簡単な答え: シャフトをボーリングすると除去されます。強度よりもはるかに重い。外径の半分のボアを取り出すと、重量は 4 分の 1 減少しますが、ねじり剛性は約 6% にすぎません。この取引こそが中空シャフトが存在する理由であり、それを理解することが決定方法となります。
次のいずれかを選択しますソリッドモーターシャフトそして中空モーターシャフト通常、強いものと軽いものとして組み立てられます。その枠組みは間違っており、それが人々を過剰に構築することにつながります。実際の取引は、一方では製造コスト、もう一方では重量、慣性、機能との間で行われます。数字を見ると、強さはほとんどありません。
ねじり剛性は外側の素材から得られます。シャフトの中心近くのスチールは、小さな半径に位置するため、ねじれに対する抵抗にはほとんど貢献しません。しかし、それでもその重さは変わらない。それを取り外すと、ほぼすべての強度を維持したまま質量を減らすことができます。
その効果は直線的ではないため、人々は驚かれます。剛性はボア径の4乗で低下し、重量は2乗で低下します。したがって、適度なボアはほとんど無料です。
| 内径、外径の割合 | 取り外した重量 | ねじれ剛性の損失 |
|---|---|---|
| 40パーセント | 16パーセント | 約2.6パーセント |
| 50パーセント | 25パーセント | 約6.3パーセント |
| 60パーセント | 36パーセント | 約13パーセント |
| 70パーセント | 49パーセント | 約24パーセント |
| 均一な円形セクションのジオメトリのみ。本物のシャフトには、イメージを変えるステップ、スプライン、ストレスレイザーもあります。 | ||
50% の行をもう一度読みます。質量が 4 分の 1 減っても、シャフトのねじり剛性は 94% 維持されています。絶えず加速と減速を繰り返すモーターの場合、取り除いた質量は回転質量であるため、これは非常に良いことです。
曲げとねじりは別の話であり、座屈も同様です。薄い壁は、圧入時に局所的に凹んだり、潰れたりする可能性もあります。約60％を超えるとリターンは急速に減少し、リスクが高まります。これが、生産中空シャフトが理論上の最大値ではなく、実用的な帯域内に収まる理由です。
バーは長い方が良い
家電製品のモーター、ファン、ポンプ、コンベア、および一般的な産業用ドライブはほぼすべて固体であり、当然のことです。
EV トラクションモーター、ロボットジョイント、高速スピンドル、半導体装置がここに設置されています。のEVローターシャフトガイドそのケースを詳しく取り上げます。
中空というのは一つのものではありません。ボアの形状はボアの目的に従います。
| ボアタイプ | 何をするのか | 一般的な使用方法 |
|---|---|---|
| スルーホール | エンドツーエンドでオープン | クーラントの流れ、ケーブルの配線、2 番目の同心シャフト |
| 止まり穴 | 片側だけ退屈 | 駆動機能のために片端を堅固に保ちながら軽量化 |
| テーパ穴 | 円錐形の内部シート | シャフト内の嵌合部品の位置を決めてクランプする |
中実と中空の価格差は、1 回の追加の穴あけ作業だけではありません。 4 つのことが難しくなり、それぞれにコストがかかります。
穴は外側と同心でなければなりません。さまよった穴は不均一な壁を残します。壁が不均一であることは質量が不均一であることを意味し、質量が不均一であることはシャフトのバランスが崩れることを意味します。長いシャフトでは、その同心度を維持するのが作業の難しい部分です。
深い穴は遅いです。切りくずの排出と工具のたわみはどちらも深さが増すにつれて悪化します。深く正確なボアを作成するのは簡単ではありません。
薄い壁が動きます。中空部品は熱処理中に歪みが大きくなり、研削中にクランプが異なります。優しく持ち、慎重に研磨する必要があります。
バランスの方が重要です。中空シャフトは通常、高速用途で使用されるため、より厳しい勾配に合わせてバランスがとられますが、これは独自の検査による追加作業です。
単に穴の公差がどのくらいかだけでなく、穴の同心性がどのように保持され検証されるかを尋ねてください。どのお店でもサイズに合わせて穴を開けることができます。 600 mm シャフトに沿ってその穴を外径に忠実に保持できるかどうかが、シャフト メーカーと機械工場を分けるものです。完全なプロセス ルートについては、加工のウォークスルー.
ソリッド シャフトはあらゆるドライブ機能に対応します。スムーズ, キー溝, スプライン付きそして段差のある、加工径は g6 または h6、段差面振れは 0.02 mm 以内です。
中空シャフトは次の限界まで機械加工されます。
| パラメータ | 範囲 |
|---|---|
| シャフト外径 | φ8～130mm |
| 穴径 | 3 ～ 50 mm、カスタマイズ可能 |
| 長さ | 100～2000mm |
| 止まり穴の深さ | 5～150mm |
| 同心度、TIR | ≤0.01 mm、通常は 0.005 mm |
| 硬度 | 28 ～ 58 HRC、通常は 42 ～ 48 |
| 抗張力 | 600MPa以上 |
| 材料 | 4140 および 4340 合金、303、304、および 416 ステンレス |
中空は強度の低下として扱われます。そうではありません。上の表はその理由を示しています。強度を理由に中空シャフトを拒否するということは、通常、モーターが一日中加速しなければならない回転質量の代償を払うことを意味します。
退屈する理由のないシャフトをボーリングしました。逆のエラー。一定速度の家電製品やポンプ モーターでは、慣性が低いだけでは意味がありません。シャフトは気にするほど速く速度を変えることがないので、ボアはコストを追加し、何も利益をもたらしません。
デューティ前にボアを指定します。他の設計からコピーしたボアサイズは推測です。壁の厚さは、以前の図面でたまたま使用されていたものではなく、シャフトが実際に伝達するトルクと内部に適合するものによって設定する必要があります。
これらのどれも解決しない場合は、デフォルトで固体を選択します。 Hollow は好みではなく、理由で勝たなければなりません。
中空シャフトは中実シャフトに比べて弱いのでしょうか？
同じ外径の場合、ほんのわずかです。外径の半分の穴では重量の約 25 パーセントが削減されますが、ねじり剛性は約 6 パーセントにすぎません。これは、中心近くの材料がねじれに対する抵抗にほとんど寄与しないためです。強度が中空シャフトを拒否する理由になることはほとんどありません。
中空シャフトはなぜ高価なのでしょうか?
ボアは全長に沿って外側と同心である必要があり、深いボーリングは時間がかかり、薄い壁は熱処理や研削でより多く歪み、中空シャフトは通常、より厳密なバランスが必要です。掘削そのものではなく、これら 4 つの要素が価格を左右します。
貫通穴シャフトと止まり穴シャフトの違いは何ですか?
両端に貫通穴が開いているので、クーラントやケーブルなどのシャフトをそのまま通すことができます。止まり穴は一方の端からのみ開けられるため、重量が削減され、もう一方の端はキー溝、スプライン、またはねじ用に中実のままになります。
内径はどのくらいまで大きくできますか？
実際には、ほとんどのモーターシャフトの外径の最大約 60% です。それを超えると、剛性の低下が加速し、圧入時や熱処理中に薄肉が脆弱になります。 Guanshuo の機械は、φ8 ～ 130 mm のシャフトで 3 ～ 50 mm の穴を加工します。
