SchachtenZijn cruciale componenten in mechanische systemen en vormen de ruggengraat die alle transmissie-elementen ondersteunt bij het overbrengen van koppel en buigmomenten. Het ontwerp van een as moet niet alleen gericht zijn op de individuele eigenschappen, maar ook rekening houden met de integratie ervan in de algehele structuur van het assysteem. Afhankelijk van het type belasting dat tijdens de beweging en krachtoverbrenging wordt ervaren, kunnen assen worden onderverdeeld in spindels, aandrijfassen en roterende assen. Ze kunnen ook op basis van hun asvorm worden ingedeeld in rechte assen, excentrische assen, krukassen en flexibele assen.
Spindels
1. Vaste spindel
Dit type spindel neemt alleen buigmomenten op in stationaire toestand. De eenvoudige constructie en goede stijfheid maken hem ideaal voor toepassingen zoals fietsassen.
2. Roterende spindel
In tegenstelling tot vaste spindels ondervinden roterende spindels ook buigmomenten tijdens de beweging. Deze komen vaak voor in assen van treinwielen.
Aandrijfas
Aandrijfassen zijn ontworpen om koppel over te brengen en zijn doorgaans langer vanwege de hoge rotatiesnelheden. Om hevige trillingen door centrifugale krachten te voorkomen, is de massa van de aandrijfas gelijkmatig verdeeld over de omtrek. Moderne aandrijfassen maken vaak gebruik van holle ontwerpen, die hogere kritische snelheden bieden in vergelijking met massieve assen, waardoor ze veiliger en materiaalefficiënter zijn. Aandrijfassen voor auto's worden bijvoorbeeld meestal gemaakt van gelijkmatig dikke staalplaten, terwijl zware voertuigen vaak naadloze stalen buizen gebruiken.
Draaiende as
Roterende assen zijn uniek omdat ze zowel buig- als torsiemomenten ondergaan. Hierdoor zijn ze een van de meest voorkomende onderdelen in mechanische apparatuur.
Rechte schacht
Rechte assen hebben een lineaire as en kunnen worden onderverdeeld in optische en getrapte assen. Rechte assen zijn meestal massief, maar kunnen hol worden ontworpen om gewicht te besparen en tegelijkertijd stijfheid en torsiestabiliteit te behouden.
1.Optische schacht
Deze assen zijn eenvoudig van vorm en makkelijk te produceren. Ze worden voornamelijk gebruikt voor transmissie.
2. Getrapte schacht
Een as met een getrapte longitudinale doorsnede wordt een getrapte as genoemd. Dit ontwerp vergemakkelijkt de installatie en positionering van componenten, wat leidt tot een efficiëntere lastverdeling. Hoewel de vorm lijkt op die van een balk met uniforme sterkte, heeft deze wel meerdere punten waarop de spanning zich concentreert. Vanwege deze eigenschappen worden getrapte assen veel gebruikt in diverse transmissietoepassingen.
3.Nokkenas
De nokkenas is een cruciaal onderdeel van zuigermotoren. In viertaktmotoren draait de nokkenas doorgaans met de helft van de krukassnelheid, maar behoudt toch een hoog toerental en moet een aanzienlijk koppel kunnen verdragen. Het ontwerp van de nokkenas stelt daarom hoge eisen aan de sterkte en het draagvermogen.
Nokkenassen worden meestal gemaakt van speciaal gietijzer, hoewel sommige ook van gesmeed materiaal zijn gemaakt voor extra duurzaamheid. Het ontwerp van de nokkenas speelt een cruciale rol in de algehele motorarchitectuur.
4.Spline-as
Spline-assen zijn vernoemd naar hun opvallende uiterlijk, met een longitudinale spiebaan op het oppervlak. Deze spiebanen maken het mogelijk om roterende componenten op de as te monteren en zo een gesynchroniseerde rotatie te behouden. Naast deze rotatiecapaciteit maken spline-assen ook axiale beweging mogelijk, waarbij sommige ontwerpen betrouwbare vergrendelingsmechanismen bevatten voor toepassingen in rem- en stuursystemen.
Een andere variant is de telescopische as, die bestaat uit een binnen- en buitenbuis. De buitenbuis heeft interne tanden, terwijl de binnenbuis externe tanden heeft, waardoor ze naadloos in elkaar passen. Dit ontwerp brengt niet alleen rotatiekracht over, maar biedt ook de mogelijkheid om in lengte uit te rekken en in te krimpen, waardoor het ideaal is voor gebruik in schakelmechanismen van transmissies.
5. Tandwielas
Wanneer de afstand van de dendumcirkel van een tandwiel tot de onderkant van de spiebaan minimaal is, worden het tandwiel en de as geïntegreerd in één geheel, de zogenaamde tandwielas. Dit mechanische onderdeel ondersteunt roterende onderdelen en werkt ermee samen om beweging, koppel of buigmomenten over te brengen.
6.Wormschacht
Een wormas bestaat doorgaans uit één geheel, waarin zowel de worm als de as zijn opgenomen.
7.Holle schacht
Een as met een holle kern staat bekend als een holle as. Bij het overbrengen van koppel ondervindt de buitenste laag van een holle as de hoogste schuifspanning, wat zorgt voor een efficiënter materiaalgebruik. Onder omstandigheden waarbij het buigmoment van holle en massieve assen gelijk is, verminderen holle assen het gewicht aanzienlijk zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.
Krukas
Een krukas is een cruciaal onderdeel van een motor, meestal gemaakt van koolstofstaal of nodulair gietijzer. Hij bestaat uit twee belangrijke onderdelen: de hoofdlagertap en de drijfstangtap. De hoofdlagertap is gemonteerd op het motorblok, terwijl de drijfstangtap is verbonden met het grote uiteinde van de drijfstang. Het kleine uiteinde van de drijfstang is verbonden met de zuiger in de cilinder en vormt zo een klassiek krukas-schuifmechanisme.
Excentrische schacht
Een excentrische as wordt gedefinieerd als een as waarvan de as niet in lijn is met het middelpunt. In tegenstelling tot gewone assen, die voornamelijk de rotatie van componenten vergemakkelijken, kunnen excentrische assen zowel rotatie als omwenteling overbrengen. Voor het aanpassen van de hart-op-hart afstand tussen assen worden excentrische assen vaak gebruikt in vlakke verbindingsmechanismen, zoals V-snaaraandrijvingen.
Flexibele as
Flexibele assen zijn primair ontworpen om koppel en beweging over te brengen. Dankzij hun aanzienlijk lagere buigstijfheid in vergelijking met hun torsiestijfheid, kunnen flexibele assen gemakkelijk om verschillende obstakels heen navigeren, waardoor overdracht over lange afstanden tussen het primaire vermogen en de werkende machine mogelijk is.
Deze assen vergemakkelijken de bewegingsoverdracht tussen twee assen met een relatieve beweging zonder dat er extra tussenliggende transmissiesystemen nodig zijn, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen over lange afstanden. Hun eenvoudige ontwerp en lage kosten dragen bij aan hun populariteit in diverse mechanische systemen. Bovendien helpen flexibele assen schokken en trillingen te absorberen, wat de algehele prestaties verbetert.
Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer draagbare elektrische gereedschappen, bepaalde transmissiesystemen in gereedschapsmachines, kilometertellers en afstandsbedieningen.
1. Flexibele as van het Power-type
Flexibele assen van het type Power hebben een vaste verbinding aan het uiteinde van de zachte asverbinding, voorzien van een schuifmof in de slangverbinding. Deze assen zijn primair ontworpen voor koppeloverdracht. Een fundamentele vereiste voor flexibele assen van het type Power is voldoende torsiestijfheid. Deze assen zijn doorgaans voorzien van anti-reverse mechanismen om unidirectionele overdracht te garanderen. De buitenlaag is gemaakt van staaldraad met een grotere diameter en sommige ontwerpen hebben geen kernstaaf, wat zowel de slijtvastheid als de flexibiliteit verbetert.
2. Flexibele as van het controletype
Flexibele assen van het type Control zijn primair ontworpen voor bewegingsoverdracht. Het overbrengende koppel wordt voornamelijk gebruikt om het wrijvingsmoment tussen de flexibele as van de draad en de slang te overwinnen. Naast een lage buigstijfheid moeten deze assen ook voldoende torsiestijfheid bezitten. Vergeleken met flexibele assen van het type Power worden flexibele assen van het type Control gekenmerkt door hun structurele kenmerken, waaronder de aanwezigheid van een kernstaaf, een groter aantal wikkellagen en kleinere draaddiameters.
Structuur van de flexibele as
Flexibele assen bestaan doorgaans uit verschillende onderdelen: een flexibele draadas, een flexibele asverbinding, een slang en een slangverbinding.
1. Flexibele draadas
Een flexibele draadas, ook wel een flexibele as genoemd, is opgebouwd uit meerdere lagen staaldraad die om elkaar heen zijn gewikkeld en zo een cirkelvormige doorsnede vormen. Elke laag bestaat uit meerdere draden die gelijktijdig zijn gewikkeld, waardoor de structuur lijkt op die van een meerstrengsveer. De binnenste draadlaag is om een kernstaaf gewikkeld, met aangrenzende lagen in tegengestelde richting. Dit ontwerp wordt vaak gebruikt in landbouwmachines.
2. Flexibele asverbinding
De flexibele asverbinding is ontworpen om de uitgaande as te verbinden met de werkende componenten. Er zijn twee verbindingstypen: vast en glijdend. Het vaste type wordt meestal gebruikt voor kortere flexibele assen of in toepassingen waarbij de buigradius relatief constant blijft. Het glijdende type daarentegen wordt gebruikt wanneer de buigradius tijdens bedrijf aanzienlijk varieert, waardoor er meer beweging in de slang mogelijk is om lengteveranderingen op te vangen wanneer de slang buigt.
3. Slang en slangverbinding
De slang, ook wel beschermhoes genoemd, dient om de flexibele as te beschermen tegen contact met externe componenten en zo de veiligheid van de gebruiker te waarborgen. Bovendien kan hij smeermiddelen opslaan en voorkomen dat er vuil in komt. Tijdens gebruik biedt de slang ondersteuning, waardoor de flexibele as gemakkelijker te hanteren is. De slang draait bovendien niet mee met de flexibele as tijdens de transmissie, wat zorgt voor een soepele en efficiënte werking.
Inzicht in de verschillende soorten en functies van assen is cruciaal voor ingenieurs en ontwerpers om optimale prestaties en betrouwbaarheid in mechanische systemen te garanderen. Door het juiste astype voor specifieke toepassingen te selecteren, kan de efficiëntie en levensduur van machines worden verbeterd. Blijf op de hoogte van onze laatste updates voor meer inzicht in mechanische componenten en hun toepassingen!
Plaatsingstijd: 15-10-2024
