taper bush กับ locking assembly: การเลือกข้อต่อแบบไม่มีลิ่ม

เกียร์บ็อกซ์ส่วนใหญ่ยังคงประกอบรอบร่องลิ่ม (keyway) และด้วยเหตุผลที่ดี: ร่องลิ่มระบุได้ง่าย ตัดได้ง่าย และตรวจสอบได้ง่าย แต่ก็เป็นจุดรวมความเค้นที่ตัดเข้าไปในชิ้นส่วนทั้งสอง ชิ้นส่วนสูญเสียเนื้อที่ตรงจุดที่เพลากำลังรับภาระหนักอยู่แล้ว และยังเหลือช่องว่างที่ต้องข้ามทุกครั้งที่ภาระกลับทิศ มีทางเลือกสองแบบที่หลีกเลี่ยงลิ่มโดยสิ้นเชิง และมักถูกสับสนกันเป็นประจำในโรงงาน

สองชิ้นส่วน สองรูปแบบความพอดีที่ต่างกัน

taper bush คือปลอกผ่าที่มีเทเปอร์ด้านนอก ฮับต้องถูกกลึงให้มี bore เทเปอร์ที่เข้าคู่กัน ปลอกถูกกดจากด้านหนึ่ง สกรูสองหรือสามตัวดึงตามแนวแกน เทเปอร์ปิดลง bore หดตัว และชุดประกอบยึดเพลา การถอดทำได้ด้วยสกรูเดียวกันที่ย้ายไปยังรู jacking ซึ่งดันปลอกกลับออกมา

locking assembly — หรือที่ขายในชื่อ keyless bushing หรือ power lock — ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของฮับ แต่เป็นชุดวงแหวนที่ใส่ระหว่าง bore เรียบกับเพลาเรียบ โดยมีเทเปอร์ประกบระหว่างชิ้นส่วนในและชิ้นส่วนนอก การขันสกรูจะดันวงแหวนไปตามเทเปอร์เหล่านั้น sehingga ทั้งสองขยายตัวในแนวรัศมีและกดบนเพลาและ bore พร้อมกัน ไม่มีส่วนใดในฮับที่ต้องเป็นเทเปอร์

ความแตกต่างเพียงข้อเดียวนี้ตัดสินว่าแบบใดที่แบบDrawingยอมรับได้ หากฮับมีอยู่แล้วด้วย bore ตรง locking assembly คือทางเลือกเดียวโดยไม่ต้องกลึงใหม่ หากฮับถูกสร้างขึ้นสำหรับงานนี้ taper bush มีราคาซื้อถูกกว่าและเปลี่ยนได้เร็วกว่า

แรงบิดมาจากไหนจริง ๆ

ทั้งสองแบบส่งผ่านแรงบิดด้วยแรงเสียดทานที่เกิดจากแรงกดสัมผัสในแนวรัศมี ตัวเลขใน datasheet จึงขึ้นอยู่กับความเรียบผิว ความพอดี การหล่อลื่น และแรงบิดขันสกรู ไม่ใช่ความแข็งแรงเฉือนของลิ่ม RINGFEDER ระบุ locking assembly รุ่น RfN 7012 สำหรับเพลาที่ k9 ถึง h9 และฮับที่ N9 ถึง H9 โดยยอมรับ k11 ถึง h11 และ N11 ถึง H11 ที่ปลายหลวม และความเรียบผิว Ra 3.2 µm หรือดีกว่าบนพื้นผิวสัมผัสทั้งสอง สกรูเป็นเกรด 12.9 และแคตตาล็อกอนุญาตให้ลดแรงบิดขันลงเหลือครึ่งหนึ่งของค่าที่ระบุ ซึ่งในกรณีนั้นความสามารถในการรับแรงบิด แรงตามแนวแกน และแรงกดผิวจะลดลงตามสัดส่วนโดยประมาณ

ความสัมพันธ์สุดท้ายนี้น่าอ่านย้อนกลับ แรงบิดขันสกรูที่มากขึ้นไม่เท่ากับ margin ที่มากขึ้น การขันเกินคือวิธีที่ฮับเหล็กหล่อผนังบางแตก การขันไม่พอคือวิธีที่ข้อต่อคืบ คลึงเทเปอร์จนเป็นวงสว่าง และเริ่มเคลื่อนภายใต้ภาระ ประแจวัดแรงบิดและตัวเลขที่เป็นลายลักษณ์อักษรให้ความน่าเชื่อถือได้มากกว่าขนาดที่ใหญ่ขึ้น

ทั้งสองตระกูลยังแตกต่างกันในสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการขัน การออกแบบเทเปอร์คู่สมมาตรยึดเพลาและฮับให้อยู่ในตำแหน่งสัมพัทธ์กันขณะขันสกรู ซึ่งสำคัญเมื่อเกียร์ต้องอยู่ในตำแหน่งตามแนวแกนที่กำหนด การออกแบบเทเปอร์เดี่ยวดึงฮับไปตามเพลาขณะขัน ดังนั้นตำแหน่งตามแนวแกนต้องตั้งหลังการยึดหรือเผื่อไว้ในการออกแบบ

การอ่านตาราง taper bush

ยกตัวอย่าง bush 2517 จากช่วงที่เผยแพร่ มีความยาว 44.5 mm กว้าง 85.5 mm ที่ปลายใหญ่ และใช้สกรู 1/2 นิ้ว BSW สองตัวที่ 50 N·m หากไม่มีลิ่ม รับแรงบิดได้ 380 N·m บน bore 38 mm และ 510 N·m บน bore 48 mm เส้นผ่านศูนย์กลางฮับขั้นต่ำคือ 130 mm ในเหล็กหล่อที่ 180 N/mm² และ 108 mm ในเหล็กที่ 600 N/mm² ในช่วงเดียวกัน bush 1008 บน bore 12 mm รับ 29 N·m ขณะที่ 5050 บน bore 125 mm รับ 7370 N·m

ช่วงระหว่างสองปลายนี้คือประเด็น การเลือกเป็นการคำนวณสองด้าน: bore กำหนดขนาด แรงบิดกำหนดว่าขนาดนั้นเพียงพอหรือไม่ และเส้นผ่านศูนย์กลางฮับกำหนดว่าฮับรับแรงกดผิวที่ขนาดนั้นสร้างได้หรือไม่ หากใส่ลิ่มด้วย ระนาบลื่นจะย้ายจากรอยต่อเพลา-bush ออกไปยังรอยต่อ bush-ฮับ เพิ่มความสามารถตามสัดส่วนของอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางปลายใหญ่ต่อ bore โดยประมาณ

การถอดลิ่มออก และการใส่กลับ

การถอดประกอบบ่อยและการปรับเฟสคือเหตุผลที่ชัดเจนที่สุดในการเลือกแบบไม่มีลิ่ม เกียร์บนเพลาเซอร์โวมีความสัมพันธ์เชิงมุมที่กำหนดกับศูนย์ของเอนโคเดอร์ ด้วยลิ่ม การประกอบใหม่ทุกครั้งหมายถึงการหาความสัมพันธ์นั้นอีกครั้ง ขณะที่ข้อต่อแบบยึดด้วยแรงกดปลดและยึดใหม่โดยไม่ขยับตำแหน่ง

เส้นผ่านศูนย์กลางเพลาขนาดเล็กคือเหตุผลที่สอง ร่องลิ่มตัดเนื้อออกและเพิ่มมุมแหลมสองมุมบนชิ้นส่วนที่มีเนื้อเหลือน้อย การรับภาระกลับทิศพร้อมข้อกำหนด backlash คือเหตุผลที่สาม: ลิ่มเคลื่อนผ่านช่องว่างทุกครั้งที่กลับทิศ และข้อต่อแบบเสียดทานไม่มีช่องว่างให้ข้าม พื้นที่คือเหตุผลที่สี่ — locking assembly สามารถวางซ้อนกันได้ และหลายชุดภายในระยะ 4·L รวมพิกัดแรงบิดเข้าด้วยกัน ซึ่งเหมาะกับฮับแคบที่รับโมเมนต์มาก

ลิ่มยังเป็นคำตอบที่ดีกว่าในบางสภาวะ ภาระกระแทกหนัก การกลับทิศอย่างรวดเร็ว และสถานที่ที่ไม่มีใครมีประแจวัดแรงบิด ล้วนสนับสนุนข้อต่อแบบมีลิ่ม เพราะข้อต่อแบบยึดด้วยแรงกดดีได้เพียงเท่ากับขั้นตอนการประกอบ ฮับเหล็กหล่อผนังบางถูกจำกัดด้วยแรงกดผิว และเมื่อขนาดถัดไปใส่ไม่ได้ วิธีเสียดทานก็หมดพื้นที่ ต้นทุนก็สำคัญเช่นกันเมื่อปริมาณน้อยและฮับถูกทำร่องลิ่มอยู่แล้วด้วยเหตุผลอื่น

สิ่งที่แบบDrawingต้องระบุ

ข้อต่อแบบไม่มีลิ่มตัดความสามารถของขั้นตอนประกอบในการดูดซับความคลาดเคลื่อน ข้อต่อแบบมีลิ่มซ่อนความเยื้องศูนย์เล็กน้อยไว้ในช่องว่างลิ่ม ข้อต่อแบบยึดด้วยแรงกดจัดศูนย์กลางอย่างแน่นหนา ดังนั้นความเบี้ยวที่มีอยู่ในชิ้นส่วนจะกลายเป็นความคลาดเคลื่อนการประกบโดยตรง ในการออกแบบไม่มีลิ่ม ความร่วมศูนย์ระหว่าง bore เกียร์กับปลายฟันเป็นข้อกำหนดในแบบDrawing ไม่ใช่ปัญหาการประกอบที่ต้องแก้ภายหลัง

สำหรับฮับ คุณลักษณะสี่ประการรับข้อต่อ: มุมเทเปอร์และรูปแบบการสัมผัส ตรวจด้วยสี marking และอ่านตลอดหน้าสัมผัสทั้งหมด; ความคลาดเคลื่อน bore และความกลม ซึ่งกำหนดว่าความดันยึดกระจายอย่างไร; ความเบี้ยวของหน้า ซึ่งกลายเป็น datum ทุกที่ที่ชุดประกอบนั่งกับไหล่; และความสมมาตรของร่องลิ่มต่อ bore บนชิ้นส่วนที่ผสมการเชื่อมต่อทั้งสองแบบ บนเกียร์ การเจียร bore ก่อนเจียรฟัน — โดยอ้างอิงจาก bore ที่เสร็จแล้ว — คือสิ่งที่ทำให้ความเบี้ยวต่ำหลังการติดตั้ง หากกลับลำดับ ชิ้นส่วนจะกลับมา

PinyiGear กลึงเกียร์ สเตอร์ สเตอร์ pulley และฮับที่เข้าคู่ตามแบบDrawing: โมดูล M0.5 ถึง M20 ความแม่นยำการผลิต DIN 4 ถึง 5 โดยเกียร์เจียรถึง DIN 3; วัสดุรวมถึง 20CrMnTi, 20CrMo, 20CrNiMo, 42CrMo, 40Cr, 38CrMoAl และ 45#; การ hob, shaping, milling และ grinding ร่วมกับ carburising, nitriding, induction hardening และ quenching-and-tempering รวมถึง CNC turning และ milling และการเจียรภายในและภายนอก; การตรวจสอบบนศูนย์วัดเกียร์ CMM เครื่องวัดความกลม เครื่องวัดความแข็ง เครื่องวัดความเรียบผิว และการตรวจสอบการประกบ สำหรับ spur gear ที่กลึงตามมาตรฐานนี้ ดูช่วง spur gear; แบบDrawingและสภาวะการรับภาระส่งไปที่ www.dgpinyi.com