1. Vysoko-rychlostní, vysoce{2}}dynamické systémy (snížení setrvačnosti)
V lineárních pohybových a automatizačních systémech vyžadujících rychlé zrychlení, zpomalení nebo vysokofrekvenční změny směru{0} je minimalizace rotační setrvačnosti zásadní. Točivý moment potřebný k urychlení rotující součásti je přímo úměrný jejímu hmotnostnímu momentu setrvačnosti (I). Odstraněním spodního-výkonného materiálu ve středu hřídele dutý hřídel výrazně snižuje celkovou hmotnost při zachování jeho vnějšího průměru. To snižuje rotační setrvačnost a umožňuje motorům rychle zrychlovat a zpomalovat systém se sníženou spotřebou energie.
- Typické aplikace: Vysokorychlostní-vybírání{1}}a{2}}robotika, balicí stroje polovodičů a tiskové lisy.
2. Hmotnost-Kritická prostředí (vysoký poměr-k-hmotnosti)
Pokud celková hmotnost systému přímo ovlivňuje zatížení konstrukce, náklady na dopravu nebo palivovou účinnost, jsou preferovány duté hřídele. Při torzním zatížení je smykové napětí rozloženo asymetricky přes kruhový průřez-, vrcholí na vnějším obvodu a lineárně klesá na nulu ve středu. V důsledku toho jádro plné hřídele přispívá minimálně k přenosu točivého momentu. Pro ekvivalentní hmotnost může být dutý hřídel navržen s větším vnějším průměrem, poskytujícím podstatně vyšší polární moment setrvačnosti (J). Tato konstrukční geometrie poskytuje vynikající odolnost proti kroucení i ohybu.
- Typické aplikace: Letecké součásti, automobilové hnací hřídele a špičkové{0}}konstrukční spoje.
3. Integrated Utility Routing
Mnoho složitých mechanických sestav vyžaduje, aby elektrická, kapalinová nebo pneumatická vedení procházela rotačními nebo posuvnými osami. Dutý vývrt hřídele slouží jako stíněné, vestavěné- vedení, které eliminuje externí nosiče kabelů, které jsou náchylné k opotřebení a zasekávání během pohybu.
- Běžné použití: Vedení elektrických kabelů nebo optických vláken pro senzory, pneumatická nebo hydraulická vedení pro rotační pohony a vysokotlaké- řezné kapaliny pro vřetena obráběcích strojů.
4. Přímá montáž na hřídel
U kompaktních konstrukcí strojů je velmi výhodné zjednodušení hnacího ústrojí odstraněním spojek. Převodovky a motory s dutou hřídelí umožňují hnanému hřídeli stroje procházet přímo otvorem motoru. Toto přímé spojení eliminuje mezilehlé spojky, řemeny a řemenice, zkracuje celkovou stopu, snižuje potenciální chyby soustřednosti a eliminuje tradiční body opotřebení.
- Typické aplikace: Pohony dopravníků, průmyslové míchačky, balicí linky a klouby robotických ramen.
5. Vibrace a tepelné řízení
Odstranění hmoty jádra posune přirozenou rezonanční frekvenci hřídele, což může pomoci zmírnit systémové harmonické v citlivých prostředích. Navíc zvětšená plocha povrchu duté struktury zvyšuje odvod tepla.
- Typické aplikace: Přesná laboratorní testovací zařízení, lékařská diagnostická zařízení a optické seřizovací systémy.