Что называется валом

Валы и оси

Что называется валом?

Валом называется деталь, вращающаяся в подшипниках и предназначенная для поддержания на ней цщивов, маховиков, зубчатых колес и для передачи вращающего момента.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Кривошипно-шатунный механизм
Меры безопасности при работе грузоподъемных кранов
Инструктаж по технике безопасности
Требования к погрузочно-разгрузочным площадкам
Производство работ грузоподъемными кранами
Техническое обслуживание грузоподъемных кранов
Обучение, аттестация и повторная проверка знаний крановщиков
Эксплуатация грузоподъемных кранов
Канаты, цепи, грузозахватные органы, грузозахватные приспособления и тара

Рис. 1. Вал:
1 — шип; 2 —шейка

Как подразделяются валы по геометрической форме?

По геометрической форме валы делятся на прямые, коленчатые и гибкие, а по типу сечения подразделяются на сплошные и полые. Полые валы применяется в тех случаях, когда надо уменьшить массу или пропустить через отверстие вала другую деталь (рис. 1).

Что называется цапфой?

Часть вала Или оси, которая находится в подшипнике (опоре), называется цапфой. Цапфа, находящаяся на конце вала или оси, называется шипом.
Цапфа, расположенная в промежутке между другими участками вала, называется шейкой.

Что называется осью?

Осью называется деталь, поддерживающая раздающиеся части, но не передающая движение. Оси бывают неподвижные и подвижные.

Что называется галтелью?

Поверхность плавногб перехода от одной ступени оси или вала (если они ступенчатые) к другой, соседней, ступени называется галтелью.

Из какого материала изготовляют валы и оси?

Валы и оси изготовляют в основном из углеродистых и легированных конструкционных сталей, так как они должны обладать высокой прочностью и хорошо обрабатываться на станках.

Валы и оси выполняются в виде стержней различных сечений. Оси поддерживают вращающиеся части машин; они могут быть вращающимися и неподвижными. Валы не только поддерживают вращающиеся части машин, но и передают вращение. Валы и оси изготовляются из проката, поковок и штамповок путем обработки -на металлорежущих станках.

Ответственные валы проходят термическую обработку, которая улучшает качество и увеличивает арок их службы. Валы рассчитывают на прочность (изгиб и кручение), жесткость и колебание (резонанс).

Рис. 2. Валы и оси
а — вал; б — неподвижная ось; в — вращающаяся ось

Шейки, шипы и пяты. Части валов и осей, передающие поперечные нагрузки на опоры, называются шейка-м и (если они являются промежуточными участками) и шипами (если они являются концевыми). Части валов и осей, передающие продольные нагрузки на опоры, называются пятами. Различают пяты: верхние, нижние и средние. Шипы чаще всего изготовляются цилиндрическими, коническими, а также и шаровыми (при значительных изменениях положения геометрической оси вала).

Рис. 3. Схемы опорных частей , осей и валов
а — шейка, ограниченная буртиками; б — цилиндрический шип; в — цилиндрическая пята; г — кольцевая (гребенчатая) пята; д — шаровая пята

Шейки протачиваются и обычно имеют диаметр меньший, чем диаметр вала, или отделяются от вала буртиками. Пяты бывают цилиндрические, гребенчатые и шаровые.

Виды и назначение валов и осей

1). Общее сведение.
2). Разновидности валов и осей.
3). Конструктивные элементы валов и осей.
4). Материалы валов и осей.

1). Зубчатые колёса, шкивы, звёздочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах или осях.
Вал предназначен для поддержания сидящих на нём деталей и передачи вращающегося момента. При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях дополнительно растяжение и сжатие.
Ось – это деталь, предназначена для поддержания сидящих на ней деталей. В отличие от вала ось не передаёт крутящего момента и, следовательно, не испытывает кручения. Оси могут быть неподвижными или вращаться вместе с насаженной на неё деталей.

2). По геометрической форме валы делятся на прямые, коленчатые и гибкие. Коленчатые и гибкие валы относятся к специальным деталям и в настоящем курсе не рассматривается. Оси, как правило, изготавливают прямыми. По назначению прямые валы и оси могут быть гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связанно с нагрузкой отдельных сечений, а так же условиями изготовления и удобства сборки. По типу сечения валы и оси бывают сплошные и полые. Полые сечения применяются для уменьшения массы или для размещения внутри себя другой детали.

3). Участки вала или оси, лежащие на опорах, называют опорными. Они подразделяются на три разновидности:
I. Шипом называется цапфа, которая расположена на конце вала или оси и передающая радиальную нагрузку.
II. Шейкой называется цапфа, которая расположена в средней части вала или оси. Опорами для опор и шеек служат подшипники. Шипы и шейки могут быть сферическими, коническими и цилиндрическими.
III. Пятой называют цапфу, которая передаёт осевую нагрузку. Опорами для пят служат подпятники. Пяты могут быть сплошными, кольцевидными и гребенчатыми. Они применяются редко.

4). Материалы валов и осей должны быть прочными, легко обрабатываться и иметь высокий модуль упругости. Прямые валы и оси изготовлены в основном из углеродистых и легированных сталей. Для валов и осей без термообработки применяют стали СТ – 5, СТ – 6, для валов с термообработкой применяют стали СТ – 45, СТ – 40Х. Быстроходные валы, работающие в подшипниках скольжения, изготавливают из стали СТ – 20, СТ – 20Х, СТ – 12Х, СТ – 3А. Цапфы этих валов цементируют для повышения износостойкости. Валы и оси обрабатывают на токарных станках с последующим шлифованием цапф и посадочных гнезд.

Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.

Ежедневная аудитория портала Проза.ру – порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.

Валы и оси

коленчатый вал

Валы предназначены для передачи вращающего момента и, как правило, поддержания установленных на них деталей. Кроме вращающих моментов валы нагружены обычно поперечными силами и изгибающими моментами.
Оси обеспечивают вращательное движение закрепленных на них деталей, нагружены поперечными силами и изгибающими моментами, а вращающих моментов не передают. Оси бывают вращающимися и неподвижными.

Различают валы прямые и коленчатые, ступенчатые и гладкие, сплошные и пустотелые, цельные и составные, а также гибкие проволочные. Чаще всего валы выполняют ступенчатыми, состоящими из участков различных диаметров, называемых монтажными шейками и служащих для установки на них различных деталей. Крепление деталей на валах во избежание проворота осуществляется с помощью шпонок, шлицев, штифтов и клиньев, а для предотвращения осевого перемещения — втулками, запорными кольцами, винтами и прочее.

Опорные участки осей и валов называются цапфами. Цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми. Цапфа, расположенная на конце вала, называется шипом, промежуточные цапфы называются шейками. Цапфа, воспринимающая осевые усилия и расположенная перпендикулярно к оси вала, называется пятой. Пяты могут быть плоскими, кольцевыми и гребенчатыми.
Материал валов и осей должен иметь хорошую обрабатываемость, способность подвергаться термической обработке, высокую износостойкость. Этим требованиям отвечают стали 20, 30, 35, 40, 45 (применяются чаще других), Ст3, Ст4, Ст5, а также модифицированные чугуны. Тяжело нагруженные валы в целях обеспечения минимальных диаметров и повышения износостойкости цапф изготовляют из легированных сталей различных марок.

Технические требования к валам: отсутствие износа, забоин и задиров монтажных шеек; наличие заданных размеров и правильной геометрической формы монтажных шеек; перпендикулярность опорных уступов и буртиков осп вала; прямолинейность оси вала и отсутствие его скрученности; отсутствие трещин, изломов; отсутствие износа и смятия рабочих поверхностей шлицев, шпоночных пазов, резьбы.

Наиболее распространены следующие дефекты валов и способы их ремонта:

обтачивание вала

При незначительных повреждениях (забоины, задиры), износе или нецилиндричности шеек до 0,1 мм производят: а) доводку специальными пастами или шлифование; б) восстановление пластическим деформированием электромеханическим способом; в) восстановление хромированием с последующим шлифованием.
При износе шеек более 0,1-0,2 мм конусности или овальности производят: а) обтачивание и шлифование под ремонтный размер (уменьшение в пределах 5-10%); сопряженную деталь при этом заменяют; б) наращивание металла металлизацией, осталиванием, а при значительном износе — вибродуговой наплавкой с последующим обтачиванием и шлифованием; в) обтачивание отожженного вала, напрессовка или установка на эпоксидном клее ремонтной втулки, протачивание и шлифование шейки до нужного размера.
При прогибе вала до 0,3 мм на 1 м длины его шлифуют. Валы диаметром 60-80 мм с прогибом до 6-8 мм на 1 м длины правят в холодном состоянии с помощью прессов или винтовых скоб. Валы большего диаметра и с большим прогибом правят с нагревом до температуры 600 °С. При прогибе вала до 2-4 мм на 1 м длины возможна Правка местным наклепом. После правки для снятия внутренних напряжений вал подвергают термообработке: нагреву до 400-450 °С с последующей выдержкой при этой температуре в течение от 0,5 до 1 часа.
При износе шлицев, шпоночных пазов, резьбы применяют способы ремонта, приведенные в предыдущем разделе. Перед началом ремонта следует проверить состояние центровых гнезд и при необходимости восстановить их шабером или обработкой на токарном станке. Валы, треснувшие и поломанные, а также скрученные более чем на 0,25° на 1 м длины, как правило, не ремонтируют а сразу отправляют на переплавку.

Вал: конструктивные особенности, классификация и производство

При создании различных механизмов, имеющих в своём составе вращающиеся детали, часто используют валы. Давайте разберемся, что называется валом, в чем его отличие от оси, из чего состоит деталь вал, его классификация и материалы, используемые при производстве валов.

Определение, конструктивные особенности

Вал — деталь механизма, выполненная из металла, имеющая сечение определенной формы и передающая крутящий момент на другие элементы, вызывая их вращение.

Ось, отличается от вала тем, что служит только для их опоры. Если оси подразделяются на подвижные и статические, то валы всегда вращающиеся. Геометрическая форма оси, может быть только прямой.

Вал составляют следующие участки:

Опорный.
Промежуточный.
Концевой.

Кольцевое утолщение называется буртиком. Промежуточная часть между разными диаметрами для фиксации одеваемых деталей носит название – заплечик.

Участок где происходит изменение диаметра вала называется галтелью. С Целью увеличения прочности кривизна галтели меняется плавно. Различают 2 вида кривизны: постоянная и переменная. Увеличение значения кривизны галтели и изготовление специальных отверстий повышает надежность вала на одну десятую часть.

В зависимости от распределения величины нагрузок, отражённого в специальных графиках (эпюрах) определяют длину и форму вала. Также этот параметр зависит от условий сборки и метода изготовления.

Размеры посадочных мест для крутящихся элементов расположенных на концах валов жестко стандартизированы по ГОСТам.

Материалы

В зависимости от внешних сил, которым подвергается деталь вал в процессе эксплуатации, осуществляется подбор материала для его изготовления.

Для этой цели используют легированные стали с высоким содержанием углерода, так как обладают улучшенными механическими характеристиками и износостойкостью. Получают данные детали методом прокатки.

Основную массу валов производят из легированной стали марки 45Х, со средним содержанием углерода. Для валов, подвергающихся высоким напряжениям используют стали 40ХН, 40ХНГМА, 30ХГТ и другие, которые подвергаются процессу закалки с высоким отпуском.

Кроме того, для коленчатых тяжелых валов в качестве материала используют высокопрочные чугуны, образованные путем вкрапления в металлическую решетку шарообразных включений углерода и содержащие в составе Mg, Ca, Se, Y.

Классификация валов

Валы передач, на которых расположены детали механизма передач (шестеренки, муфты, шкифы).
Коренные, которые несут другие части.

Прямые.
Кривошипные.
Гибкие.

Прямые делятся на:

Гладкие.
Ступенчатые.
Червячного типа.
Фланцевые.
Карданные.

По форме сечения:

Гладкие.
Пустотелые.
Шлицевые.

Производство

Существуют несколько этапов изготовления:

Проведение проектных и конструкторских работ и расчетов с привлечением специального программного обеспечения.
Выбор и закупка необходимого материала, отвечающего требуемым характеристикам. Оснащение дополнительным производственным оборудованием, при необходимости.
Формовка.
Сварка и шлифовка.
Динамическая балансировка.
Нанесение защитного покрытия.

Первый этап обычно выполняются в конструкторском бюро. По окончанию работы оформляется проектная документация, содержащая расчеты и обработанные данные, в строгом соответствии с которыми будет осуществляться производство данного типа детали.

На втором этапе, производится выбор материала заготовки, отвечающего требуемым эксплуатационным характеристикам и перевооружение производства технологическим оборудованием.

Третий этап выполняется с использованием токарного оборудования, где заготовка подвергается механической обработке и обретает свою геометрию и размер. При этом, изменению подвергаются все поверхности заготовки.

На четвертом этапе производится скрепление отдельных элементов заготовки путем их сварки и изготовления необходимых отверстий и канавок. Затем, с помощью современных методов измерения, происходит шлифовка и доведения до их конечных размеров.

На следующем этапе, проверяют балансировку деталей, подвергая их динамическим испытаниям, так как от этого зависит полнота передачи энергии вращения другим элементам механизма. Нарушения балансировки может привести к нарушению эксплуатации оборудования на котором будет установлен вал.

Последний — шестой этап характеризуется нанесением специального слоя на его поверхность. Выбор способы и вида покрытий зависит от условий эксплуатации.

Тонкий слой резины на поверхности валов предохраняет от действия реакционных сред. Стойкость к коррозии обеспечивается электродуговым металлическим напылением этих деталей.

Методом хромирования добиваются увеличения износостойкости и уменьшения трения данного типа деталей.

Деталь — вал получило широкое использование во многих направлениях промышленности: автомобилестроении, станкостроении, железнодорожной, текстильной, деревообрабатывающей промышленности.

Подробно рассмотрев те вопросы, которые были поставлены выше, можно заключить:

Вал отличается от оси своей функциональностью и геометрией.
Вал состоит из 3-х участков (цапфы, шейки, шипа).
Существуют различные типы классификации валов по назначению и формам.
Материалом для детали выступают легированные стали различных марок, реже высокопрочные чугуны с шарообразными вкраплениями углерода.
Изготовление вала включает в себя несколько этапов и требует специальных знаний и значительных затрат энергоресурсов.
Для увеличения времени эксплуатации валов на этапе производства их поверхность покрывают специальными материалами.
Вал широко применяется во многих механизмах в различных областях деятельности человека.

Что называется валом