ຄວາມກົດດັນ Shear ສູງສຸດຂອງມໍເຕີ Shaft ເປັນຮູແມ່ນຫຍັງ?

ຄວາມເຂົ້າໃຈຄວາມດັນສູງສຸດຂອງ Shear ໃນ Motors Shaft Hollow

ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ແມ່ນຫນຶ່ງໃນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນໃນເວລາທີ່ການວິເຄາະປະສິດທິພາບແລະຄວາມປອດໄພຂອງ ມໍເຕີ stepper shaft ເປັນຮູs. ມໍເຕີ shaft ເປັນຮູ, ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ ເຄື່ອງຈັກອຸດສາຫະກໍາ, ຫຸ່ນຍົນ, ລະບົບ servo, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ , ອີງໃສ່ການປະສົມປະສານທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງ ຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດ, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ . ແນວຄວາມຄິດຂອງຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດຈະຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນຮັບປະກັນວ່າ shaft ມໍເຕີສາມາດທົນທານຕໍ່ການໂຫຼດນໍາໃຊ້ໂດຍບໍ່ມີການລົ້ມເຫຼວ.

ຄວາມກົດດັນ Shear ແມ່ນຫຍັງ?

ຄວາມກົດດັນຂອງ shear ເກີດຂຶ້ນເມື່ອ ມີຜົນບັງຄັບໃຊ້ tangential ກັບຫນ້າດິນ, ເຮັດໃຫ້ຊັ້ນພາຍໃນຂອງວັດສະດຸເລື່ອນລົງກັບກັນແລະກັນ. ໃນສະພາບການຂອງມໍເຕີ:

• ແຮງບິດ (ຜົນບັງຄັບໃຊ້ rotational) ນໍາໃຊ້ກັບ shaft ສ້າງ ຄວາມກົດດັນ shear torsional.

• ຂະ ຫນາດຂອງຄວາມກົດດັນ shear ແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມ radius ຂອງ shaft ໄດ້.

• shafts ເປັນຮູປະສົບການ ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດຂອງເຂົາເຈົ້າຢູ່ດ້ານນອກ , ໃນຂະນະທີ່ດ້ານໃນປະສົບການຄວາມກົດດັນຫນ້ອຍ.

Hollow vs Solid Shafts

shafts ເປັນຮູໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອ ເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນຂະນະທີ່ການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ :

• ວັດສະດຸຖືກໂຍກຍ້າຍອອກຈາກພາກກາງຂອງຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ.

• ລັດ ສະໝີດ້ານນອກ , ບ່ອນທີ່ຄວາມກົດດັນດ້ານຕັດສູງສຸດ, ຍັງຄົງແຂງ.

• shafts ເປັນຮູສາມາດບັນລຸ ຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດທຽບເທົ່າຫຼືສູງກວ່າ shafts ແຂງທີ່ມີນ້ໍາຫນັກວັດສະດຸດຽວກັນ.

• ພວກເຂົາເຈົ້າ ຫຼຸດຜ່ອນ inertia ພືດຫມູນວຽນ , ປັບປຸງການຕອບສະຫນອງ motor.

ການຄຳນວນຄວາມດັນ Shear ສູງສຸດ

ຄວາມ ກົດດັນຕັດສູງສຸດ (τₘₐₓ) ໃນ shaft ເປັນຮູພາຍໃຕ້ການບິດແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດ:

τmax=T⋅roJ au_{max} = rac{T cdot r_o}{J}

τmax=JT⋅ro

ບ່ອນທີ່:

• T = ໃຊ້ແຮງບິດ

• rₒ = ລັດສະໝີນອກຂອງເພົາ

• J = ປັດຈຸບັນຂົ້ວໂລກຂອງ inertia

ສໍາລັບ shaft ເປັນຮູ:

J=π2(ro4−ri4)J = rac{pi}{2} (r_o^4 - r_i^4)

J=2π(ro4−ri4)

• rᵢ = ລັດສະໝີພາຍໃນ

ສູດນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ລັດສະໝີດ້ານນອກແລະຄວາມຫນາຂອງກໍາແພງ ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄວາມກົດດັນຂອງການຕັດສູງສຸດ, ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຢ່າງລະມັດລະວັງຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພແລະການປະຕິບັດ.

ການພິຈາລະນາວັດສະດຸ

ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ອະນຸຍາດແມ່ນຂຶ້ນກັບ ວັດສະດຸ shaft :

• ເຫຼັກໂລຫະປະສົມ : ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງໃຫ້ຜົນຜະລິດສູງ, ເຫມາະສໍາລັບມໍເຕີທີ່ໃຊ້ວຽກຫນັກ

• ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ : ເບົາກວ່າ, ໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຄວາມໄວສູງ

• ໂລຫະປະສົມ Titanium : ແຂງແຮງທີ່ສຸດແລະທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ

ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ອະນຸຍາດມັກຈະຖືກກໍານົດໂດຍໃຊ້ ທິດສະດີຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ :

τallowable≈0.577⋅σy au_{allowable} approx 0.577 cdot sigma_y

ອະນຸຍາດ≈0.577⋅σy

ບ່ອນທີ່ σᵧ ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດໃນຄວາມກົດດັນ. ປັດໃຈຄວາມປອດໄພແມ່ນໃຊ້ເພື່ອບັນຊີ ຄວາມເມື່ອຍລ້າ, ຊ໊ອກ, ແລະຄວາມບໍ່ສົມບູນຂອງພື້ນຜິວ.

ການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ຄວາມເມື່ອຍລ້າ

Stepper motor shaft shaft ເຮັດວຽກເລື້ອຍໆພາຍໃຕ້ ແຮງບິດຮອບວຽນແລະການໂຫຼດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ , ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເມື່ອຍລ້າ:

• ຮອບວຽນຂອງຄວາມກົດດັນ shear ຊໍ້າໆອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຮອຍແຕກຈຸນລະພາກໃນໄລຍະເວລາ.

• ຄຸນນະພາບຂອງພື້ນຜິວຢູ່ ເສັ້ນຜ່າກາງນອກ ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານຄວາມເມື່ອຍລ້າ.

• ການອອກແບບທີ່ເຫມາະສົມຮັບປະກັນຄວາມດັນຂອງການຕັດສູງສຸດຍັງຕໍ່າກວ່າຂອບ ເຂດຈໍາກັດຄວາມເຫນື່ອຍລ້າ ສໍາລັບວັດສະດຸ.

ສະຫຼຸບ

ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບການອອກແບບ ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະປະສິດທິພາບ ມໍເຕີ stepper shaft ເປັນຮູs. ໂດຍການລວມເອົາເລຂາຄະນິດ shaft ທີ່ດີທີ່ສຸດ, ການເລືອກວັດສະດຸທີ່ເຫມາະສົມ, ແລະການພິຈາລະນາຄວາມເຫນື່ອຍລ້າ, ວິສະວະກອນສາມາດຮັບປະກັນ ການສົ່ງແຮງບິດສູງ, ນ້ໍາຫນັກຫຼຸດລົງ, ແລະຄວາມທົນທານໃນໄລຍະຍາວ . shafts ເປັນຮູແມ່ນມີປະສິດທິພາບໂດຍສະເພາະໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການ ປະສິດທິພາບສູງ, ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ, ແລະການຕອບສະຫນອງຢ່າງໄວວາ..

ເປັນຫຍັງ Hollow Shaft Motors ມີປະສົບການ Shear Stress Profiles ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ

ທໍ່ stepper motor s ສະແດງໃຫ້ເຫັນ ໂປຣໄຟລ໌ຄວາມກົດດັນ shear ເປັນເອກະລັກ ເມື່ອທຽບກັບ shafts ແຂງເນື່ອງຈາກ ເລຂາຄະນິດແລະການແຜ່ກະຈາຍວັດສະດຸ . ຄວາມເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບວິສະວະກອນທີ່ອອກແບບເຄື່ອງຈັກທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສໍາລັບ ຫຸ່ນຍົນ, ເຄື່ອງຈັກອຸດສາຫະກໍາ, ແລະລະບົບອັດຕະໂນມັດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ..

Torsional Loading ໃນ Hollow Shafts

ເມື່ອແຮງບິດຖືກ ນຳ ໃຊ້ກັບ shaft, ວັດສະດຸປະສົບກັບ ຄວາມກົດດັນຂອງແຮງບິດ , ເຊິ່ງແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມລັດສະ ໝີ shaft:

• ດ້ານນອກ: ປະສົບກັບ ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ເນື່ອງຈາກວ່າມັນຢູ່ໄກທີ່ສຸດຈາກແກນຂອງການຫມຸນ.

• ພື້ນຜິວດ້ານໃນ: ປະສົບຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕໍ່າລົງເນື່ອງຈາກຄວາມໃກ້ຊິດກັບແກນກາງ.

• ພາກສ່ວນກາງ (ຝາເປັນຮູ): ເຫັນຄ່າຄວາມກົດດັນລະຫວ່າງດ້ານໃນ ແລະດ້ານນອກ.

ການປ່ຽນແປງເສັ້ນຊື່ນີ້ຈາກສູນກາງໄປຫາລັດສະໝີຊັ້ນນອກແມ່ນສິ່ງທີ່ກໍານົດ ໂປຣໄຟລ໌ຄວາມກົດດັນ shear ໃນ shafts ເປັນຮູ.

ອິດທິພົນທາງເລຂາຄະນິດຕໍ່ຄວາມຄຽດຂອງ Shear

ການອອກແບບເປັນຮູເອົາວັດສະດຸຈາກພາກກາງທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ:

• ວັດສະດຸຫນ້ອຍຢູ່ໃກ້ກັບສູນກາງ ຫມາຍຄວາມວ່າ shaft ແມ່ນສີມ້ານ.

• ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຄວາມກົດດັນຈະຍ້າຍໄປຢູ່ໃນລັດສະໝີຊັ້ນນອກ , ບ່ອນທີ່ shaft ແມ່ນເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດ.

• ການ​ຕັ້ງ​ຄ່າ​ນີ້​ສົ່ງ​ຜົນ​ໃຫ້​ມີ ​ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ​ຂອງ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ຫຼາຍ​ຂຶ້ນ ​, ການ​ຕໍ່​ຕ້ານ torsional ສູງ​ສຸດ​ຕໍ່​ນ​້​ໍ​າ​ຫົວ​ຫນ່ວຍ​.

ຊ່ວງ ເວລາຂົ້ວໂລກຂອງ inertia (J) , ວັດແທກຄວາມຕ້ານທານຂອງ shaft ຕໍ່ການບິດ, ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍ radii ພາຍໃນແລະພາຍນອກ:

J=π2(ro4−ri4)J = rac{pi}{2} (r_o^4 - r_i^4)

J=2π(ro4−ri4)

ບ່ອນທີ່ rₒ ເປັນລັດສະໝີພາຍນອກ ແລະ rᵢ ແມ່ນລັດສະໝີພາຍໃນ. ເຖິງແມ່ນວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນຂະຫນາດນ້ອຍໃນ radius ພາຍນອກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງ torsional, ໃນຂະນະທີ່ການເພີ່ມ radius ພາຍໃນຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກໂດຍບໍ່ມີການປະນີປະນອມຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຄວາມສາມາດຂອງ torque.

ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງຮູຂຸມຂົນ Shear Profiles

ໂປຣໄຟລ໌ຄວາມກົດດັນທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ shafts ເປັນຮູໃຫ້ຜົນປະໂຫຍດຫຼາຍ:

1. ອັດຕາສ່ວນແຮງບິດຕໍ່ນ້ຳໜັກທີ່ສູງຂຶ້ນ

   ວັດສະດຸມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຢູ່ບ່ອນທີ່ຄວາມກົດດັນດ້ານຕັດແມ່ນສູງທີ່ສຸດ, ອະນຸຍາດໃຫ້ shafts hollow ປະຕິບັດ torque ຫຼາຍສໍາລັບນ້ໍາຫນັກດຽວກັນ.

2. ຫຼຸດຜ່ອນ inertia ການຫມຸນ

   ການຖອດວັດສະດຸສູນກາງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຊ່ວງເວລາຂອງ inertia, ເຊິ່ງປັບປຸງ ການເລັ່ງຂອງມໍເຕີແລະການຫຼຸດລົງ.

3. ປັບປຸງຄວາມຕ້ານທານຄວາມເມື່ອຍລ້າ

   ຄວາມກົດດັນແມ່ນແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນໃນທົ່ວພາກສ່ວນຂ້າມ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຄວາມເມື່ອຍລ້າໃນທ້ອງຖິ່ນ.

4. ປັບປຸງການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ

   shafts ເປັນຮູມີພື້ນທີ່ຫຼາຍຂື້ນກັບປະລິມານ, ອະນຸຍາດໃຫ້ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຄວາມໄວສູງຫຼືສູງ.

ຜົນກະທົບທາງປະຕິບັດສໍາລັບການອອກແບບມໍເຕີ

ການເຂົ້າໃຈ ໂປຣໄຟລ໌ຄວາມກົດດັນ shear ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນ:

• ປັບ ເສັ້ນຜ່າສູນກາງດ້ານນອກ ແລະພາຍໃນ ໃຫ້ເໝາະສົມ ເພື່ອຄວາມອາດສາມາດແຮງບິດສູງສຸດ.

• ເລືອກ ວັດສະດຸທີ່ມີຜົນຜະລິດທີ່ເຫມາະສົມແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ fatigue.

• ຮັບປະກັນ ຄຸນນະພາບຂອງພື້ນຜິວ ຢູ່ລັດສະໝີດ້ານນອກເພື່ອປ້ອງກັນການເກີດຮອຍແຕກ.

• ນຳໃຊ້ ປັດໃຈຄວາມປອດໄພ ເພື່ອບັນຊີການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວ, ການຊັອກ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນ.

ໂດຍການວິເຄາະໂປຣໄຟລ໌ເຫຼົ່ານີ້, ຜູ້ອອກແບບສາມາດປ້ອງກັນ ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງ torsional , ຍືດອາຍຸມໍເຕີ, ແລະບັນລຸ ປະສິດທິພາບສູງໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ..

ສະຫຼຸບ

ມໍເຕີ shaft hollow ປະສົບກັບໂປຣໄຟລ໌ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕົ້ນຕໍເນື່ອງຈາກວ່າ ເລຂາຄະນິດ ຂອງເຂົາເຈົ້າ . ການໂຍກຍ້າຍຂອງວັດສະດຸສູນກາງຄວາມກົດດັນຕ່ໍາປ່ຽນຄວາມກົດດັນສູງສຸດໄປສູ່ລັດສະໝີພາຍນອກ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງແຮງບິດແລະການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ. ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ຖືກຕ້ອງກ່ຽວກັບໂປໄຟເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນສາມາດອອກແບບ ທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ປະສິດທິພາບສູງ, ແລະທົນທານຕໍ່ເວລາດົນນານ ມໍເຕີ stepper shaft ເປັນຮູs ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບຄວາມຕ້ອງການອຸດສາຫະກໍາແລະຫຸ່ນຍົນ.

ສູດຄວາມດັນ Shear ສູງສຸດສໍາລັບມໍເຕີ Shaft ເປັນຮູ

ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບ ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ໃນ a ມໍເຕີ stepper shaft hollow ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການອອກແບບ shafts ທີ່ ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ແລະສາມາດທົນທານຕໍ່ແຮງບິດ . shafts ເປັນຮູໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ ເຄື່ອງຈັກອຸດສາຫະກໍາ, ຫຸ່ນຍົນ, ແລະລະບົບມໍເຕີຄວາມແມ່ນຍໍາ , ບ່ອນທີ່ປະສິດທິພາບແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແມ່ນສໍາຄັນ. ສູດ ຄວາມກົດດັນ shear ໃຫ້ວິສະວະກອນວິທີການປະລິມານເພື່ອກໍານົດວ່າ shaft ສາມາດສົ່ງແຮງບິດໄດ້ຢ່າງປອດໄພໂດຍບໍ່ມີການລົ້ມເຫຼວ.

ພື້ນຖານຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງ Torsion ແລະ Shear

ເມື່ອແຮງບິດ ( T ) ຖືກນໍາໃຊ້ກັບ shaft, ມັນຈະສ້າງ ຄວາມກົດດັນ shear torsional ໃນທົ່ວວັດສະດຸ shaft. ແມ່ນ ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ຕັ້ງຢູ່ radius ພາຍນອກ ຂອງ shaft ໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມກົດດັນຫຼຸດລົງໄປສູ່ radius ພາຍໃນໃນ shafts ເປັນຮູ.

ຄວາມກົດດັນນີ້ແມ່ນຫນ້າທີ່ຂອງ:

• ທີ່ນໍາໃຊ້ ແຮງບິດ

• ເລ ຂາຄະນິດຂອງ shaft (radi ພາຍໃນແລະນອກ)

• ຄຸນ ສົມບັດວັດສະດຸ

ການຄິດໄລ່ທີ່ຖືກຕ້ອງເຮັດໃຫ້ shaft ເຮັດວຽກຢ່າງປອດໄພ ຕ່ໍາກວ່າຂອບເຂດຄວາມກົດດັນທີ່ອະນຸຍາດຂອງວັດສະດຸ.

ສູດຄວາມດັນ Shear ສູງສຸດ

ສໍາລັບ shaft ວົງເປັນຮູທີ່ຖືກບິດ, ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ (τₘₐₓ) ຖືກຄິດໄລ່ເປັນ:

oldsymbol{ au_{max} = rac{T cdot r_o}{J}}

τmax=JT⋅ro

ບ່ອນທີ່:

• τₘₐₓ = ຄວາມກົດດັນຕັດສູງສຸດ (Pa ຫຼື MPa)

• T = ແຮງບິດນຳໃຊ້ (N·m)

• rₒ = ລັດສະໝີນອກຂອງເພົາ (m)

• J = ເວລາຂົ້ວໂລກຂອງ inertia (m⁴)

Polar Moment ຂອງ Inertia ສໍາລັບ Shafts ເປັນຮູ

ຊ່ວງ ເວລາຂົ້ວໂລກຂອງ inertia (J) ເປັນຕົວແທນຂອງຄວາມຕ້ານທານຂອງ shaft ຕໍ່ການຜິດປົກກະຕິ torsional. ສໍາລັບ shaft ເປັນຮູ:

oldsymbol{J = rac{pi}{2} (r_o^4 - r_i^4)}

J=2π(ro4−ri4)

ບ່ອນທີ່:

• rᵢ = ລັດສະໝີພາຍໃນຂອງເພົາ (m)

• rₒ = ລັດສະໝີນອກຂອງເພົາ (m)

ສົມຜົນນີ້ເນັ້ນຫນັກວ່າຄວາມເຂັ້ມແຂງ torsional ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງກັບ radius ພາຍນອກ , ເນື່ອງຈາກຄວາມສໍາພັນຂອງພະລັງງານທີ່ສີ່, ໃນຂະນະທີ່ການເພີ່ມ radius ພາຍໃນຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກວັດສະດຸໂດຍມີພຽງແຕ່ການຫຼຸດລົງເລັກນ້ອຍຂອງການຕໍ່ຕ້ານ torsional.

Rearranging the Formula for Maximum Torque

ຜູ້ອອກແບບມັກຈະຕ້ອງກໍານົດ ແຮງບິດສູງສຸດ (Tₘₐₓ) ວ່າ a ມໍເຕີ stepper shaft hollow ສາມາດສົ່ງໄດ້ຢ່າງປອດໄພໂດຍບໍ່ມີການເກີນຄວາມກົດດັນ shear ອະນຸຍາດ:

oldsymbol{T_{max} = rac{ au_{allowable} cdot J}{r_o}}

Tmax=roτallowable⋅J

ບ່ອນທີ່ τₐₗₗₒwₐbₗₑ ຖືກກຳນົດຈາກ ຄວາມແຮງຂອງຜົນຜະລິດຂອງວັດສະດຸເພົາ ແລະ ປັດໃຈຄວາມປອດໄພ ທີ່ນຳໃຊ້ . ການຄິດໄລ່ນີ້ແມ່ນພື້ນຖານສໍາລັບ:

• ຂະ​ຫນາດ Shaft​

• ການເລືອກມໍເຕີ

• ຮັບປະກັນຄວາມທົນທານໃນໄລຍະຍາວພາຍໃຕ້ການໂຫຼດປະຕິບັດງານ

ການພິຈາລະນາວັດສະດຸ

ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ອະນຸຍາດແມ່ນຂຶ້ນກັບວັດສະດຸ:

• ເຫຼັກໂລຫະປະສົມ : ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແລະທົນທານຕໍ່ຄວາມເມື່ອຍລ້າ

• ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ : ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມໄວສູງ

• ໂລຫະປະສົມ Titanium : ແຂງແຮງແລະທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ

ສໍາລັບວັດສະດຸ ductile, ທິດສະດີຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເລື້ອຍໆ:

oldsymbol{ au_{allowable} approx 0.577 cdot sigma_y}

ອະນຸຍາດ≈0.577⋅σy

ບ່ອນທີ່ σᵧ ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດຂອງວັດສະດຸໃນຄວາມກົດດັນ. ວິສະວະກອນລວມເອົາ ປັດໃຈຄວາມປອດໄພ ເຂົ້າໃນບັນຊີ ການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວ, ຄວາມເມື່ອຍລ້າ, ແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການຜະລິດ.

ການປະຕິບັດການປະຕິບັດຂອງສູດ

ແມ່ນ ສູດຄວາມດັນຕັດສູງສຸດ ໃຊ້ເພື່ອ:

• ກໍານົດ ຂະຫນາດ shaft ສໍາລັບ motors ແຮງບິດສູງ

• ປະເມີນ ຜົນປະໂຫຍດ ການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ ຂອງ shafts ເປັນຮູ

• ເພີ່ມປະສິດທິພາບ ເສັ້ນຜ່າສູນກາງນອກແລະພາຍໃນ ເພື່ອປະສິດທິພາບແລະຄວາມທົນທານ

• ຮັບປະກັນການປະຕິບັດຕາມ ຄວາມເຫນື່ອຍລ້າແລະການພິຈາລະນາຄວາມຮ້ອນ

ໂດຍການນໍາໃຊ້ສູດນີ້, ວິສະວະກອນສາມາດດຸ່ນດ່ຽງ ຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ນ້ໍາຫນັກ, ແລະການປະຕິບັດ , ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນໂດຍສະເພາະໃນ servo motors, ຫຸ່ນຍົນ, ແລະລະບົບຂັບໂດຍກົງ..

ສະຫຼຸບ

ສູດຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດສະຫນອງ ວິທີການທີ່ຊັດເຈນ ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດ torsional ຂອງ hollow shaft stepper motor s. ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມສໍາພັນນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ວິສະວະກອນອອກແບບ shafts ທີ່ ເພີ່ມການສົ່ງ torque, ຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ, ແລະປັບປຸງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື . ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມຮັບປະກັນ ການດໍາເນີນງານທີ່ປອດໄພພາຍໃຕ້ການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວ , ເຮັດໃຫ້ມໍເຕີ shaft hollow ເຫມາະສົມສໍາລັບ ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງແລະຄວາມແມ່ນຍໍາ..

ສະຖານທີ່ຂອງຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດໃນ Shaft ເປັນຮູ

ໃນມໍເຕີ shaft ເປັນຮູ, ຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດສະເຫມີເກີດຂຶ້ນຢູ່ດ້ານນອກ ຂອງ shaft ໄດ້. ນີ້ແມ່ນຫຼັກການພື້ນຖານຂອງກົນຈັກ torsion ແລະນໍາໃຊ້ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງເລຂາຄະນິດຂອງ shaft. ຄວາມກົດດັນຫຼຸດລົງເປັນເສັ້ນຈາກລັດສະໝີພາຍນອກໄປຫາລັດສະໝີພາຍໃນ, ບ່ອນທີ່ມັນໄປຮອດຄ່າຕໍ່າກວ່າແຕ່ຍັງບໍ່ເປັນສູນ.

ພຶດຕິກຳນີ້ມີຜົນກະທົບທາງປະຕິບັດ:

• ການສໍາເລັດຮູບຫນ້າດິນແລະຄຸນນະພາບວັດສະດຸທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງນອກແມ່ນສໍາຄັນ

• ຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງພື້ນຜິວສາມາດລິເລີ່ມຮອຍແຕກທີ່ເມື່ອຍລ້າ

• ການເຄືອບປ້ອງກັນແລະເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາເພີ່ມອາຍຸການ shaft

ຄຸນສົມບັດວັດສະດຸ ແລະ ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ອະນຸຍາດ

ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ສູງ​ສຸດ​ທີ່​ອະ​ນຸ​ຍາດ​ໃຫ້ shear ແມ່ນ​ຂຶ້ນ​ກັບ ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ shaft ຫຼາຍ ​. ວັດສະດຸທົ່ວໄປທີ່ໃຊ້ໃນ ມໍເຕີ stepper shaft hollow ປະກອບມີ:

• ເຫຼັກໂລຫະປະສົມ (4140, 4340)

• ສະແຕນເລດ

• ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ

• ໂລຫະປະສົມ Titanium

ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ອະນຸຍາດໄດ້ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນມາຈາກ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດ ຂອງວັດສະດຸໂດຍໃຊ້ທິດສະດີຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ສໍາລັບວັດສະດຸທໍ່, ທິດສະດີຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ:

oldsymbol{ au_{allowable} approx 0.577 cdot sigma_y}

ອະນຸຍາດ≈0.577⋅σy

ບ່ອນທີ່ σᵧ ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດໃນຄວາມກົດດັນ.

ວິສະວະກອນອອກແບບໄດ້ລວມເອົາ ປັດໃຈຄວາມປອດໄພ ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມເຫນື່ອຍລ້າ, ການໂຫຼດຂອງຊ໊ອກ, ແລະຄວາມທົນທານໃນການຜະລິດ, ຮັບປະກັນຄວາມກົດດັນຂອງ shear ທີ່ເຮັດວຽກຍັງຕໍ່າກວ່າລະດັບສູງສຸດທາງທິດສະດີ.

ຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດທຽບກັບຄວາມກົດດັນແຮງຕັດສູງສຸດ

ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດແລະຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດແມ່ນໂດຍກົງແລະອັດຕາສ່ວນ. Rearranging the torsion equation ເຮັດ​ໃຫ້​ມີ ​ແຮງ​ບິດ​ສູງ​ສຸດ​ທີ່​ອະ​ນຸ​ຍາດ​ໃຫ້ ​:

oldsymbol{T_{max} = rac{ au_{allowable} cdot J}{r_o}}

Tmax=roτallowable⋅J

ສົມຜົນນີ້ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການເລືອກມໍເຕີແລະຂະຫນາດ shaft. Hollow shaft stepper motor s ມັກຈະຖືກເລືອກເພາະວ່າພວກເຂົາສາມາດສົ່ງ ຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດທີ່ສູງຂຶ້ນ ໃນຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດດຽວກັນເມື່ອທຽບກັບ shafts ແຂງຂອງມະຫາຊົນເທົ່າທຽມກັນ.

ປະໂຫຍດນີ້ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນໂດຍສະເພາະໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການ:

• ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງແຮງບິດສູງ

• ຊອງມໍເຕີກະທັດລັດ

• ຮອບວຽນຫນ້າທີ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ

• ການຄວບຄຸມຄວາມໄວຊັດເຈນ

ຜົນກະທົບຂອງຂະຫນາດຂອງ Shaft ກ່ຽວກັບຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ

ອິດທິພົນຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງນອກ

ການເພີ່ມເສັ້ນຜ່າກາງທາງນອກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈະເພີ່ມຊ່ວງເວລາຂົ້ວໂລກຂອງ inertia, ເຊິ່ງ ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດ ສໍາລັບ torque ທີ່ໃຫ້. ເຖິງແມ່ນວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນເລັກນ້ອຍໃນລັດສະໝີພາຍນອກກໍ່ໃຫ້ຜົນກໍາໄລອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ torsional ເນື່ອງຈາກຄວາມສໍາພັນຂອງພະລັງງານທີ່ສີ່.

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບເສັ້ນຜ່າສູນກາງພາຍໃນ

ການເພີ່ມເສັ້ນຜ່າສູນກາງພາຍໃນເຮັດໃຫ້ນ້ໍາຫນັກຫຼຸດລົງແຕ່ຍັງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານກັບ torsional. ການອອກແບບ shaft hollow ທີ່ດີທີ່ສຸດຢ່າງລະມັດລະວັງການດຸ່ນດ່ຽງ ການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ ຕໍ່ກັບ ການຈໍາກັດຄວາມກົດດັນ ເພື່ອຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງກົນຈັກ.

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບນີ້ແມ່ນວ່າເປັນຫຍັງມໍເຕີ shaft hollow ດີກວ່າ motor shaft ແຂງໃນ ລະບົບກົນຈັກໄຟຟ້າປະສິດທິພາບສູງ..

ການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ການພິຈາລະນາຄວາມເມື່ອຍລ້າ

ການຄິດໄລ່ຄວາມດັນ shear ສູງສຸດຕ້ອງກວມເອົາ ການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວ , ບໍ່ພຽງແຕ່ torque static. ມໍເຕີ stepper shaft shaft ມັກຈະເຮັດວຽກພາຍໃຕ້:

• ການປີ້ນກັບແຮງບິດຂອງວົງຈອນ

• ການເລັ່ງແລະການຊ້າລົງ

• ອາການຊ໊ອກ

• ການກະຕຸ້ນການສັ່ນສະເທືອນ

ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດັ່ງກ່າວ, ຄວາມແຂງແຮງຂອງຄວາມເມື່ອຍລ້າກາຍເປັນປັດໃຈຄຸ້ມຄອງ. ຮອບວຽນຄວາມກົດດັນຕັດຊ້ຳໆທີ່ຕໍ່າກວ່າຂີດຈຳກັດຜົນຜະລິດຍັງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວຕາມເວລາ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິສະວະກອນຈຶ່ງໃຊ້ ປັດໃຈແກ້ໄຂຄວາມເມື່ອຍລ້າ ແລະ ຂີດຈຳກັດຄວາມອົດທົນເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວ.

ຜົນກະທົບດ້ານຄວາມຮ້ອນຕໍ່ຂີດຈຳກັດຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງ Shear

ອຸນຫະພູມມີອິດທິພົນໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງວັດສະດຸ. ອຸນຫະພູມປະຕິບັດການສູງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດແລະ, ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມກົດດັນ shear ອະນຸຍາດ. Hollow shaft stepper motor s ໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການປັບປຸງການລະບາຍຄວາມຮ້ອນເນື່ອງຈາກພື້ນທີ່ຫນ້າດິນເພີ່ມຂຶ້ນ, ແຕ່ການວິເຄາະຄວາມຮ້ອນຍັງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນ.

ການອອກແບບທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງຕ້ອງ derate ຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດຕາມຄວາມເຫມາະສົມເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີນຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດພາຍໃຕ້ສະພາບທີ່ແທ້ຈິງ.

ການປຽບທຽບ: Hollow Shaft vs Solid Shaft Maximum Shear Stress

ສໍາລັບນ້ໍາຫນັກແລະວັດສະດຸທີ່ເທົ່າທຽມກັນ, shafts hollow ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ:

• ຫຼຸດແຮງກົດຕັດສູງສຸດພາຍໃຕ້ແຮງບິດທີ່ຄືກັນ

• ຄວາມອາດສາມາດຂອງແຮງບິດທີ່ສູງຂຶ້ນໃນລະດັບຄວາມກົດດັນເທົ່າທຽມກັນ

• ປັບປຸງຄວາມຕ້ານທານຄວາມເມື່ອຍລ້າ

• ຫຼຸດຜ່ອນ inertia ພືດຫມູນວຽນ

ຂໍ້ດີເຫຼົ່ານີ້ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງ ມໍເຕີ stepper shaft hollow ປົກຄອງ ລະບົບ servo motors , ທີ່ທັນສະໄຫມ , ແລະ ຂໍ້ຕໍ່ຫຸ່ນຍົນ..

ຄໍາແນະນໍາດ້ານວິສະວະກໍາພາກປະຕິບັດ

ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດໃນ motor shaft hollow, ພວກເຮົານໍາໃຊ້ຫຼັກການດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

• ເລືອກວັດສະດຸທີ່ມີຜົນຜະລິດສູງແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ fatigue

• ເພີ່ມປະສິດທິພາບເສັ້ນຜ່າສູນກາງນອກ ແລະພາຍໃນໂດຍໃຊ້ສົມຜົນການບິດ

• ຮັກສາປັດໃຈຄວາມປອດໄພແບບອະນຸລັກ

• ຮັບປະກັນການສໍາເລັດຮູບພື້ນຜິວທີ່ເໜືອກວ່າຢູ່ໃນລັດສະໝີດ້ານນອກ

• ບັນຊີສໍາລັບຜົນກະທົບການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນແລະແບບເຄື່ອນໄຫວ

ຄໍາແນະນໍາເຫຼົ່ານີ້ຮັບປະກັນການປະຕິບັດທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນທົ່ວສະພາບແວດລ້ອມອຸດສາຫະກໍາທີ່ຕ້ອງການ.

ສະຫຼຸບ: ການກໍານົດຄວາມດັນ Shear ສູງສຸດຂອງມໍເຕີ Shaft ເປັນຮູ

ຄວາມກົດດັນຕັດສູງສຸດຂອງ a ມໍເຕີ stepper shaft ເປັນຮູ ແມ່ນຂອບເຂດຈໍາກັດກົນຈັກທີ່ຖືກກໍານົດໄວ້ຢ່າງແນ່ນອນທີ່ຄວບຄຸມໂດຍ ຂອງແຮງບິດ , ເລຂາ ຄະນິດ , ແລະ ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ . ໂດຍການນໍາໃຊ້ການອອກແບບ shaft hollow, ວິສະວະກອນບັນລຸການສົ່ງ torque ດີກວ່າໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນ, ນ້ໍາຫນັກ, ແລະ inertia. ການຄິດໄລ່ທີ່ຖືກຕ້ອງແລະການຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນ shear ສູງສຸດແມ່ນພື້ນຖານເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື, ປະສິດທິພາບ, ແລະຊີວິດການບໍລິການທີ່ຍາວນານໃນລະບົບມໍເຕີກ້າວຫນ້າ.