Kas ir ass?
Vārpsta būtībā ir jebkuras mašīnas rotējoša daļa ar apļveida šķērsgriezumu, ko izmanto, lai pārsūtītu enerģiju no vienas daļas uz otru vai no enerģijas ģenerēšanas iekārtas uz jaudas absorbcijas iekārtu. Lai pārsūtītu jaudu, viens vārpstas gals ir pievienots strāvas avotam, bet otrs gals ir savienots ar mašīnu. Vārpstas var būt cietas vai dobas pēc vēlēšanās, ar dobām vārpstām palīdz samazināt svaru un nodrošināt priekšrocības.
Ass vispārīgs apraksts
Vārpsta ir viens no ļoti svarīgiem elementiem, ko izmanto mašīnās. Tos izmanto, lai atbalstītu rotējošas daļas, piemēram, skriemeļus un zobratus. Tos atbalsta gultņi, kas atrodas stingrā mašīnas korpusā. Zobrati un skriemeļi, kas atrodas uz vārpstām, palīdz pārraidīt kustību.
Daudzi citi rotējoši elementi ir piestiprināti pie vārpstas. Vārpstas ir pakļautas lieces momentiem un vērpēm to atbalstīto elementu reakcijas spēku un jaudas pārvades radītā griezes momenta dēļ.
Vārpstai vienmēr ir apļveida šķērsgriezums, un tā var būt doba vai cieta. Vārpstas var klasificēt kā kloķvārpstas, lineārās vārpstas, šarnīrvārpstas vai elastīgās vārpstas, bet lineārās vārpstas parasti izmanto jaudas pārvadīšanai.
Vārpstas parasti ir veidotas kā stāvi cilindriski stieņi, lai tiem visā garumā būtu atšķirīgs diametrs, lai gan vārpstas ar nemainīgu diametru ir viegli izgatavojamas.
Sprieguma lielums pakāpeniskā šahtā mainās atkarībā no tā garuma. Vārpstas ar vienādu diametru nav piemērotas demontāžai, montāžai, apkopei, un šīs vārpstas rada sarežģījumus, piestiprinot uz tām piestiprinātās detaļas, īpaši gultņus.
2
Vārpstas tips
01
transmisijas vārpsta
Šīs vārpstas ir pakāpeniskas vārpstas, ko izmanto, lai pārsūtītu enerģiju no viena avota uz citu iekārtu, kas absorbē jaudu. Uzstādīts uz vārpstas zobrata, rumbas vai skriemeļa pakāpeniskās daļas kustības pārvadīšanai.
Piemēri: augšējās vārpstas, spoles, pretvārpstas un visas rūpnīcas vārpstas.
bilde
02
Mehāniskā ass
Šīs asis atrodas montāžas iekšpusē un ir mašīnas neatņemama sastāvdaļa.
Piemērs: Kloķvārpsta automašīnas dzinējā ir mašīnas vārpsta.
bilde
03
ass vārpsta
Šīs vārpstas atbalsta rotējošus elementus, piemēram, riteņus, kurus var uzstādīt korpusos ar gultņiem, bet vārpstas ir nerotējoši elementi. Tos galvenokārt izmanto transportlīdzekļos.
Piemērs: asis automašīnās.
bilde
04
Vārpsta
Tās ir mašīnas rotējošās daļas, kurās atrodas instrumenti vai darba vieta. Tās ir īsas vārpstas, ko izmanto mašīnās.
Piemērs: vārpsta virpā.
bilde
3
Vārpstas materiāls
Parasti vārpstām tiek izmantots viegls tērauds. Ja nepieciešama augsta izturība, tiek izmantoti leģēti tēraudi, piemēram, niķeļa-hroma, niķeļa un hroma-vanādija tērauds. Tos veido karstā velmēšana un aukstā vilkšana un slīpēšana. Materiāli, ko parasti izmanto parastajām vārpstām, ir 50C12, 50C4, 45C8, 40C8 klases oglekļa tērauds.
Materiālam, ko izmanto vārpstai, jābūt šādām īpašībām:
Materiāliem jābūt ar augstu izturību;
Materiāliem jābūt ar augstu nodilumizturību;
Materiāliem jābūt termiskās apstrādes īpašībām;
Materiāliem jābūt labām mehāniskajām īpašībām;
Materiālam jābūt ar zemu iecirtumu jutību.
4
Standarta vārpstas izmērs
Mehāniskā ass
Līdz 25 mm ar 0,5 mm soli.
transmisijas vārpsta
Standarta vārpstas izmērs - pakāpiena garums;
25 mm līdz 60 mm{2}} mm pakāpiena garums;
60 mm līdz 100 mm{2}} mm pakāpiena garums;
110 mm līdz 140 mm{2}} mm pakāpiena garums;
140 mm līdz 500 mm - 20mm soļi.
Mašīnu asis ir pieejamas standarta izmēros līdz 25 mm ar 5 mm soli. Šahtas standarta garumi ir 5 m, 6 m un 7 m, bet parasti tie ir no 1 m līdz 2 m.
5
spriegums vārpstā
Spriegums, kas rodas vārpstā, ir:
Bīdes spriegums griezes momenta pārvades dēļ (griezes moments griezes slodzes dēļ);
lieces spriegumi, kas pēc būtības ir spiedes vai stiepes, ko izraisa spēki, kas iedarbojas uz mehāniskiem elementiem, piemēram, skriemeļiem un zobratiem, un vārpstas pašsvaru;
Kombinētie spriegumi, ko izraisa lieces un vērpes slodzes.
Maksimālais pieļaujamais konstrukcijas sprieguma bīdes spriegums ir:
1. Vārpsta ir 56000kN/m2, un tajā ir vieta atslēgas rievai.
2. Vārpsta ir 42000kN/m2 bez ķīļrievas pielaides.
Maksimālais pieļaujamais lieces spriegums ir:
1. Vārpsta ir 112000kN/m2, un tajā ir vieta atslēgas rievai.
2. Vārpsta ir 84000kN/m2 bez ķīļrievas pielaides.
6
Vārpstu ražošana
Vārpsta tiek ražota, izmantojot karstās velmēšanas procesu. Vārpstas izturība ir augstāka aukstās velmēšanas laikā, salīdzinot ar karsto velmēšanu, bet aukstā velmēšana rada lielus atlikušos spriegumus, kas izraisa vārpstas deformāciju apstrādes laikā. Kalšanas procesu izmanto, lai izveidotu lielāka diametra vārpstas.
Pēc velmēšanas pabeigšanas tiek apstrādāts vārpstas gals, viens vārpstas gals tiek uzstādīts uz pārbaudes iekārtas, bet otru vārpstas galu atbalsta virpas tornis. Lai pabeigtu vārpstu, instrumentu notur instrumenta turētājs, un, kad tiek ieslēgta strāva, patrona sāk griezt vārpstu.
Ciparnīcas indikatorus izmanto, lai pārbaudītu vārpstas koncentriskumu pirms apstrādes un veiktu dažādas darbības, piemēram, virpošanu, apšuvumu, rievošanu un konusveida virpošanu atkarībā no mērķa. Liela apjoma, CNC un citi lietojumi ir vislabāk piemēroti galīgajiem apstrādes procesiem. To var apstrādāt arī ar CNC divgalu mašīnu, kuras ass ir nostiprināta starp instrumenta rotāciju un armatūru.
Lai panāktu koncentriskumu un apaļumu, rotējošiem instrumentiem jābūt vērstiem vienam pret otru uz centra līnijām. Piedziņas vārpstas un motori bieži tiek ražoti, izmantojot šo procesu.
7
Vārpstas piedziņa
Mēs zinām, ka vārpstu izmanto jaudas pārvadei, tāpēc jaudas pārvades aprēķināšanai izmantotā formula ir: P=2πnT/60. Starp tiem P ir pārraidītā jauda (W); n ir apgriezieni minūtē (apgr./min); T ir griezes moments N·m.
Asu ātrums dažādiem lietojumiem:
1. Mašīnas: 100 ~ 200;
2. Kokapstrādes mašīnas: 250~700;
3. Tekstilrūpniecība: 300 ~ 800;
4. Vieglo mašīnu darbnīca: 150 ~ 300;
5. Palīgvārpsta: 200 ~ 600.
8
Vārpstas dizains
Vārpstas var projektēt, izmantojot divus dažādus procesus, pamatojoties uz dažādiem slodzes apsvērumiem:
1. Uz izturību balstīta vārpstas konstrukcija Piedziņas vārpstas parasti ir jutīgas pret lieces momentiem, griezes momentiem, aksiālām vilkšanām un to kombinācijām. Parasti gultņi tiek noslogoti ar griezes un lieces spriegumu kombināciju.
Gultņa stiepes spriegums:
Stiepes spriegums=P/A
Tostarp A=(π/4)xD2, D ir vārpstas diametrs mm.
Gultņa lieces moments:
Liekšanas spriegums=(MbxY)/I
Tostarp Mb=lieces moments; Y=D/2, kur D ir diametrs; I=inerces moments=(πxD4)/64
Gultņa griezes moments:
Vērpes spriegums=MtxR/J
Tostarp Mt{0}}pagrieziena moments; R=D/2, kur D ir diametrs; J=polārais inerces moments=(πxD4)/32
2. Vārpstas konstrukcija balstās uz stingrību
Tiek uzskatīts, ka piedziņas vārpsta ir stingra, pamatojoties uz griezes stingrību, ja vārpsta pārāk negriežas.
{Mt/J}={(Gxθ)/L}
Tostarp Mt=griezes moments mm N; J=polārais inerces moments=(πxD4)/32; D=vārpstas diametrs (mm); θ=vērpes leņķis; G=stinguma modulis N/mm2.
9
Vārpstu priekšrocības un trūkumi
Vārpstas priekšrocības
Viņiem ir mazāka iespēja iestrēgt;
Tiem nepieciešama mazāka apkope nekā ķēdes sistēmām;
Viņiem ir augsta griezes izturība;
Tiem ir augstas polāro inerces momentu vērtības;
Tās ir ļoti spēcīgas un maz ticams, ka tās neizdosies;
Dobu vārpstu iekšējā forma ir doba, tāpēc tām nepieciešams mazāk materiāla;
Ar tādu pašu griezes momenta pārvades vērtību dobā vārpsta ir vieglāka nekā cietā vārpsta;
Viņiem ir ļoti liels griešanās rādiuss.
Vārpstas trūkumi
Tiem ir jaudas zudums vaļīgas sakabes dēļ;
Tie vibrē, kad tie griežas;
Tie rada pastāvīgu troksni;
Augstākas ražošanas un uzturēšanas izmaksas;
Grūti ražot;
Ass ātruma maiņa nav vienkārša;
Ilgs dīkstāves laiks mehānisku problēmu dēļ;
Eļļas pilieni uz augšējām šahtām;
Elastomēru savienojumu (piemēram, lokšņu atsperu savienojumu) izmantošana var izraisīt ātruma zudumus starp vārpstām;
Ja vārpsta sabojājas, remonts prasīs daudz laika.
