Вали до комбайнів Claas

Вали і осі.

Призначення, конструкція і матеріали валів і осей

Валом називають деталь (як правило, гладкою або ступінчастою циліндричної форми), призначену для підтримки встановлених на ній шківів, зубчастих коліс, зірочок, катков і т. д., і для передачі обертального моменту.

При роботі вал зазнає вигин і крутіння, а в окремих випадках крім вигину і кручення вали можуть відчувати деформацію розтягу (стиску).

Деякі вали не підтримують обертові деталі і працюють тільки на кручення.

Вал 1 (рис.1) має опори 2, звані підшипниками. Частина валу, охватываемую опорою, називають цапфой. Кінцеві цапфи іменують шипами 3, а проміжні — шийками 4.

Рис.1. Прямий вал: 1 — вал; 2 — опори вала; 3 — цапфи; 4 — шийка

Віссю називають деталь, призначену тільки для підтримки встановлених на ній деталей.

На відміну від валу вісь не передає обертаючого моменту і працює тільки на вигин. У машинах осі можуть бути нерухомими або ж можуть обертатися разом з сидячими на них деталями (рухомі осі).

Не слід плутати поняття "вісь колеса", це деталь і "вісь обертання, це геометрична лінія центрів обертання.

Рис.2. Конструкції осей:
а — обертається вісь; б — нерухома вісь

Форми валів і осей досить різноманітні від найпростіших циліндрів до складних колінчастих конструкцій. Відомі конструкції гнучких валів, які запропонував шведський інженер Карл де Лаваль ще в 1889 р.

Форма вала визначається розподілом згинаючих і крутних моментів по довжині. Правильно спроектований вал являє собою балку рівного опору. Вали і осі обертаються, а отже, відчувають знакозмінні навантаження, напруги і деформації (рис.3). Тому поломки валів і осей мають втомних характер.

Рис. 3. Коливання згинальних напружень осі колісної пари в русі

а – на малій швидкості; б – на експлуатаційній швидкості

Класифікація валів і осей

За призначенням вали поділяють на вали передач (на них встановлюють деталі передач) і корінні вали (на них встановлюють додатково ще й робочі органи машини).

Рис.4. Типи валів: а — кривошипний вал: б — колінчастий вал; в — гнучкий вал;

р — телескопічний вал; д — карданний вал

Форма валів і осей різноманітна і залежить від виконуваних ними функцій. Іноді, вали виготовляються спільно з іншими деталями, наприклад, шестернями, кривошипами, ексцентриками.

По геометричній формі вали поділяють на: прямі (див. рис. 1); кривошипні (рис.4, а); колінчаті (рис.4, б); гнучкі (рис.4, в); телескопічні (рис.4, г); карданні (рис.4, д). Кривошипні та колінчасті вали використовують для перетворення зворотно-поступального руху в обертальний (поршневі двигуни) або навпаки (компресори); гнучкі — для передачі обертального моменту між вузлами машин, що міняють своє положення в роботі (будівельні механізми, зуболікарські машини тощо); телескопічні — при необхідності осьового переміщення одного вала відносно іншого.