Čínské standardní profesionální hnací hřídele s dlouhým drážkováním, kované hřídele z nerezové oceli, komponenty hnací hřídele

Použití drážkových spojek

Drážkovaná spojka je vysoce účinný způsob spojení dvou nebo více součástí. Tyto typy spojek jsou velmi účinné, protože kombinují lineární pohyb s rotací a jejich účinnost z nich činí žádoucí volbu v mnoha aplikacích. Čtěte dále a dozvíte se více o hlavních charakteristikách a aplikacích drážkovaných spojek. Budete také schopni určit předpokládaný provoz a opotřebení. Své vlastní spojky si můžete snadno navrhnout podle níže uvedených kroků.

Optimální návrh

Drážkovaná spojka hraje důležitou roli v přenosu krouticího momentu. Skládá se z náboje a hřídele s drážkami, které jsou v povrchovém kontaktu bez relativního pohybu. Protože jsou spojeny, jejich úhlová rychlost je stejná. Drážky mohou být navrženy s jakýmkoli profilem, který minimalizuje tření. Protože jsou ve vzájemném kontaktu, zatížení není rovnoměrně rozloženo a soustředí se na malou plochu, což může deformovat povrch náboje.
Optimální konstrukce drážkovaného spoje zohledňuje několik faktorů, včetně hmotnosti, materiálových charakteristik a výkonnostních požadavků. V leteckém průmyslu je hmotnost důležitým konstrukčním faktorem. Tabulky SAE a ANSI při výpočtu výkonnostních požadavků drážkovaných spojů hmotnost nezohledňují. Dalším kritickým faktorem je prostor. Drážkované spoje se mohou muset vejít do stísněných prostor nebo mohou podléhat jiným konfiguračním omezením.
Optimální konstrukce drážkovaných spojek může být charakterizována lichým počtem zubů. To však neplatí vždy. Pokud vnější průměr vnějšího drážkování překročí určitou prahovou hodnotu, nemusí být optimální model drážkovaného spoje pro tuto aplikaci optimální volbou. Pro optimalizaci drážkovaného spoje pro konkrétní aplikaci může uživatel potřebovat zvážit metodu dimenzování, která je pro jeho aplikaci nejvhodnější.
Jakmile je návrh vygenerován, dalším krokem je otestování výsledného drážkovaného spojení. Systém musí zkontrolovat případná konstrukční omezení a ověřit, zda jej lze vyrobit pomocí moderních výrobních technik. Výsledný model drážkovaného spojení je poté exportován do optimalizačního nástroje pro další analýzu. Tato metoda umožňuje konstruktérovi snadno manipulovat s návrhem drážkovaného spojení a snižovat jeho hmotnost.
Model spline spoje 20 zahrnuje hlavní strukturální prvky spline spoje. Softwarový program pro modelování produktu 10 ukládá výchozí hodnoty pro každou ze specifikací spline spoje. Výsledný spline model je poté vypočítán v souladu s algoritmem použitým v tomto vynálezu. Software umožňuje konstruktérovi zadat poloměry, tloušťku a orientaci spline spoje.

Charakteristiky

Důležitým aspektem drážkování leteckých motorů je rozložení zatížení mezi zuby. Výzkumníci provedli experimentální testy a analyzovali vliv mazacích podmínek na chování spoje. Poté navrhli teoretický model využívající Ruizův parametr k simulaci skutečných provozních podmínek drážkovaných spojů. Tento model vysvětluje opotřebení způsobené drážkovanými spoji s ohledem na vliv tření, nesouososti a dalších podmínek, které jsou relevantní pro výkon drážek.
Pro návrh drážkovaného spoje uživatel nejprve zadá návrhová kritéria pro dimenzování nosných profilů, včetně vnějšího drážkování 40 modelu drážkovaného spoje 30. Poté uživatel specifikuje požadavky na výkonnostní rezervu krouticího momentu, jako je mez kluzu, plastické vybočení a vybočení při tečení. Softwarový program poté automaticky vypočítá velikost a konfiguraci nosných profilů a hřídele. Tyto specifikace se poté zadají do modelovacího softwarového programu 10 jako specifikační hodnoty.
Na obrazovce grafického uživatelského rozhraní 80 se zadávají různé specifikace konfigurace drážkovaného spojení. Softwarový program 10 poté generuje model drážkovaného spojení uložením výchozích hodnot pro různé specifikace. Uživatel pak může manipulovat s modelem drážkovaného spojení úpravou jeho různých specifikací. Konečným výsledkem bude počítačem podporovaný návrh, který umožňuje konstruktérům optimalizovat drážkované spojení na základě jejich výkonu a konstrukčních specifikací.
Softwarový program pro model spline vazby průběžně vyhodnocuje platnost modelů spline vazby pro konkrétní aplikaci. Pokud například uživatel zadá signál datové hodnoty odpovídající parametrickému signálu, software porovná hodnotu zadaného signálu s odpovídající hodnotou ve znalostní bázi. Pokud jsou hodnoty mimo specifikace, zobrazí se varovná zpráva. Po dokončení tohoto porovnání softwarový program pro model spline vazby vygeneruje zprávu s výsledky.
Mezi různé konstrukční faktory drážkovaných spojů patří hmotnost, materiálové vlastnosti a výkonnostní požadavky. Hmotnost je jedním z nejdůležitějších konstrukčních faktorů, zejména v oblasti letectví. Tabulky ANSI a SAE tyto faktory při výpočtu charakteristik zatížení drážkovaných spojů nezohledňují. Konfiguraci drážkovaného spoje mohou omezovat i další konstrukční požadavky.

Aplikace

Drážkované spojky jsou typem mechanického spoje, který spojuje dva rotující hřídele. Jejich dvě části zabírají se zuby, které přenášejí zatížení. Přestože jsou drážky obvykle předimenzované, jsou stále náchylné k únavě a statickému chování. Tyto vlastnosti je také činí náchylnými k opotřebení. Proto je správný návrh a výběr zásadní pro minimalizaci opotřebení drážek. Drážkované spojky mají mnoho aplikací.
Konstrukce pera je založena na velikosti spojovaného hřídele. To umožňuje správné rozteče per. Nová metoda odvalování umožňuje vytvoření kuželových základen bez přesahu a kořen per je soustředný s osou. Tyto vlastnosti umožňují vysokou produktivitu. Drážkované spojky lze nalézt v různých odvětvích. Chcete-li se dozvědět více, čtěte dále.
Metodologie založená na konečných elementech (MKP) dokáže předpovědět míru opotřebení drážkovaných spojů zahrnutím vývoje koeficientu tření. Tato metoda dokáže předpovědět opotřebení v důsledku trení z jednoduché geometrie „zaoblení na ploše“ a byla kalibrována s experimentálními daty. Předpovězená míra opotřebení je ve srovnání s experimentálními daty rozumná. Vývoj tření v drážkovaných spojích závisí na geometrii drážky. Je také důležité zvážit stav mazání drážek.
Použití drážkované spojky snižuje vůli a zajišťuje správné vyrovnání spřažených součástí. Drážkovaný tvar zubu hřídele přenáší rotaci z drážkované hřídele na vnitřní drážkovaný prvek, kterým může být ozubené kolo nebo jiné rotační zařízení. Požadavky na pevnost v kořeni a točivý moment drážkované spojky určují typ drážkované spojky, která by měla být použita.
Pať drážky je obvykle plochá a má na jedné straně korunku. Zaoblená drážka má symetrickou korunku ve středové ose šířky čelní strany drážky. Jak se délka drážky směrem ke koncům zkracuje, zuby se ztenčují. Průměr zubu se měří v rozteči. To znamená, že vnější drážka má plochou pať a zaoblenou drážku.

Předvídatelnost

Vřetenové spojky se používají v rotačních strojích ke spojení dvou hřídelí. Skládají se ze dvou částí se zuby, které do sebe zabírají a přenášejí zatížení. Drážkované spojky jsou obvykle předimenzované a náchylné ke statickému chování a únavě materiálu. Opotřebení je také častým problémem drážkovaných spojek. Pro řešení těchto problémů je nezbytné porozumět chování a předvídatelnosti těchto spojek.
Dynamické chování drážkovaných spojů rotoru je často nejasné, zejména pokud systém není integrován s rotorem. Například pokud není přítomna nesouosost, hlavní odezvová frekvence je jedna rychlost otáčení osy X. S rostoucí nesouosostí systém začíná složitým způsobem vibrovat. Navíc, jak se oběžné dráhy hřídele odchylují od počátku, velikosti všech frekvencí se zvyšují. Výsledky výzkumu jsou proto užitečné při určování správného návrhu a řešení problémů s rotorovými systémy.
Model nesouosých drážkových spojů lze získat analýzou vztahů mezi napětím a tlakem mezi dvěma páry drážek. Model záběrové síly drážek je funkcí hmotnosti systému, přenášeného momentu a dynamického vibračního posunutí. Tento model platí, když je dynamické vibrační posunutí malé. Kromě toho je metoda krokové integrace CZPT stabilní a má vysokou účinnost.
Rozložení prokluzu je funkcí stavu mazání, koeficientu tření a cyklů zatížení. Předpovězené hloubky opotřebení jsou v rozsahu naměřených hodnot. Tyto předpovědi jsou založeny na rozdělení prokluzu. Metodika předpovídá zvýšené opotřebení za podmínek lehkého mazání, ale ne za podmínek zvýšeného mazání. Stav mazání a koeficient tření jsou klíčovými faktory určujícími chování drážkování při opotřebení.

editor od CX 2023-05-24