ΑΞΟΝΕΣ – ΑΤΡΑΚΤΟΙ

Περίληψη Κεφαλαίου

Άτρακτος ονομάζεται κάθε ράβδος που περιστρέφεται μεταφέροντας ροπή.
 Η άτρακτος καταπονείται σε στρέψη και κάμψη.

Άξονας ονομάζεται κάθε ράβδος γύρω από την οποία περιστρέφονται άλλα εξαρτήματα. Ο άξονας καταπονείται σε κάμψη.

Στροφείς ονομάζονται τα σημεία της ατράκτου ή του άξονα όπου δημιουργείται συνεργασία (επαφή και περιστροφή) με άλλα στοιχεία.

Σκοπός των ατράκτων είναι μέσω της δυνατότητάς τους να φέρουν καμπτικά φορτία και της περιστροφής τους να μεταφέρουν ροπή από κάποιο σημείο τους σε κάποιο άλλο.

Οι άξονες δεν μεταφέρουν στρεπτικά φορτία όπως οι άτρακτοι παρά μόνο καμπτικά

Από το εμπόριο μπορούμε να προμηθευτούμε :

Άξονες τελείως κυλινδρικούς συμπαγείς ή διάτρητους σε τυποποιημένες διαμέτρους

Οι άτρακτοι-άξονες είναι δυνατό να κατεργαστούν σε εργαλειομηχανές (τόρνους – φρέζες) ώστε να διαμορφωθούν στο επιθυμητό σχήμα

Οι πιο συνηθισμένες διαμορφώσεις που μπορούν να πάρουν οι άτρακτοι-άξονες μετά την κατεργασία τους σε εργαλειομηχανές είναι:

Να αποκτήσουν διαβαθμίσεις στην διάμετρό τους, να διαμορφωθούν σφηναύλακες, και εσωτερικές οπές να κοπούν γρανάζια, έκκεντρα, πολύσφηνα, σπειρώματα κ.τ.λ.

Τα υλικά κατασκευής των ατράκτων εξαρτώνται από τα γεωμετρικά τους χαρακτηριστικά και από το μέγεθος των φορτίων που φέρουν.

Τα υλικά κατασκευής των ατράκτων-ατράκτων είναι:

Για συνηθισμένες περιπτώσεις χάλυβας St50 ή St60.

Για ειδικές κατασκευές κράματα χαλύβων με Cr, Ni, Mg, Mo,W, V,Ti,Co.

Ειδικοί χάλυβες οι οποίοι μπορούν να υποστούν Μαρτενσιτική βαφή όπως ARNE, RIGOR, SVERKER, ORVAL, CRANE, IMPAX, STAVAX, MARAX.

Χαρακτηριστικό των ειδικών χαλύβων από τους οποίους κατασκευάζονται οι άτρακτοι είναι ότι μπορούν να υποστούν Μαρτενσιτική βαφή με αποτέλεσμα να αυξηθεί η αντοχή τους και η επιφανειακή σκληρότητα μεν αλλά να γίνούν περισσότερο εύθραυστοι στα κρουστικά φορτία.

Τα χαρακτηριστικά που πρέπει να εκτιμηθούν για τη επιλογή ενός χάλυβα με σκοπό την κατασκευή ατράκτου - άξονα είναι: αντοχή σε εφελκυσμό - θλίψη, αντοχή στην τριβή, επιφανειακή σκληρότητα, δυσθραυστότητα κατεργασιμότητα, ικανότητα λείανσης, ικανότητα θερμικής κατεργασίας.

Τα σημεία στήριξης των αξόνων στους τριβείς κύλισης ή ολίσθησης (στροφείς) πρέπει να λειανθούν. Η λείανση γίνεται για να μειωθεί η επιφανειακή τραχύτητα των στροφέων ώστε να μειωθεί ο συντελεστής τριβής αλλά και για να επιτευχθεί ακρίβεια στην διάσταση του στροφέα.

Η διάσταση της διαμέτρου της ατράκτου στο σημείο του στροφέα πρέπει να βρίσκεται μέσα στα όρια ανοχών που απαιτούνται για την σωστή τοποθέτησή της στον εσωτερικό δακτύλιο των εδράνων κύλισης.

Τα είδη των στροφέων που διαμορφώνονται σε άξονες-ατράκτους είναι:

α Ακραίοι εγκάρσιοι ή μετωπικοί

β Ενδιάμεσοι εγκάρσιοι

γ Σφαιρικοί

δ Αξονικοί

ε Κωνικοί κοχλιωτοί

Οι άξονες Καταπονούνται μόνο σε κάμψη

Οι άτρακτοι Καταπονούνται σε ταυτόχρονη κάμψη και στρέψη

Σε Στρέψη Υπόκειται η άτρακτος για να μεταφέρει την απαιτούμενη ροπή.

Σε Κάμψη Υπόκειται η άτρακτος λόγω των εγκάρσιων φορτίων που μεταφέρει.

Συγκέντρωση τάσεων: προκαλείται στα σημεία της ατράκτου που υπάρχουν διαβαθμίσεις εγκοπές κ.τ.λ. Η μικρή ακτίνα καμπυλότητας έχει σαν αποτέλεσμα να μειώνει την συγκέντρωση τάσεων που προκαλούνται στα σημεία της ατράκτου που υπάρχουν διαβαθμίσεις εγκοπές κ.τ.λ.

Οι στροφείς πρέπει να υπολογίζονται σε αντοχή σε θέρμανση (λόγω τριβής) και σε ειδική(επιφανειακή) πίεση.

Σημαντικό χαρακτηριστικό της λειτουργίας των ατράκτων είναι το βέλος κάμψης που αποκτούν από τις εγκάρσιες δυνάμεις που δέχονται κατά την συνεργασία τους με στοιχεία άλλων ατράκτων.

Το βέλος κάμψης των ατράκτων είναι μεγάλο όταν η διάμετρος της ατράκτου είναι μικρή και το μήκος της είναι μεγάλο. Το μεγάλο βέλος κάμψης προκαλεί κακή συνεργασία μεταξύ των οδοντωτών τροχών και υπερθέρμανση των εδράνων λόγω της γωνιακής θέσεις που παίρνουν οι στροφείς εξαιτίας του σημαντικού βέλους κάμψης.

Κατά τον σχεδιασμό των αξόνων-ατράκτων εκείνο που επίσης πρέπει να προσεχθεί εκτός από το βέλος κάμψης είναι και η θερμοκρασία λειτουργίας τους.

Η θερμοκρασία λειτουργίας των αξόνων-ατράκτων είναι σχετικά υψηλή

Η υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας των αξόνων-ατράκτων προκαλεί διαστολή των ατράκτων και πρέπει κατά τον σχεδιασμό τους να παρέχεται η δυνατότητα αξονικής ελευθερίας κίνησης

Η καλή λειτουργία των ατράκτων στηρίζεται στην ικανοποιητική λίπανση των εδράνων γι΄ αυτό θα πρέπει να γίνεται συνεχείς έλεγχος της δυνατότητας λίπανσής τους.

Η επαναλαμβανόμενη φόρτιση των ινών της ατράκτου ονομάζεται κόπωση και είναι δυναμική καταπόνηση.

Μια άτρακτος κινδυνεύει να καταστραφεί για τους εξής λόγους:

λόγω της κόπωσης των εξωτερικών ινών της και λόγω στρέψης

Επικίνδυνη ή κρίσιμη ονομάζεται η διατομή της ατράκτου που από την ανάλυση προκύπτει ότι δέχεται την μεγαλύτερη φόρτιση.

Ο υπολογισμός της ατράκτου σε κόπωση και σε στρέψη (αλλά και σε απλή κάμψη) γίνεται για την διάμετρο που αντιστοιχεί στην επικίνδυνη ή κρίσιμη διατομή.

Στην περίπτωση της κόπωσης επικίνδυνη διατομή είναι εκείνη στην οποία δημιουργείται η μέγιστη καμπτική ροπή

Στην περίπτωση της στρέψης επικίνδυνη διατομή είναι εκείνη στην οποία δημιουργείται η μέγιστη στρεπτική ροπή