Vetoakseli
Vetoakseli, vetoakseli, vetoakseli, potkuriakseli tai kardaaniakseli on koneen osa, joka siirtää voiman moottorista tai moottorista paikkaan, jossa voidaan tehdä hyödyllistä työtä.
Useimmat moottorit tuottavat tehon vääntömomenttina saamalla jotain pyörimään. Tämä voi tapahtua polttomoottorilla (kuten autossa), vesipyörää käyttävällä vedellä tai turbiinin läpi kulkevalla kaasulla tai vedellä. Tätä pyörivää voimaa kutsutaan vääntömomentiksi. Pyörivä kuorma aiheuttaa vääntöä ja leikkausjännitystä. Vetoakselien on oltava riittävän vahvoja kestämään tämä rasitus. Kevyt vetoakseli siirtää voiman tehokkaammin kuormaan, joten lujuuden ja painon on oltava tasapainossa.
Kardaanivetoakseli kardaaninivelillä
Klassisen BMW-moottoripyörän avoin vetoakseli
Autot
Useimmissa autoissa käytetään nykyään vetoakseleita voiman siirtämiseksi moottorista pyörille. Useimmat nykyisin valmistetut autot ovat etuvetoisia (etupyörät saavat voiman auton liikuttamiseen). Tällöin vetoakselit ovat vaihdelaatikon ja kunkin etupyörän välissä.
Takavetoisissa autoissa tasauspyörästön ja kunkin takapyörän välillä on vetoakselit. Lisäksi auton pituussuunnassa on vetoakseli, joka kulkee vaihteistosta edessä tasauspyörästöön takana - brittiläisessä kielessä tätä ei kutsuta vetoakseliksi, vaan potkuriakseliksi tai potkuriakseliksi, ja vetoakseleita voidaan kutsua puoliakseleiksi (koska yksi akseli muodostuu kahdesta akselista).
Autoissa käytetään erilaisia vetoakseleita:
- 1 kpl vetoakseli
- 2-osainen vetoakseli
- Putken vetoakselin liukuputki
Slip in Tube Drive -akseli on uudentyyppinen, joka auttaa vaimentamaan energiaa törmäyksessä ja suojaamaan autossa tai kuorma-autossa olevia henkilöitä. Se tunnetaan myös nimellä kokoontaitettava vetoakseli.
Kuorma-auton kaksoispotkuriakseli
Moottoripyörän vetoakselit
Vetoakseleita on käytetty moottoripyörissä lähes yhtä kauan kuin moottoripyöriä on ollut olemassa. Monissa moottoripyörissä käytetään sen sijaan yksinkertaisempaa ketju- tai hihnakäyttöä, mutta vetoakselit vaativat vähemmän hoitoa ja ovat pitkäikäisiä. Moottoripyörän vetoakselien käytön ongelmana on, että voiman kääntäminen 90° akselilta takapyörälle edellyttää hammaspyörää, jolloin osa tehosta menetetään.
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Belgia, nelisylinterinen ja akselivetoinen.
Traktorit
Maataloustraktoreissa käytetään vetoakselityyppiä, jota kutsutaan voimanottoakseliksi eli PTO-akseliksi. Tämä on akseli, joka tulee ulos traktorin takaosasta. Se voidaan liittää mihin tahansa maatalouslaitteeseen, joka tarvitsee voimaa traktorin moottorista, kuten heinän paalaimeen tai maissileikkuriin. Näin traktoria voidaan käyttää moniin eri käyttötarkoituksiin, eikä maatalouslaitteelle tarvita omaa moottoria, mikä säästää rahaa.
Vanha John Deere -traktori, jossa nivelakseli on suojakannen alla.
Polkupyörien vetoakselit
Vetoakselia voidaan käyttää myös polkupyörässä ketjuvedon sijasta. Niitä on käytetty viime vuosisadan ajan, vaikkei niistä ole koskaan tullut kovin suosittuja. Polkupyörässä käytettynä vetoakselilla on useita etuja ja haittoja:
Edut
- Vetojärjestelmä on vähemmän altis jumiutumiselle tai rikkoutumiselle, mikä on yleinen ongelma ketjuvetoisissa polkupyörissä.
- Ei rasvaa ratsastajalla, eikä "ketjun purenta" tartu vaatteisiin.
- Huolellisuutta tarvitaan vähemmän kuin ketjujärjestelmässä, kun vetoakseli on suljettu putkeen, mikä on yleinen käytäntö.
- Tasaisempi suorituskyky. Dynamic Bicycles väittää, että vetoakselipyörän hyötysuhde on tasaisesti 94 %, kun taas ketjupyörän hyötysuhde voi vaihdella 75-97 %:iin kunnosta riippuen.
- Enemmän tilaa maanpinnan yläpuolella (maavara), jotta voidaan ylittää kuoppia tai tiellä olevia esineitä.
- Polkupyörävuokraamojen mielestä vetoakselipyörä varastetaan harvemmin, koska se näyttää selvästi erilaiselta. Tällainen polkupyörä on käytössä useissa Euroopan suurissa kaupungeissa, joissa on toteutettu suuria kaupunkien pyörävuokraus- tai yhteiskäyttöhankkeita.
Haitat
- Vetoakselijärjestelmä painaa enemmän kuin ketjujärjestelmä, yleensä 1-2 kiloa enemmän.
- Parhaassa kunnossaan ketju on tehokkaampi.
- Ketjun ja hammaspyörien peittäminen metallisella tai muovisella suojuksella ratkaisee joitakin ketjuihin liittyviä ongelmia.
- Kevyiden vaihteiden, joissa on suuri määrä välityssuhteita, käyttö on mahdotonta, vaikka nokkavaihteita voidaankin käyttää.
- Pyörän irrottaminen voi olla vaikeaa
Akselivetoinen polkupyörä.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on vetoakseli?
A: Vetoakseli on koneen osa, joka siirtää voiman moottorista tai moottorista sinne, missä voidaan tehdä hyödyllistä työtä.
K: Miten moottoreissa tai moottoreissa syntyy teho?
V: Moottoreissa ja moottoreissa teho syntyy vääntömomenttina, kun jokin saadaan pyörimään.
K: Mitkä ovat esimerkkejä pyörimisvoiman lähteistä?
V: Esimerkkejä pyörivän voiman lähteistä ovat polttomoottori (autossa), vesipyörää käyttävä vesi ja turbiinin läpi kulkeva kaasu tai vesi.
K: Mitä ovat vääntö- ja leikkausjännitys?
V: Vääntö- ja leikkausjännitys ovat jännitystyyppejä, jotka syntyvät, kun vetoakselin pyörittämä kuorma luo vastusta pyörimiselle.
K: Miksi vetoakselien on oltava vahvoja?
V: Vetoakselien on oltava riittävän vahvoja kestääkseen kuormituksen aiheuttamat vääntö-, vääntö- ja leikkausjännitykset.
K: Mikä on tasapaino, joka on saavutettava vetoakseleita suunniteltaessa?
V: Vetoakseleita suunniteltaessa on löydettävä tasapaino lujuuden ja painon välillä, jotta vetoakseli on vahva mutta ei liian raskas.
K: Miten kevyt vetoakseli vaikuttaa voimansiirron tehokkuuteen?
V: Kevyt vetoakseli siirtää tehon tehokkaammin kuormaan, koska sen kiihdytettävän ja hidastettavan massan määrä on pienempi, jolloin energiaa kuluu vähemmän hukkaan.
