Валы и оси
Деталь, на которой закрепляют ( подвижно или неподвижно) вращающийся элемент механизма (блок, шестерню и т.д.) называют осью или валом.
|
Оси и валы различаются между собой по условиям работы: ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. Оси бывают вращающиеся и неподвижные. Вал всегда вращается и передает вращающийся момент. Например, вал редуктора, коленчатый вал.
|
|
Вал
Классификация
По назначению:
а) валы передач, несущие зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты или сборочные единицы передач;
б) коренные валы машин, которые кроме деталей передач, несут еще и рабочие органы производственных машин или машин-двигателей.
Например, валы турбин, валы сверлильных и токарных станков, имеющие зажимные патроны.
По форме геометрической оси:
а) прямые;
|
б) кривошипные и коленчатые;
|
|
Коленчатые валы применяют в двигателях. Их использование связано с преобразованием вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот.
|
|
в) гибкие
Гибкие валы имеют изменяющуюся форму геометрической оси. Например, вал стоматологической бормашины. |
3. По форме и конструктивным признакам:
а) гладкие постоянного поперечного сечения (валы гребных винтов);
б) ступенчатые – переменного поперечного сечения (валы передач),
в) шлицевые валы, валы–червяки, валы-шестерни.
|
|
На рисунке: 1 – вал-червяк, 2 – червячное колесо. В процессе работы валы могут испытывать изгиб, кручение, растяжение и сжатие. Соединение осей и валов с деталями осуществляется с помощью шпонок, штифтов. Детали удерживаются от сдвига в осевом направлении: буртиками, заплечиками, установочными кольцами, распорными втулками и т.д.
|
Конструктивные формы осей и валов
Оси и валы опираются на неподвижные опорные части – подшипники и подпятники.
|
Участки осей и валов, лежащие в опорах, носят название цапф. Концевые цапфы называются шипами, промежуточные – шейками.
|
|
|
|
Торцевые части вала и оси, упирающиеся в неподвижную опору и препятствующие осевому смещению, называются пятами. а) Сплошная пята; б) кольцевая пята, рабочей поверхностью которой является кольцо торцовой части вала с канавками для смазки; |
в) гребенчатая пята, рабочей поверхностью которой являются кольцевые участки вала – гребни (или заплечики), на которых сделаны канавки для смазки. Эти пяты предназначены для передачи больших осевых усилий.
Материалы валов и осей должны быть прочными, хорошо обрабатываться и иметь высокий модуль упругости. Валы и оси изготавливают преимущественно из углеродистых и легированных сталей. Для валов и осей без термообработки применяют стали Ст5, Ст6; для валов с термообработкой – стали 45, 40Х. Быстроходные валы, работающие в подшипниках скольжения, изготовляют из сталей 20, 20Х, 12ХН3А.
Подшипники скольжения Область применения. Материалы. Смазочные материалы. Виды вкладышей.
Опоры осей и валов подразделяются на 2 группы:
1)опоры скольжения;
2)опоры качения;
Опоры скольжения и качения, служащие в основном для восприятия радиальных нагрузок, называются подшипниками,
а опоры, предназначенные для восприятия осевых нагрузок, подпятниками. Последний термин применяется только к опорам скольжения.
Подшипники скольжения делятся на три типа:
1)неразъемные (глухие) подшипники;
2)разъемные подшипники;
3)подшипники с самоустанавливающимися вкладышами;
|
|
Неразъемные подшипники в простых конструкциях делают (отливают) как одно целое со станиной тихоходной машины, работающей с большими перерывами, или съемными, прикрепляемыми болтами к станине. Наиболее прост съемный подшипник, представляющий собой цилиндрическое отверстие, расточенное непосредственно в бобышке станины или раме машины. Съемные глухие подшипники делают с вкладышем (втулками) из чугуна, бронзы, капрона или другого антифрикционного материала, запрессованными в отверстие, а также без вкладыша. Рис.33.1 а.
|
Достоинство глухих подшипников:
Простота конструкции;
Недостаток:
Невозможность компенсации износа рабочих поверхностей втулок и валов.
Имеют ограниченное применение.
Разъемные подшипники (Рис. 33.1 б) состоят из: корпуса -1, крышки – 2, двух вкладышей -3 (это втулки из антифрикционного материала), крышка крепится
стяжными болтами.
Износ рабочей поверхности вкладышей компенсируется поджатием крышки к верхней половине вкладыша.
В качестве смазочных материалов применяют густые (консистентные) мази или жидкие масла. Масло для смазки подшипников скольжения поступает на трущиеся поверхности через отверстие в крышке из смазочного резервуара – масленки или масляной ванны с помощью вращающегося кольца.
Глухие
и разъемные подшипники применяют при
,
где
l – длина опорной части, d - диаметр вала, на который садится подшипник.