GrediSo ključne komponente mehanskih sistemov, ki služijo kot hrbtenica, ki podpira vse elemente prenosa, hkrati pa prenaša navor in upogibne momente ležajev. Zasnova gredi se ne sme osredotočiti le na njene individualne značilnosti, temveč mora upoštevati tudi njeno integracijo s celotno strukturo sistema gredi. Glede na vrsto obremenitve, ki nastane med gibanjem in prenosom moči, lahko gredi razdelimo na vretena, pogonske gredi in vrtljive gredi. Glede na obliko osi jih lahko razvrstimo tudi na ravne gredi, ekscentrične gredi, ročične gredi in gibljive gredi.
Vretena
1. Fiksno vreteno
Ta vrsta vretena prenaša le upogibne momente, medtem ko ostane mirujoča. Zaradi preproste strukture in dobre togosti je idealna za uporabo, kot so osi koles.
2. Vrteče se vreteno
Za razliko od fiksnih vreten, vrteča se vretena med gibanjem prenašajo tudi upogibne momente. Pogosto jih najdemo v oseh koles vlakov.
Pogonska gred
Kardanske gredi so zasnovane za prenos navora in so zaradi visokih vrtilnih hitrosti običajno daljše. Da bi preprečili močne vibracije, ki jih povzročajo centrifugalne sile, je masa kardanske gredi enakomerno porazdeljena vzdolž njenega oboda. Sodobne kardanske gredi pogosto uporabljajo votle zasnove, ki zagotavljajo višje kritične hitrosti v primerjavi s polnimi gredmi, zaradi česar so varnejše in učinkovitejše pri porabi materiala. Na primer, avtomobilske kardanske gredi so običajno izdelane iz enakomerno debelih jeklenih plošč, medtem ko težka vozila pogosto uporabljajo brezšivne jeklene cevi.
Vrteča se gred
Vrteče se gredi so edinstvene po tem, da prenašajo tako upogibne kot torzijske momente, zaradi česar so ena najpogostejših komponent mehanske opreme.
Ravna gred
Ravne gredi imajo linearno os in jih lahko razdelimo na optične in stopničaste gredi. Ravne gredi so običajno trdne, vendar so lahko zasnovane tako, da so votle, da zmanjšajo težo, hkrati pa ohranijo togost in torzijsko stabilnost.
1. Optična gred
Te gredi, preproste oblike in enostavne za izdelavo, se uporabljajo predvsem za prenos.
2. Stopničasta gred
Gred s stopničastim vzdolžnim prerezom se imenuje stopničasta gred. Ta zasnova omogoča lažjo namestitev in pozicioniranje komponent, kar vodi do učinkovitejše porazdelitve obremenitve. Čeprav je njena oblika podobna nosilcu z enakomerno trdnostjo, ima več točk koncentracije napetosti. Zaradi teh značilnosti se stopničaste gredi pogosto uporabljajo v različnih aplikacijah za prenos moči.
3. Odmična gred
Odmična gred je ključni sestavni del batnih motorjev. Pri štiritaktnih motorjih odmična gred običajno deluje s polovično hitrostjo ročične gredi, vendar še vedno ohranja visoko hitrost vrtenja in mora prenesti znaten navor. Posledično zasnova odmične gredi postavlja stroge zahteve glede njene trdnosti in nosilnosti.
Odmične gredi so običajno izdelane iz specializiranega litega železa, čeprav so nekatere izdelane iz kovanih materialov za večjo vzdržljivost. Zasnova odmične gredi igra ključno vlogo v celotni arhitekturi motorja.
4. Zobna gred
Utorne gredi so dobile ime po svojem značilnem videzu, saj imajo na površini vzdolžni utor za ključ. Ti utori omogočajo, da se vrteče komponente, nameščene na gredi, ohranjajo sinhronizirano vrtenje. Poleg te rotacijske zmogljivosti utorne gredi omogočajo tudi aksialno gibanje, pri čemer nekatere izvedbe vključujejo zanesljive mehanizme za zaklepanje za uporabo v zavornih in krmilnih sistemih.
Druga različica je teleskopska gred, ki je sestavljena iz notranje in zunanje cevi. Zunanja cev ima notranje zobe, notranja cev pa zunanje zobe, kar omogoča brezhibno prileganje. Ta zasnova ne le prenaša vrtilni navor, temveč omogoča tudi raztezanje in krčenje, zaradi česar je idealna za uporabo v mehanizmih za prestavljanje menjalnikov.
5. Zobniška gred
Ko je razdalja od vdolbine zobnika do dna utora za ključ minimalna, sta zobnik in gred integrirana v eno samo enoto, znano kot zobniška gred. Ta mehanska komponenta podpira vrteče se dele in deluje skupaj z njimi pri prenosu gibanja, navora ali upogibnih momentov.
6. Polžasta gred
Polžasta gred je običajno izdelana kot ena enota, ki združuje tako polža kot gred.
7. Votla gred
Gred, zasnovana z votlim središčem, je znana kot votla gred. Pri prenosu navora je zunanja plast votle gredi izpostavljena najvišji strižni napetosti, kar omogoča učinkovitejšo uporabo materialov. V pogojih, ko je upogibni moment votle in polne gredi enak, votle gredi znatno zmanjšajo težo, ne da bi pri tem ogrozile zmogljivost.
Ročična gred
Ročična gred je ključni sestavni del motorja, običajno izdelan iz ogljikovega konstrukcijskega jekla ali nodularne litine. Ima dva ključna dela: glavni ležaj in ležaj ojnice. Glavni ležaj je nameščen na bloku motorja, medtem ko je ležaj ojnice povezan z večjim koncem ojnice. Manjši konec ojnice je povezan z batom v valju in tvori klasičen mehanizem ročične gredi in drsnika.
Ekscentrična gred
Ekscentrična gred je definirana kot gred z osjo, ki ni poravnana s svojim središčem. Za razliko od običajnih gredi, ki v prvi vrsti omogočajo vrtenje komponent, so ekscentrične gredi sposobne prenašati tako vrtenje kot vrtenje. Za nastavitev sredinske razdalje med gredmi se ekscentrične gredi običajno uporabljajo v mehanizmih z ravninskim povezovanjem, kot so sistemi z jermenskim pogonom.
Fleksibilna gred
Fleksibilne gredi so primarno zasnovane za prenos navora in gibanja. Zaradi bistveno manjše upogibne togosti v primerjavi s torzijsko togostjo se lahko gibljive gredi zlahka premikajo okoli različnih ovir, kar omogoča prenos na dolge razdalje med glavno močjo in delovnim strojem.
Te gredi omogočajo prenos gibanja med dvema osema, ki se relativno premikata, brez potrebe po dodatnih vmesnih prenosnih napravah, zaradi česar so idealne za uporabo na dolge razdalje. Njihova preprosta zasnova in nizki stroški prispevajo k njihovi priljubljenosti v različnih mehanskih sistemih. Poleg tega fleksibilne gredi pomagajo absorbirati udarce in vibracije, kar izboljša splošno zmogljivost.
Pogoste uporabe vključujejo ročna električna orodja, nekatere prenosne sisteme v obdelovalnih strojih, števce kilometrov in naprave za daljinsko upravljanje.
1. Fleksibilna gred tipa Power
Fleksibilne gredi pogonskega tipa imajo fiksno povezavo na koncu mehkega spoja gredi, opremljeno z drsno pušo znotraj cevnega spoja. Te gredi so zasnovane predvsem za prenos navora. Temeljna zahteva za fleksibilne gredi pogonskega tipa je zadostna torzijska togost. Običajno te gredi vključujejo mehanizme proti povratnemu vrtenju, ki zagotavljajo enosmerni prenos. Zunanja plast je izdelana iz jeklene žice večjega premera, nekatere izvedbe pa ne vključujejo jedrne palice, kar povečuje tako odpornost proti obrabi kot fleksibilnost.
2. Fleksibilna gred krmilnega tipa
Fleksibilne gredi krmilnega tipa so primarno zasnovane za prenos gibanja. Navor, ki ga prenašajo, se uporablja predvsem za premagovanje trenja, ki nastane med žično gibljivo gredjo in cevjo. Poleg nizke upogibne togosti morajo imeti te gredi tudi zadostno torzijsko togost. V primerjavi z močnostnimi gibljivimi gredmi so gibljive gredi krmilnega tipa značilne po svojih strukturnih značilnostih, ki vključujejo prisotnost jedrne palice, večje število plasti navijanja in manjši premer žice.
Struktura gibljive gredi
Fleksibilne gredi so običajno sestavljene iz več komponent: žične fleksibilne gredi, spoja fleksibilne gredi, cevi in spoja cevi.
1. Žica gibljiva gred
Gibljiva žica, znana tudi kot fleksibilna gred, je izdelana iz več plasti jeklene žice, navite skupaj in tvori krožni prečni prerez. Vsaka plast je sestavljena iz več hkrati navitih pramenov žice, kar ji daje strukturo, podobno večpramenski vzmeti. Najnotranja plast žice je navita okoli jedrne palice, sosednje plasti pa so navite v nasprotnih smereh. Ta zasnova se pogosto uporablja v kmetijski mehanizaciji.
2. Fleksibilni gredni spoj
Spoj fleksibilne gredi je zasnovan za povezavo izhodne gredi z delovnimi komponentami. Obstajata dve vrsti povezave: fiksna in drsna. Fiksna vrsta se običajno uporablja za krajše fleksibilne gredi ali v aplikacijah, kjer polmer upogibanja ostaja relativno konstanten. Nasprotno pa se drsna vrsta uporablja, kadar se polmer upogibanja med delovanjem znatno spreminja, kar omogoča večje gibanje znotraj cevi za prilagoditev spremembam dolžine med upogibanjem cevi.
3. Cev in spoj cevi
Cev, imenovana tudi zaščitni ovoj, služi zaščiti gibljive gredi žice pred stikom z zunanjimi komponentami, kar zagotavlja varnost upravljavca. Poleg tega lahko shranjuje maziva in preprečuje vdor umazanije. Med delovanjem cev zagotavlja oporo, zaradi česar je gibljiva gred lažja za rokovanje. Omeniti velja, da se cev med prenosom ne vrti skupaj z gibljivo gredjo, kar omogoča nemoteno in učinkovito delovanje.
Razumevanje različnih vrst in funkcij gredi je ključnega pomena za inženirje in oblikovalce, da zagotovijo optimalno delovanje in zanesljivost mehanskih sistemov. Z izbiro ustrezne vrste gredi za določene aplikacije lahko povečamo učinkovitost in dolgo življenjsko dobo strojev. Za več informacij o mehanskih komponentah in njihovi uporabi spremljajte naše najnovejše posodobitve!
Čas objave: 15. oktober 2024
