyền chuyển động.
Nhiều phần tử quay khác được chốt vào trục. Các trục phải chịu mômen uốn và xoắn do phản lực của các bộ phận mà chúng đỡ và mô men xoắn được tạo ra do truyền công suất.
Trục luôn có tiết diện tròn và có thể rỗng hoặc đặc. Trục có thể được phân loại là trục khuỷu, trục tuyến tính, trục khớp nối hoặc trục linh hoạt, nhưng trục tuyến tính thường được sử dụng để truyền công suất.
Trục thường được thiết kế dưới dạng thanh hình trụ dốc để chúng có đường kính khác nhau trong suốt chiều dài của chúng, mặc dù trục có đường kính không đổi rất dễ sản xuất.
Độ lớn ứng suất trong trục bậc thay đổi theo chiều dài của nó. Các trục có đường kính đồng đều không thích hợp cho việc tháo, lắp, bảo trì và các trục này tạo ra sự phức tạp khi buộc chặt các bộ phận gắn trên chúng, đặc biệt là vòng bi.
2
Loại trục
01
trục truyền
Các trục này là các trục bậc được sử dụng để truyền công suất giữa nguồn này sang máy khác để hấp thụ năng lượng. Được gắn trên phần bậc của bánh răng trục, trục hoặc ròng rọc để truyền chuyển động.
Ví dụ: Trục trên cao, ống cuộn, trục phản lực và tất cả các trục của nhà máy.
hình ảnh
02
Trục cơ khí
Các trục này được đặt bên trong cụm máy và là một bộ phận không thể thiếu của máy.
Ví dụ: Trục khuỷu trong động cơ ô tô là trục máy.
hình ảnh
03
trục trục
Các trục này hỗ trợ các bộ phận quay, chẳng hạn như bánh xe, có thể được lắp trong vỏ có ổ trục, nhưng trục là bộ phận không quay. Chúng chủ yếu được sử dụng trong xe cộ.
Ví dụ: trục trong ô tô.
hình ảnh
04
Con quay
Đây là những bộ phận quay của máy chứa các công cụ hoặc không gian làm việc. Chúng là những trục ngắn được sử dụng trong máy móc.
Ví dụ: Trục chính trong máy tiện.
hình ảnh
3
Vật liệu trục
Thông thường thép nhẹ là vật liệu được sử dụng cho trục. Nếu cần cường độ cao thì sử dụng các loại thép hợp kim như thép niken-crom, niken và crom-vanadi. Chúng được hình thành bằng cách cán nóng và kéo nguội và mài. Các vật liệu thường được sử dụng cho trục thông thường là thép carbon loại 50C12, 50C4, 45C8, 40C8.
Vật liệu làm trục phải có các đặc tính sau:
Vật liệu phải có độ bền cao;
Vật liệu phải có khả năng chống mài mòn cao;
Vật liệu phải có đặc tính xử lý nhiệt;
Vật liệu phải có tính chất cơ học tốt;
Vật liệu phải có độ nhạy thấp.
4
Kích thước tiêu chuẩn của trục
Trục cơ khí
Lên tới 25 mm với các bước 0,5 mm.
trục truyền
Kích thước tiêu chuẩn của trục - chiều dài bước;
chiều dài bước từ 25mm đến 60mm-5mm;
chiều dài bước từ 60 mm đến 100 mm-10mm;
Chiều dài bước từ 110mm đến 140mm{2}}mm;
Các bước từ 140mm đến 500mm - 20mm.
Trục máy có kích thước tiêu chuẩn lên tới 25 mm với bước 5 mm. Đối với trục, chiều dài tiêu chuẩn là 5m, 6m và 7m nhưng thường từ 1m đến 2m.
5
ứng suất trong trục
Ứng suất sinh ra trong trục là:
Ứng suất cắt do truyền mô men xoắn (mô men xoắn do tải trọng xoắn);
Ứng suất uốn, có bản chất là nén hoặc kéo, do các lực tác dụng lên các phần tử cơ khí như ròng rọc, bánh răng và trọng lượng bản thân của trục;
Ứng suất tổng hợp do tải trọng uốn và xoắn gây ra.
Ứng suất cắt cho phép lớn nhất của ứng suất thiết kế là:
1. Trục có tốc độ 56000kN/m2 và có chỗ cho rãnh then.
2. Trục là 42000kN/m2 không có phụ cấp rãnh then.
Ứng suất uốn lớn nhất cho phép là:
1. Trục có tốc độ 112000kN/m2 và có chỗ cho rãnh then.
2. Trục là 84000kN/m2 không có phụ cấp rãnh then.
6
Chế tạo trục
Trục được sản xuất bằng quy trình cán nóng. Độ bền của trục khi cán nguội cao hơn so với cán nóng, nhưng cán nguội gây ra ứng suất dư cao khiến trục bị biến dạng trong quá trình gia công. Quá trình rèn được sử dụng để tạo ra trục có đường kính lớn hơn.
Sau khi cán xong, đầu trục được xử lý, một đầu trục được lắp trên máy kiểm tra, đầu còn lại được đỡ bởi tháp pháo của máy tiện. Để hoàn thiện trục, dụng cụ được giữ cố định bằng giá đỡ dụng cụ và khi bật nguồn, mâm cặp bắt đầu quay trục.
Bộ chỉ thị quay số được sử dụng để kiểm tra độ đồng tâm của trục trước khi gia công và thực hiện các nguyên công khác nhau như tiện, tiện mặt, tiện rãnh và tiện côn tùy theo mục đích. Khối lượng lớn, CNC và các ứng dụng khác phù hợp nhất cho các quy trình gia công cuối cùng. Nó cũng có thể được gia công bằng máy CNC hai đầu với trục được kẹp giữa vòng quay của dụng cụ và đồ gá.
Để đạt được độ đồng tâm và độ tròn, các dụng cụ quay phải đối mặt với nhau trên đường tâm. Trục truyền động và động cơ thường được sản xuất bằng quy trình này.
7
Truyền động trục
Chúng ta biết rằng trục được sử dụng để truyền công suất nên công thức được sử dụng để tính công suất truyền công suất là: P=2πnT/60. Trong đó P là công suất truyền tải (W); n là số vòng trên phút (vòng/phút); T là mô men xoắn tính bằng N·m.
Tốc độ của trục cho các ứng dụng khác nhau:
1. Máy móc: 100~200;
2. Máy chế biến gỗ: 250~700;
3. Công nghiệp dệt may: 300~800;
4. Xưởng máy nhẹ: 150~300;
5. Trục phụ: 200~600.
8
Thiết kế trục
Trục có thể được thiết kế thông qua hai quy trình khác nhau dựa trên các cân nhắc tải trọng khác nhau:
1. Thiết kế trục dựa trên độ bền Trục truyền động thường dễ bị uốn cong, mô men xoắn, lực kéo dọc trục và sự kết hợp của chúng. Thông thường, vòng bi được chịu tải kết hợp giữa ứng suất xoắn và ứng suất uốn.
Ứng suất kéo chịu lực:
Ứng suất kéo=P/A
Trong đó, A=(π/4)xD2, D là đường kính của trục tính bằng mm.
Mô men uốn ổ trục:
Ứng suất uốn=(MbxY)/I
Trong số đó, Mb{0}}mômen uốn; Y=D/2, trong đó D là đường kính; I=mômen quán tính=(πxD4)/64
Mô-men xoắn mang:
Ứng suất xoắn=MtxR/J
Trong số đó, Mt{0}}khoảnh khắc xoắn; R=D/2, trong đó D là đường kính; J=momen quán tính cực=(πxD4)/32
2. Thiết kế trục dựa trên độ cứng
Trục truyền động được cho là cứng dựa trên độ cứng xoắn nếu trục không xoắn quá nhiều.
{Mt/J}={(Gxθ)/L}
Trong số đó, Mt=mô-men xoắn mm tính bằng N; J=mô men quán tính cực=(πxD4)/32; D=đường kính trục (mm); θ=góc xoắn; G=mô đun độ cứng N/mm2.
9
Ưu điểm và nhược điểm của trục
Ưu điểm của trục
Họ ít có khả năng bị mắc kẹt hơn;
Chúng yêu cầu ít bảo trì hơn hệ thống dây chuyền;
Chúng có độ bền xoắn cao;
Chúng có mô men quán tính cực cao;
Họ rất mạnh và khó có thể thất bại;
Hình dạng bên trong của trục rỗng là rỗng nên cần ít vật liệu hơn;
Đối với cùng một giá trị truyền mô-men xoắn, trục rỗng có trọng lượng nhẹ hơn trục đặc;
Chúng có bán kính hồi chuyển rất cao.
Nhược điểm của trục
Chúng bị mất điện do khớp nối lỏng lẻo;
Chúng rung khi quay;
Chúng tạo ra tiếng ồn liên tục;
Chi phí sản xuất và bảo trì cao hơn;
Khó sản xuất;
Việc thay đổi tốc độ của một trục không phải là điều dễ dàng;
Thời gian ngừng hoạt động kéo dài do sự cố cơ học;
Những giọt dầu trên trục trên cao;
Việc sử dụng khớp nối đàn hồi (chẳng hạn như khớp nối lò xo lá) có thể dẫn đến tổn thất tốc độ giữa các trục;
Nếu trục bị hỏng thì sẽ mất rất nhiều thời gian để sửa chữa.
