Mis on telg?
Võll on põhimõtteliselt mis tahes masina pöörlev ümmarguse ristlõikega osa, mida kasutatakse jõu edastamiseks ühelt osalt teisele või elektritootmismasinalt võimsust neelavale masinale. Jõu edastamiseks ühendatakse võlli üks ots toiteallikaga ja teine ots masinaga. Võllid võivad olla tahked või õõnsad vastavalt soovile, õõnesvõllid aitavad vähendada kaalu ja annavad eeliseid.
Telje üldine kirjeldus
Võll on üks väga olulisi masinates kasutatavaid elemente. Neid kasutatakse pöörlevate osade, nagu rihmarattad ja hammasrattad, toetamiseks. Neid toetavad jäigas masina korpuses asuvad laagrid. Võllidel asuvad hammasrattad ja rihmarattad aitavad liikumist edasi anda.
Paljud teised pöörlevad elemendid on võllile kinnitatud. Võllid on allutatud paindemomentidele ja väänedele, mis on tingitud nende poolt toetatavate elementide reaktsioonijõududest ja jõuülekandest tekkivast pöördemomendist.
Võll on alati ümmarguse ristlõikega ja võib olla õõnes või tahke. Võllid võib liigitada väntvõllideks, lineaarvõllideks, liigendvõllideks või painduvateks võllideks, kuid jõu edastamiseks kasutatakse tavaliselt lineaarvõlli.
Tavaliselt on võllid konstrueeritud järskude silindriliste varrastena, nii et nende läbimõõt on kogu pikkuses erinev, kuigi konstantse läbimõõduga võlli on lihtne toota.
Astmelise võlli pinge suurus sõltub selle pikkusest. Ühtse läbimõõduga võllid ei sobi lahtivõtmiseks, kokkupanekuks, hoolduseks ning need võllid tekitavad tüsistusi neile paigaldatud osade, eriti laagrite kinnitamisel.
2
Võlli tüüp
01
jõuülekande võll
Need võllid on astmelised võllid, mida kasutatakse jõu edastamiseks ühe allika vahel teisele masinale, mis võimsust neelab. Paigaldatud võlli käigu, rummu või rihmaratta astmelisele osale liikumise edastamiseks.
Näited: õhuliinid, poolid, vastuvõllid ja kõik tehasevõllid.
pilt
02
Mehaaniline telg
Need teljed asuvad koostu sees ja on masina lahutamatu osa.
Näide: auto mootori väntvõll on masina võll.
pilt
03
telje võll
Need võllid toetavad pöörlevaid elemente, nagu rattad, mis võivad olla monteeritud laagritega korpustesse, kuid võllid on mittepöörlevad elemendid. Neid kasutatakse peamiselt sõidukites.
Näide: teljed autodes.
pilt
04
Spindel
Need on masina pöörlevad osad, milles asuvad tööriistad või tööruum. Need on lühikesed võllid, mida kasutatakse masinates.
Näide: Spindel treipingis.
pilt
3
Võlli materjal
Tavaliselt kasutatakse võllide valmistamiseks pehmet terast. Kui on vaja suurt tugevust, kasutatakse legeerteraseid, nagu nikkel-kroom, nikkel ja kroom-vanaadiumteras. Need on moodustatud kuumvaltsimise ning külmtõmbamise ja lihvimise teel. Tavaliste võllide jaoks tavaliselt kasutatavad materjalid on 50C12, 50C4, 45C8, 40C8 süsinikterasest.
Võlli jaoks kasutatud materjalil peaksid olema järgmised omadused:
Materjalid peavad olema tugevad;
Materjalidel peab olema kõrge kulumiskindlus;
Materjalidel peavad olema kuumtöötlusomadused;
Materjalidel peavad olema head mehaanilised omadused;
Materjal peab olema madala sälku tundlikkusega.
4
Standardne võlli suurus
Mehaaniline telg
Kuni 25 mm sammuga 0,5 mm.
jõuülekande võll
Standardne võlli suurus - astme pikkus;
25 mm kuni 60 mm{2}} mm sammu pikkus;
60 mm kuni 100 mm{2}} mm sammu pikkus;
110 mm kuni 140 mm{2}} mm sammu pikkus;
140–500 mm - 20mm sammuga.
Masinateljed on saadaval standardmõõtudes kuni 25 mm sammuga 5 mm. Šahtide standardpikkused on 5 m, 6 m ja 7 m, kuid tavaliselt kulub 1 kuni 2 m.
5
pinge võllis
Võlli tekitatud pinge on:
Pöördemomendi ülekandest tingitud nihkepinge (väändekoormusest tingitud pöördemoment);
Paindepinged, mis on oma olemuselt surve- või tõmbepinged, mis on tingitud jõududest, mis mõjuvad mehaanilistele elementidele, nagu rihmarattad ja hammasrattad, ning võlli omakaal;
Painde- ja väändekoormustest põhjustatud kombineeritud pinged.
Projekteerimispinge maksimaalne lubatud nihkepinge on:
1. Võll on 56000kN/m2 ja kiiluava jaoks on ruumi.
2. Võll on 42000kN/m2 ilma võtmeta.
Maksimaalne lubatud paindepinge on:
1. Võll on 112000kN/m2 ja kiiluava jaoks on ruumi.
2. Võll on 84000kN/m2 ilma võtmeta.
6
Võlli tootmine
Võll on valmistatud kuumvaltsimisprotsessi abil. Külmvaltsimisel on võlli tugevus võrreldes kuumvaltsimisega suurem, kuid külmvaltsimine põhjustab suuri jääkpingeid, mis põhjustavad võlli deformeerumist töötlemisel. Sepistamisprotsessi kasutatakse suurema läbimõõduga võllide loomiseks.
Pärast valtsimise lõpetamist töödeldakse võlli otsa, võlli üks ots paigaldatakse kontrollmasinale ja võlli teine ots on toestatud treipingi tornile. Võlli viimistlemiseks hoiab tööriista paigal tööriistahoidik ja toite sisselülitamisel hakkab padrun võlli pöörlema.
Dial-indikaatoreid kasutatakse võlli kontsentrilisuse kontrollimiseks enne töötlemist ja erinevate toimingute tegemiseks, nagu treimine, pinnatöötlus, soonimine ja koonuse treimine olenevalt eesmärgist. Suuremahulised, CNC- ja muud rakendused sobivad kõige paremini lõplikeks töötlemisprotsessideks. Seda saab töödelda ka CNC kahe otsaga masinaga, mille telg on kinnitatud tööriista pöörlemise ja kinnituse vahele.
Kontsentrilisuse ja ümaruse saavutamiseks peaksid pöörlevad tööriistad vastamisi keskjoonel. Ajamivõllid ja mootorid valmistatakse sageli selle protsessi abil.
7
Võlli ajam
Teame, et võlli kasutatakse jõuülekandeks, seega on jõuülekande arvutamiseks kasutatav valem: P=2πnT/60. Nende hulgas on P edastatav võimsus (W); n on pöörded minutis (rpm); T on pöördemoment N·m.
Telgede kiirus erinevate rakenduste jaoks:
1. Masinad: 100 ~ 200;
2. Puidutöötlemismasinad: 250 ~ 700;
3. Tekstiilitööstus: 300 ~ 800;
4. Kergete masinate töökoda: 150 ~ 300;
5. Abivõll: 200 ~ 600.
8
Võlli disain
Võllid saab projekteerida kahe erineva protsessi abil, mis põhinevad erinevatel koormuskaalutlustel:
1. Tugevuspõhine võlli konstruktsioon Ajamivõllid on tavaliselt vastuvõtlikud paindemomentidele, pöördemomentidele, aksiaalsetele tõmbetele ja nende kombinatsioonidele. Tavaliselt on laagrid koormatud väände- ja paindepingete kombinatsiooniga.
Laagri tõmbepinge:
Tõmbepinge=P/A
Nende hulgas on A=(π/4)xD2, D võlli läbimõõt millimeetrites.
Laagri paindemoment:
Painutuspinge=(MbxY)/I
Nende hulgas Mb{0}}paindemoment; Y=D/2, kus D on läbimõõt; I=inertsmoment=(πxD4)/64
Laagri pöördemoment:
Väändepinge=MtxR/J
Nende hulgas Mt{0}}pöördemoment; R=D/2, kus D on läbimõõt; J=polaarne inertsmoment=(πxD4)/32
2. Jäikusel põhinev võlli konstruktsioon
Veovõlli peetakse jäigaks väändejäikuse alusel, kui võll liiga palju ei keerdu.
{Mt/J}={(Gxθ)/L}
Nende hulgas Mt=pöördemoment mm N; J=polaarne inertsimoment=(πxD4)/32; D=võlli läbimõõt (mm); θ=väändenurk; G=jäikusmoodul N/mm2.
9
Võllide eelised ja puudused
Võlli eelised
Nad jäävad väiksema tõenäosusega kinni;
Need nõuavad vähem hooldust kui ketisüsteemid;
Neil on suur väändetugevus;
Neil on kõrged polaarinertsmomendi väärtused;
Nad on väga tugevad ja tõenäoliselt ebaõnnestuvad;
Õõnesvõllide sisemine kuju on õõnes, seega vajavad need vähem materjali;
Sama pöördemomendi ülekandeväärtuse korral on õõnesvõll kaalult kergem kui täisvõll;
Neil on väga suur pöörlemisraadius.
Võlli puudused
Neil on lõdva haakeseadise tõttu võimsuskadu;
Nad vibreerivad pöörlemisel;
Nad tekitavad pidevat müra;
Kõrgemad tootmis- ja hoolduskulud;
Raske valmistada;
Telje kiiruse muutmine ei ole lihtne;
Pikk seisakuaeg mehaaniliste probleemide tõttu;
Õlitilgad õhuliinidel;
Elastomeeride (näiteks lehtvedruühendused) kasutamine võib põhjustada võllide vahelise kiiruse kadu;
Kui võll ebaõnnestub, võtab selle parandamine palju aega.
