Валы, оси и их опоры машин

Категория:
Слесарно-инструментальные работы


Валы, оси и их опоры машин

Валом называют деталь, передающую крутящий момент и поддерживающую вращающиеся детали машин и механизмов. Обычно вал воспринимает поперечную нагрузку. Ось — деталь, поддерживающая вращающиеся детали, воспринимающая поперечные нагрузки, но не передающая крутящего момента. Оси могут быть вращающимися и неподвижными.

Валы, имеющие круглое поперечное сечение, соединяют с расположенными на них деталями (шкивами, зубчатыми колесами, маховиками и др.) с помощью вспомогательных деталей — шпонок, которые передают крутящий момент и фиксируют элементы соединения.

В тех случаях, когда нужна значительная прочность соединения, необходимо передать большие крутящие моменты, обеспечить хорошее центрирование и легкость перемещения детали вдольоси вала применяют шлицевое (зубчатое) соединение вала и втулки. Шлицевые соединения центрируют по наружному D или по внутреннему d диаметру шлицев.

Часть вала или оси, воспринимающая радиальные нагрузки, называется цапфой. Осевые нагрузки воспринимаются буртиками и пятами.

Подшипником называют опору для цапфы вала или вращающейся оси, или опору детали, вращающейся относительно неподвижной оси. По принципу работы различают подшипники скольжения и качения.

Подшипник скольжения представляет собой втулку из бронзы, латуни и других антифрикционных материалов, по внутренней поверхности которой скользит цапфа вала или оси. Втулки устанавливают в отверстия корпусных деталей или в отверстие зубчатого колеса, свободно сидящего на оси.

Рис. 1. Подшипники скольжения

Рис. 2. Подшипники качения

В подшипниках качения между наружным и внутренним кольцами расположены шарики или ролики, удерживаемые друг относительно друга на определенном расстоянии с помощью сепараторов. Подшипники качения позволяют уменьшать силу трения путем замены трения скольжения трением качения.

Шариковые радиальные подшипники применяют для опор валов цилиндрических колес с прямыми зубьями. В этом случае на вал действуют только радиальные силы, направленные перпендикулярно оси вала, а силы, действующие вдоль оси вала, отсутствуют. Конические и червячные колеса точно и жестко фиксируются в осевом направлении, поскольку в этих передачах наблюдаются значительные осевые силы. Поэтому для опоры червячных колес, червяков и конических колес применяют подшипники с коническими роликами. Входные валы, червяки и конические ведущие шестерни, работающие с высокой частотой вращения, монтируют на радиально-упорных подшипниках, что позволяет снизить тепловыделение в опорах.

Для опор валов шевронных колес применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами, обеспечивающими самоустановку колес в результате осевого смещения валов. Осевые усилия воспринимают упорные шариковые подшипники.

В большинстве конструкций положение вала должно быть зафиксировано от осевого смещения. Это достигается с помощью фиксирующей опоры, ограничивающей смещение вала в одном или в обоих направлениях. Вал может иметь фиксирующую и плавающую опоры или две фиксирующие опоры.

Для нормальной работы необходимо, чтобы вращение колец было свободным и одновременно в подшипнике не было чрезмерного зазора. Это достигается путем различных способов регулировки подшипника, т. е. созданием оптимального зазора.

В случае, когда вал фиксируют в одной опоре с одним подшипником, регулировка не требуется, так как необходимый оптимальный зазор выдержан при изготовлении; при этом вторую опору делают плавающей. При колебаниях температуры плавающий подшипник смещается в осевом направлении на величины удлинения или укорочения вала, связанные с тепловыми деформациями.

Рис. 3. Конструкция опор валов с подшипниками качения

Если в фиксирующей опоре устанавливают два радиальных или радиально-упорных подшипника, зазор регулируют путем перемещения (рис. 3, б) наружного или внутреннего (рис. 3, в) кольца, осуществляемого с помощью прокладок. Если обе опоры фиксирующие, т. е. подшипники установлены «враспор», то зазор регулируют путем осевого смещения наружных колец с помощью прокладок (рис. 3, г).


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум