Eixossão componentes críticos em sistemas mecânicos, servindo como a espinha dorsal que suporta todos os elementos de transmissão enquanto transmitem torque e suportam momentos de flexão. O projeto de um eixo não deve focar apenas em suas características individuais, mas também considerar sua integração com a estrutura geral do sistema de eixo. Dependendo do tipo de carga experimentada durante o movimento e a transmissão de potência, os eixos podem ser categorizados em fusos, eixos de transmissão e eixos rotativos. Eles também podem ser classificados com base no formato do eixo em eixos retos, eixos excêntricos, virabrequins e eixos flexíveis.
Fusos
1. Fuso Fixo
Este tipo de fuso suporta apenas momentos fletores enquanto permanece estacionário. A sua estrutura simples e boa rigidez tornam-no ideal para aplicações como eixos de bicicletas.
2. Fuso Rotativo
Ao contrário dos fusos fixos, os fusos rotativos também suportam momentos fletores enquanto estão em movimento. Eles são comumente encontrados em eixos de rodas de trens.
Eixo de transmissão
Os eixos de transmissão são projetados para transmitir torque e normalmente são mais longos devido às altas velocidades de rotação. Para evitar vibrações severas causadas por forças centrífugas, a massa do eixo de transmissão é distribuída uniformemente ao longo de sua circunferência. Os eixos de transmissão modernos geralmente utilizam designs ocos, que proporcionam velocidades críticas mais altas em comparação aos eixos sólidos, tornando-os mais seguros e mais eficientes em termos de material. Por exemplo, os eixos de transmissão automotivos geralmente são feitos de placas de aço com espessura uniforme, enquanto os veículos pesados geralmente usam tubos de aço sem costura.
Eixo giratório
Os eixos rotativos são únicos porque suportam momentos de flexão e torção, o que os torna um dos componentes mais comuns em equipamentos mecânicos.
Eixo Reto
Os eixos retos têm um eixo linear e podem ser categorizados em eixos ópticos e escalonados. As hastes retas são normalmente sujas, mas podem ser projetadas para serem ocas para reduzir o peso, mantendo a rigidez e a estabilidade torcional.
1. Eixo Óptico
De formato simples e fáceis de fabricar, esses eixos são usados principalmente para transmissão.
2. Eixo escalonado
Um eixo com seção transversal longitudinal escalonada é denominado eixo escalonado. Este design facilita a instalação e o posicionamento dos componentes, levando a uma distribuição de carga mais eficiente. Embora seu formato se assemelhe ao de uma viga com resistência uniforme, ela possui vários pontos de concentração de tensão. Devido a essas características, os eixos escalonados são amplamente utilizados em diversas aplicações de transmissão.
3. Árvore de cames
A árvore de cames é um componente crítico nos motores a pistão. Nos motores de quatro tempos, o eixo de comando normalmente opera na metade da velocidade do virabrequim, mas ainda mantém uma alta velocidade de rotação e deve suportar um torque significativo. Como resultado, o design da árvore de cames impõe requisitos rigorosos à sua resistência e capacidade de suporte.
As árvores de comando são geralmente feitas de ferro fundido especializado, embora algumas sejam feitas de materiais forjados para maior durabilidade. O design da árvore de cames desempenha um papel vital na arquitetura geral do motor.
4. Eixo estriado
Os eixos estriados são nomeados por sua aparência distinta, apresentando chaveta longitudinal em sua superfície. Essas chavetas permitem que componentes rotativos montados no eixo mantenham a rotação sincronizada. Além dessa capacidade rotacional, os eixos estriados também permitem o movimento axial, com alguns projetos incorporando mecanismos de travamento confiáveis para aplicações em sistemas de frenagem e direção.
Outra variante é o eixo telescópico, que consiste em tubos internos e externos. O tubo externo possui dentes internos, enquanto o tubo interno possui dentes externos, permitindo que eles se encaixem perfeitamente. Este design não apenas transmite torque rotacional, mas também oferece a capacidade de estender e contrair em comprimento, tornando-o ideal para uso em mecanismos de mudança de marcha de transmissão.
5.Eixo de engrenagem
Quando a distância do círculo de dendum de uma engrenagem até a parte inferior do rasgo de chaveta é mínima, a engrenagem e o eixo são integrados em uma única unidade, conhecida como eixo de engrenagem. Este componente mecânico suporta peças rotativas e trabalha em conjunto com elas para transmitir movimento, torque ou momentos fletores.
6. Eixo sem-fim
Um eixo sem-fim é normalmente construído como uma unidade única que integra o sem-fim e o eixo.
7. Eixo oco
Um eixo projetado com um centro oco é conhecido como eixo oco. Ao transmitir torque, a camada externa de um eixo oco sofre a maior tensão de cisalhamento, permitindo um uso mais eficiente dos materiais. Sob condições em que o momento fletor de eixos ocos e sólidos é igual, os eixos ocos reduzem significativamente o peso sem comprometer o desempenho.
Cambota
Um virabrequim é um componente crítico em um motor, normalmente feito de aço estrutural de carbono ou ferro dúctil. Possui duas seções principais: o munhão principal e o munhão da biela. O munhão principal é montado no bloco do motor, enquanto o munhão da biela se conecta à extremidade maior da biela. A extremidade menor da biela está ligada ao pistão no cilindro, formando um clássico mecanismo deslizante de manivela.
Eixo Excêntrico
Um eixo excêntrico é definido como um eixo com um eixo que não está alinhado com seu centro. Ao contrário dos eixos comuns, que facilitam principalmente a rotação dos componentes, os eixos excêntricos são capazes de transmitir rotação e revolução. Para ajustar a distância central entre os eixos, os eixos excêntricos são comumente utilizados nos mecanismos de ligação plana, como sistemas de acionamento por correia em V.
Eixo Flexível
Os eixos flexíveis são projetados principalmente para transmitir torque e movimento. Devido à sua rigidez à flexão significativamente menor em comparação com a sua rigidez à torção, os eixos flexíveis podem navegar facilmente em torno de vários obstáculos, permitindo a transmissão de longa distância entre a força principal e a máquina de trabalho.
Esses eixos facilitam a transferência de movimento entre dois eixos que possuem movimento relativo sem a necessidade de dispositivos de transmissão intermediários adicionais, tornando-os ideais para aplicações de longa distância. Seu design simples e baixo custo contribuem para sua popularidade em diversos sistemas mecânicos. Além disso, os eixos flexíveis ajudam a absorver choques e vibrações, melhorando o desempenho geral.
As aplicações comuns incluem ferramentas elétricas portáteis, certos sistemas de transmissão em máquinas-ferramentas, odômetros e dispositivos de controle remoto.
1. Eixo flexível tipo potência
Os eixos flexíveis do tipo motor apresentam uma conexão fixa na extremidade da junta do eixo macio, equipados com uma luva deslizante dentro da junta da mangueira. Esses eixos são projetados principalmente para transmissão de torque. Um requisito fundamental para eixos flexíveis do tipo motorizado é uma rigidez torcional suficiente. Normalmente, esses eixos incluem mecanismos anti-reversos para garantir a transmissão unidirecional. A camada externa é construída com um fio de aço de maior diâmetro e alguns projetos não incluem uma haste central, aumentando a resistência ao desgaste e a flexibilidade.
2. Eixo flexível tipo controle
Os eixos flexíveis do tipo controle são projetados principalmente para transmissão de movimento. O torque que transmitem é usado principalmente para superar o torque de atrito gerado entre o eixo flexível do fio e a mangueira. Além de terem baixa rigidez à flexão, esses eixos também devem possuir rigidez torcional suficiente. Em comparação com os eixos flexíveis do tipo motor, os eixos flexíveis do tipo controle são caracterizados por suas características estruturais, que incluem a presença de uma haste central, um maior número de camadas de enrolamento e diâmetros de fio menores.
Estrutura do Eixo Flexível
Os eixos flexíveis normalmente consistem em vários componentes: eixo flexível de arame, junta de eixo flexível, mangueira e junta de mangueira.
1. Eixo flexível de fio
Um eixo flexível de arame, também conhecido como eixo flexível, é construído a partir de múltiplas camadas de fio de aço enroladas juntas, formando uma seção transversal circular. Cada camada consiste em vários fios de arame enrolados simultaneamente, conferindo-lhe uma estrutura semelhante a uma mola multifilamentos. A camada mais interna do fio é enrolada em torno de uma haste central, com camadas adjacentes enroladas em direções opostas. Este projeto é comumente usado em máquinas agrícolas.
2. Junta de eixo flexível
A junta do eixo flexível foi projetada para conectar o eixo de saída de energia aos componentes de trabalho. Existem dois tipos de conexão: fixa e deslizante. O tipo fixo é normalmente usado para eixos flexíveis mais curtos ou em aplicações onde o raio de curvatura permanece relativamente constante. Em contraste, o tipo deslizante é empregado quando o raio de curvatura varia significativamente durante a operação, permitindo maior movimento dentro da mangueira para acomodar mudanças de comprimento à medida que a mangueira dobra.
3. Mangueira e junta de mangueira
A mangueira, também chamada de capa protetora, serve para proteger o eixo flexível do fio do contato com componentes externos, garantindo a segurança do operador. Além disso, pode armazenar lubrificantes e impedir a entrada de sujeira. Durante a operação, a mangueira fornece suporte, facilitando o manuseio do eixo flexível. Notavelmente, a mangueira não gira com o eixo flexível durante a transmissão, permitindo uma operação suave e eficiente.
Compreender os vários tipos e funções dos eixos é crucial para engenheiros e projetistas garantirem desempenho e confiabilidade ideais em sistemas mecânicos. Ao selecionar o tipo de eixo apropriado para aplicações específicas, pode-se aumentar a eficiência e a longevidade do maquinário. Para obter mais informações sobre componentes mecânicos e suas aplicações, fique atento às nossas atualizações mais recentes!
Horário da postagem: 15 de outubro de 2024
