Was ist eine Welle: 7 Typen und Anwendungen

Wellen werden aus vielen Gründen häufig in Anwendungen eingesetzt, und nahezu jede Branche nutzt sie. Es gibt verschiedene Wellentypen mit unterschiedlichen Abmessungen, die je nach spezifischen Anforderungen gewählt werden können.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, was eine Welle ist und welche Typen es gibt, lesen Sie den folgenden Leitfaden.

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Was ist eine Welle?

Die Welle dient dazu, Kraft von einer Maschine auf eine andere zu übertragen. Sie ist ein sehr wichtiges Maschinenelement und trägt hauptsächlich rotierende Teile wie Riemenscheiben und Zahnräder. Die Wellen werden von Lagern getragen. Die Kraftübertragung in den Wellen führt zu Drehmoment.

Der Querschnitt der Wellen ist rund; sie können entweder massiv oder hohl sein. Sie sind biegsam, gerade oder gekröpft. Die geraden eignen sich für die Kraftübertragung.

Wellen bestehen aus zylindrischen Stäben mit Absätzen und weisen über ihre Länge mehrere Durchmesser auf.

Vorteile von Wellen

• Bei Wellen besteht eine geringere Gefahr des Verklemmens.
• Bei montiertem Wellenrohr ist der Wartungsaufwand geringer als bei einem Kettensystem.
• Eine Hohlwelle hat ein geringeres Gewicht als eine massive Welle.
• Auch die Innenform der Hohlwelle ist hohl, wodurch weniger Material benötigt wird.
• Die Welle bietet Festigkeit, was die Ausfallwahrscheinlichkeit verringert.
• Sie weist eine hohe Torsionsfestigkeit und ein hohes polares Trägheitsmoment auf.

Nachteile von Wellen

Neben den Vorteilen gibt es auch einige Nachteile von Wellen, die wie folgt lauten:

• Bei einer Welle kommt es aufgrund der losen Kupplung zu einem Leistungsverlust.
• Während der Rotation vibrieren Wellen stark.
• Sie erzeugen gleichmäßigen Lärm.
• Die Herstellungskosten sind hoch.
• Der Herstellungsprozess ist schwierig.
• Bei mechanischen Problemen ist die Ausfallzeit länger.

Standardabmessungen von Wellen

Die Standardgrößen von Wellen sind wie folgt:

Transmissionswellen:

• 10-mm-Stufen, 60 mm bis 110 mm.
• 15-mm-Stufen, 110 mm bis 140 mm.
• 20-mm-Stufen, 140 mm bis 500 mm
• 5-mm-Stufen, 25 mm bis 60 mm.
• Die Länge der Standardwellen reicht von 5, 6 und 7 m.

Maschinenwellen

• Es gibt 25-mm-Stufen von 0,5 mm.

Wellentypen und ihre Anwendungen

Die verschiedenen Wellentypen lauten wie folgt, zusammen mit ihren Anwendungen.

Transmissionswelle

Transmissionswellen werden verwendet, um Kraft zwischen den Komponenten eines mechanischen Systems zu übertragen. Sie werden vor allem in Automobilen eingesetzt, da sie die Motorleistung auf den Antriebsstrang übertragen und die Bewegung der Fahrzeuge ermöglichen.

Kurbelwelle

Die Kurbelwelle wandelt lineare Bewegung in Drehbewegung und Drehbewegung in lineare Bewegung um. Sie wird in Verbrennungsmotoren eingesetzt und wandelt die Auf- und Abbewegung der Kolben um, um die Räder anzutreiben.

Achswelle

Achswellen tragen das Gewicht des Rads und übertragen das Drehmoment zwischen Differenzial und Rad, damit sich dieses drehen kann. Sie tragen zur Stabilität und zur korrekten Radausrichtung bei.

Transmissionswelle (Vorgelegewelle)

Eine Vorgelegewelle ist eine lange Welle, die rotiert und Kraft von einem Ort zum anderen überträgt. Sie wird eingesetzt, um mit einer Quelle Kraft zu erzeugen und diese mehreren Maschinen zuzuführen. Sie wird häufig in Fabriken verwendet.

Vorgelegewelle

Die Vorgelegewelle ist parallel zur Haupttransmissionswelle geschaltet und hilft, das Drehmoment zu ändern oder die Drehzahl zu reduzieren. Sie wird in Getrieben von Autos und anderen Maschinentypen zur Drehzahlregelung eingesetzt.

Nockenwelle

Die Nockenwelle ist eine Welle, die rotiert und dabei die Auslassventile und den Motoreinlass öffnet und schließt. Sie steuert die Bewegung der Nocken und reguliert sogar den Prozess der Motoratmung.

Propellerwelle

Die Antriebswelle überträgt die Kraft vom Motor auf das Differenzial des Fahrzeugs und ermöglicht die Drehung der Räder. Sie wird in Schiffen und Fahrzeugen mit Hinterradantrieb eingesetzt.

Auswahl des Wellenmaterials und wichtige Überlegungen

Wellen für gewöhnliche Anwendungen werden aus Baustahl gefertigt. Wellen, die eine hohe Festigkeit erfordern, werden aus Nickel-Chrom-, Chrom-Vanadium- und anderen Arten von legiertem Stahl.

Bei der Auswahl des Wellenmaterials sind unter anderem folgende wichtige Punkte zu beachten:

• Das Material muss eine hohe Festigkeit aufweisen
• Es lässt sich gut mechanisch bearbeiten.
• Es sollte verbesserte Wärmebehandlungseigenschaften und eine geringe Empfindlichkeit aufweisen.
• Es sollte verschleißfest sein.

Bei Standardwellen wird Kohlenstoffstahl der Sorten 40 C8, 50 C4, 45 C8 und 50 C12 verwendet.

Welche Art von Welle wird im Austragssystem eines Zementtankanhängers verwendet?

Im Austragssystem eines Zementtankanhängers ist die am häufigsten verwendete Welle die Schneckenwellenwelle (Förderschneckenwelle) im Austragsaggregat, sofern der Anhänger mit einer Schneckenzuführung ausgestattet ist. Bei pneumatischen Schüttgut-Zementtankanhängern erfolgt die Entladung hauptsächlich durch Luftdruck, es kann jedoch dennoch eine Antriebswelle bzw. Kupplungswelle eingesetzt werden, um einen Luftkompressor oder Zusatzgeräte anzutreiben.

Wie werden Wellen durch CNC gefertigt?

Der Prozess der Wellenfertigung mittels CNC-Bearbeitung gestaltet sich wie folgt:

• In der ersten Phase wird das Design der Welle erstellt und alle Maße werden eindeutig festgelegt. Ein CAD-Programm wird entworfen und anschließend mit CAM-Software in G-Code umgewandelt, damit die Maschine die Anweisungen verstehen kann.
• Nachdem das Design vorbereitet wurde, besteht die zweite Phase in der Auswahl des richtigen CNC-Bearbeitungsverfahrens, das eine Fräsmaschine, eine Drehmaschine sowie Werkzeuge wie Drehmeißel oder Schaftfräser umfassen kann. Das Werkstück wird dann ordnungsgemäß in der Maschine fixiert.
• Die CNC-Bearbeitung bietet eine hohe Präzision, und bei der Wellenfertigung wird überwiegend das CNC-Drehen eingesetzt, sodass mit diesem Verfahren präzise und vielseitige kundenspezifische Wellen gefertigt werden können.
• Nachdem die kundenspezifische Welle durch CNC-Bearbeitung hergestellt wurde, können zusätzliche Oberflächenveredelungsverfahren erforderlich sein, um ihr Aussehen und ihre Leistung zu verbessern. Dazu können Eloxieren, Kugelstrahlen und vieles mehr gehören.

Fazit

Eine Welle ist eine sehr wichtige Komponente, und um ihren Zweck zu erfüllen, muss sie exakt und präzise sein.

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