Die kurze Antwort: Das Aufbohren einer Welle wird entferntweit mehr Gewicht als Kraft. Wenn man eine Bohrung mit halbem Außendurchmesser entfernt, verliert man ein Viertel des Gewichts, aber nur etwa sechs Prozent der Torsionssteifigkeit. Aus diesem Beruf gibt es Hohlwellen, und wenn Sie ihn verstehen, entscheiden Sie.
Die Wahl zwischen amassive Motorwelleund ahohle Motorwellewird normalerweise als stark gegenüber leicht gerahmt. Diese Formulierung ist falsch und führt dazu, dass Menschen zu viel bauen. Der eigentliche Kompromiss besteht zwischen den Herstellungskosten einerseits und dem Gewicht, der Trägheit und der Funktion andererseits. Wenn man sich die Zahlen anschaut, spielt Stärke kaum eine Rolle.
Die Torsionssteifigkeit entsteht durch das Außenmaterial. Der Stahl nahe der Mitte einer Welle trägt fast nichts zum Widerstand gegen Verdrehung bei, da er in einem winzigen Radius sitzt. Aber es wiegt immer noch, was es wiegt. Entfernen Sie es und Sie verlieren Masse, während Sie fast die gesamte Kraft behalten.
Der Effekt ist nicht linear, und das überrascht die Menschen. Die Steifigkeit sinkt mit der vierten Potenz des Bohrungsdurchmessers, während das Gewicht mit der zweiten Potenz sinkt. Eine bescheidene Bohrung ist also fast umsonst.
| Bohrung als Anteil am Außendurchmesser | Gewicht entfernt | Torsionssteifigkeit verloren |
|---|---|---|
| 40 Prozent | 16 Prozent | Etwa 2,6 Prozent |
| 50 Prozent | 25 Prozent | Etwa 6,3 Prozent |
| 60 Prozent | 36 Prozent | Etwa 13 Prozent |
| 70 Prozent | 49 Prozent | Ungefähr 24 Prozent |
| Nur Geometrie für einen gleichmäßig runden Querschnitt. Echte Schäfte haben auch Stufen, Keile und Spannungserhöhungen, die das Bild verschieben. | ||
Lesen Sie die 50-Prozent-Zeile noch einmal. Ein Viertel der Masse ist weg und die Welle ist immer noch zu 94 Prozent torsionssteif. Für einen Motor, der ständig beschleunigt und abbremst, ist das ein sehr gutes Geschäft, denn die entfernte Masse war rotierende Masse.
Beim Biegen ist es etwas anderes als bei der Torsion, und das Gleiche gilt für das Knicken. Eine dünne Wand kann bei einer Presspassung auch lokal verbeulen, sich verbeulen oder zusammenbrechen. Über etwa 60 Prozent hinaus sinken die Renditen schnell und die Risiken steigen. Aus diesem Grund liegen Serienhohlwellen in einem sinnvollen Band und nicht am theoretischen Maximum.
Ein längerer Balken ist besser
Haushaltsgerätemotoren, Ventilatoren, Pumpen, Förderbänder und allgemeine Industrieantriebe sind fast alle solide, und das zu Recht.
Hier befinden sich Fahrmotoren für Elektrofahrzeuge, Robotergelenke, Hochgeschwindigkeitsspindeln und Halbleiterausrüstung. DerEV-Rotorwellenführungbehandelt diesen Fall ausführlich.
Hohl ist keine Sache. Die Bohrungsgeometrie folgt dem Zweck der Bohrung.
| Bohrungstyp | Was es bewirkt | Typische Verwendung |
|---|---|---|
| Durchgangsloch | Von Ende zu Ende offen | Kühlmittelfluss, Kabelführung, eine zweite konzentrische Welle |
| Sackloch | Nur von einer Seite gelangweilt | Gewichtsreduzierung, während ein Ende für eine Antriebsfunktion stabil bleibt |
| Konische Bohrung | Kegelförmiger Innensitz | Lokalisieren und Festklemmen eines Gegenstücks innerhalb der Welle |
Der Preisunterschied zwischen Voll- und Hohlbohrloch ist nicht nur auf einen zusätzlichen Bohrvorgang zurückzuführen. Vier Dinge werden schwieriger, und jedes einzelne erhöht die Kosten.
Die Bohrung muss konzentrisch zur Außenseite sein.Eine wandernde Bohrung hinterlässt eine unebene Wand. Eine unebene Wand bedeutet eine ungleichmäßige Masse, und eine ungleiche Masse bedeutet, dass die Welle nicht im Gleichgewicht ist. Bei einer langen Welle ist die Aufrechterhaltung dieser Konzentrizität der schwierigste Teil der Arbeit.
Tiefe Bohrungen sind langsam.Sowohl die Spanabfuhr als auch die Werkzeugablenkung werden mit zunehmender Tiefe schlechter. Eine tiefe, präzise Bohrung ist kein schneller Vorgang.
Dünne Wände bewegen sich.Ein Hohlteil verzieht sich bei der Wärmebehandlung stärker und spannt sich beim Schleifen anders. Es muss sanft gehalten und sorgfältig geschliffen werden.
Das Ausbalancieren ist wichtiger.Da Hohlwellen normalerweise bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen laufen, werden sie auf eine engere Steigung ausgewuchtet, und das ist ein zusätzlicher Arbeitsgang mit eigener Prüfung.
Fragen Sie, wie die Konzentrizität der Bohrung aufrechterhalten und überprüft wird, und nicht nur, wie hoch die Bohrungstoleranz ist. Jedes Geschäft kann ein Loch auf Maß bohren. Die Einhaltung des Außendurchmessers dieses Lochs entlang einer 600-mm-Welle ist das, was einen Wellenhersteller von einer Maschinenwerkstatt unterscheidet. Der gesamte Prozessweg wird in der abgedecktKomplettlösung zur Bearbeitung.
Vollwellen durchziehen das gesamte Antriebsspektrum:glatt, Keilnut, verzahntUndtrat, mit Arbeitsdurchmessern bis g6 oder h6 und Stufenflächenschlag innerhalb von 0,02 mm.
Hohlwellen werden bis zu diesen Grenzen bearbeitet:
| Parameter | Reichweite |
|---|---|
| Außendurchmesser der Welle | φ8 bis 130 mm |
| Bohrungsdurchmesser | 3 bis 50 mm, anpassbar |
| Länge | 100 bis 2000 mm |
| Sacklochtiefe | 5 bis 150 mm |
| Konzentrizität, TIR | ≤0,01 mm, typischerweise 0,005 mm |
| Härte | 28 bis 58 HRC, typischerweise 42 bis 48 |
| Zugfestigkeit | Nicht weniger als 600 MPa |
| Materialien | 4140- und 4340-Legierung, 303, 304 und 416 Edelstahl |
Hohl als Herabstufung der Stärke behandeln.Dies ist nicht der Fall, und die obige Tabelle zeigt, warum. Die Ablehnung einer Hohlwelle aus Festigkeitsgründen bedeutet in der Regel, dass für die rotierende Masse bezahlt wird, die der Motor dann den ganzen Tag beschleunigen muss.
Einen Schacht langweilen, der keinen Grund zur Langeweile hatte.Der gegenteilige Fehler. Bei einem Gerät oder Pumpenmotor mit konstanter Drehzahl bringt eine geringe Trägheit nichts. Die Bohrung erhöht die Kosten und bringt nichts, da die Welle ihre Geschwindigkeit nie schnell genug ändert, um sich darum zu kümmern.
Angabe der Bohrung vor dem Einsatz.Eine von einem anderen Design kopierte Bohrungsgröße ist eine Schätzung. Die Wandstärke sollte anhand des Drehmoments festgelegt werden, das die Welle tatsächlich trägt, und anhand dessen, was hineinpassen muss, und nicht anhand dessen, was in einer vorherigen Zeichnung zufällig verwendet wurde.
Wenn keines davon das Problem löst, wird standardmäßig „solid“ verwendet. Hollow sollte aus einem Grund gewinnen, nicht aus Präferenz.
Ist eine Hohlwelle schwächer als eine Vollwelle?
Nur geringfügig, bei gleichem Außendurchmesser. Eine Bohrung am halben Außendurchmesser verringert etwa 25 Prozent des Gewichts, aber nur etwa 6 Prozent der Torsionssteifigkeit, da das Material in der Nähe der Mitte nur sehr wenig zur Verdrehungsfestigkeit beiträgt. Festigkeit ist selten der Grund, eine Hohlwelle abzulehnen.
Warum ist eine Hohlwelle teurer?
Die Bohrung muss über die gesamte Länge konzentrisch zur Außenseite bleiben, Tiefbohren ist langsam, dünne Wände verziehen sich bei Wärmebehandlung und Schleifen stärker und Hohlwellen müssen normalerweise besser ausgewuchtet werden. Diese vier Faktoren, nicht die Bohrung selbst, bestimmen den Preis.
Was ist der Unterschied zwischen einem Durchgangsloch- und einem Sacklochschaft?
An beiden Enden ist eine Durchgangsbohrung offen, so dass Kühlmittel, Kabel oder eine andere Welle problemlos hindurchtreten können. Ein Sackloch wird nur an einem Ende gebohrt, wodurch Gewicht eingespart wird, während das andere Ende stabil für eine Keilnut, eine Keilnut oder ein Gewinde bleibt.
Wie groß darf die Bohrung sein?
In der Praxis bei den meisten Motorwellen bis zu etwa 60 Prozent des Außendurchmessers. Darüber hinaus beschleunigt sich der Steifigkeitsverlust und die dünne Wand wird bei Pressverbindungen und bei der Wärmebehandlung anfällig. Guanshuo bearbeitet Bohrungen von 3 bis 50 mm in Wellen von φ8 bis 130 mm.
Senden Sie den Zoll und ggf. was durch den Schacht passieren muss. Guanshuo fertigt sowohl Voll- als auch Hohlwellen im eigenen Haus und berät Sie gerne, welche Wellen sich für Ihre Anwendung tatsächlich eignen.
Fordern Sie ein Angebot an Oder erreichen Sie das Team unterKontaktseite.
