Trong lĩnh vực máy móc công nghiệp hiện đại, trục truyền động là bộ phận quan trọng để kết nối và truyền tải điện, thiết kế và hiệu suất của chúng liên quan trực tiếp đến độ ổn định và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống cơ khí. Trong số nhiều yếu tố của thiết kế trục truyền động, độ bền và độ cứng chắc chắn là hai yếu tố cốt lõi nhất. Chúng không chỉ quyết định khả năng chịu mô men xoắn và áp suất của ổ trục truyền động mà còn ảnh hưởng đến độ ổn định và độ bền của trục truyền động trong môi trường làm việc phức tạp.
Nói một cách đơn giản, độ bền là khả năng của trục truyền động chống lại hư hỏng hoặc biến dạng khi chịu tải trọng bên ngoài. Đối với trục truyền động chủ yếu chịu tác dụng của mô men xoắn và áp suất. Mô-men xoắn là tên viết tắt của mô-men xoắn quay, là một mô-men xoắn đặc biệt làm cho vật thể quay. Áp suất là lực vuông góc với bề mặt chịu lực. Trong quá trình trục truyền động hoạt động, hai lực này sẽ liên tục tác dụng lên trục khiến trục truyền bị biến dạng hoặc hư hỏng. Vì vậy, trục truyền động phải có đủ độ bền để chống lại các lực này và đảm bảo không bị gãy, hỏng trong điều kiện làm việc chịu tải cao, lâu dài.
Độ cứng đề cập đến khả năng của
trục truyền động để duy trì sự ổn định về hình dạng và kích thước khi chịu tác dụng của ngoại lực. Trong quá trình làm việc của trục truyền, do ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau (như thay đổi nhiệt độ, độ rung, v.v.), trục truyền có thể bị biến dạng nhẹ. Nếu độ cứng của trục truyền động không đủ, những biến dạng này có thể tích tụ, gây ra những thay đổi đáng kể về kích thước và hình dạng của trục truyền động, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất và độ ổn định truyền động của nó. Do đó, trục truyền động cần xem xét độ cứng của nó khi thiết kế và cải thiện độ cứng của nó thông qua thiết kế kết cấu và lựa chọn vật liệu hợp lý để đảm bảo rằng nó có thể duy trì hiệu suất ổn định trong các điều kiện làm việc khác nhau.
Độ bền và độ cứng là hai yếu tố có liên quan và ảnh hưởng lẫn nhau trong thiết kế trục truyền động. Một mặt, sức mạnh là cơ sở của độ cứng. Chỉ trục truyền động có đủ độ bền để chịu được tải trọng bên ngoài mà không bị hư hỏng hoặc biến dạng. Mặt khác, độ cứng cũng là một biểu hiện quan trọng của sức mạnh. Khả năng trục truyền động duy trì ổn định hình dạng và kích thước khi chịu tác dụng của ngoại lực không chỉ thể hiện độ cứng cao mà còn gián tiếp phản ánh độ bền tốt của nó. Vì vậy, trong thiết kế trục truyền động, hai yếu tố này cần được xem xét một cách toàn diện để đảm bảo trục truyền động có thể làm việc ổn định và tin cậy khi chịu mô men xoắn và áp suất lớn.
Để tăng độ bền và độ cứng của trục truyền động, các nhà thiết kế có thể thực hiện một số phương pháp. Đầu tiên, độ bền và độ cứng của trục truyền động có thể được cải thiện bằng cách tối ưu hóa thiết kế kết cấu của nó. Ví dụ, có thể sử dụng hình dạng mặt cắt hợp lý, tăng đường kính trục hoặc trục rỗng để nâng cao khả năng chịu tải của trục truyền động. Thứ hai, hiệu suất của trục truyền động có thể được cải thiện bằng cách chọn vật liệu có độ bền cao và độ cứng cao. Ví dụ, các vật liệu có độ bền cao như thép hợp kim và thép không gỉ có thể được sử dụng để chế tạo trục truyền động. Ngoài ra, các quy trình và công nghệ sản xuất tiên tiến có thể được sử dụng để cải thiện độ bền và độ cứng của trục truyền động. Ví dụ, việc sử dụng các quy trình như xử lý nhiệt, rèn và gia công chính xác có thể loại bỏ các khuyết tật và nồng độ ứng suất trong vật liệu, đồng thời cải thiện tính chất cơ học và tuổi thọ của trục truyền động.
Sức mạnh và độ cứng là hai yếu tố cốt lõi của thiết kế trục truyền động. Chúng không chỉ quyết định khả năng chịu mô men xoắn và áp suất của ổ trục truyền động mà còn ảnh hưởng đến độ ổn định và độ bền của trục truyền động trong môi trường làm việc phức tạp. Vì vậy cần phải xem xét một cách toàn diện 2 yếu tố này và tìm ra giải pháp tối ưu trong việc thiết kế trục truyền động. Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ và sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp, chúng tôi tin rằng độ bền và độ cứng của trục truyền động sẽ được cải thiện và cải tiến hơn nữa để đáp ứng nhu cầu công nghiệp ngày càng tăng.