Вали, осі і їх опори
Вали, осі і їх опори
Кожна машина складається з вузлів, зібраних з окремих механізмів і деталей. Деталлю прийнято називати неподільну частину машини, що складається з монолітного шматка матеріалу або з декількох шматків, з'єднаних між собою нерухомо за допомогою зварювання або іншого нероз'ємного з'єднання.
Під механізмами умовно будемо розуміти поєднання двох або декількох деталей, пов'язаних між собою і обумовлюють цілком певний рух однієї деталі щодо іншої.
Призначення механізмів полягає в передачі руху або зусилля з цілком певною метою. Будь-який механізм, який би складності він не був, складається з окремих вузлів і деталей.
При розгляді механізму можна розрізнити однотипні, однорідні за своїм призначенням деталі і з'єднання. Так, наприклад у багатьох механізмах, що мають різне призначення, можна зустріти осі, вали, зубчасті передачі, тому доцільно спочатку познайомитися з цими найбільш характерними деталями та їх сполуками.
Валом називають циліндричну деталь (довжина якої значно перевершує діаметр), призначену для передачі обертального руху і крутного моменту.
Якщо вал по всій своїй довжині має один діаметр, то він називається гладким; якщо ж діаметр по довжині вала різний, то такий вал називають ступінчастим.
Крім гладких і східчастих, вали можуть бути спеціальними, наприклад колінчаті вали, і їх необхідно розглядати окремо.
Віссю називають також циліндричну деталь, проте на відміну від вала вісь не призначена для передачі рухів і зусиль обертання, а служить в основному для фіксації обертається деталі. Якщо вал, як правило, обертається, то вісь в більшості своїй нерухома, а обертаються деталі, посаджені на цю вісь. Виняток з цього загального правила є вісь колісної пари вагону або локомотива, яка під час роботи обертається.
Матеріалом для виготовлення валів і осей служать звичайні вуглецеві стали переважно марок 40 і 45 ГОСТ 1050-60 або Ст. 4 і Ст. 5 ГОСТ 380-60, а також деякі леговані стали.
Поверхні валів і осей, що працюють на тертя, рекомендується до шліфування термічно обробляти; в цьому випадку різко знижується знос і пошкодження робочих поверхонь.
Як опори для валів служать різного роду підшипники, які поділяються на дві основні групи: прдшіпнікі ковзання і підшипники кочення.
Підшипники ковзання призначені для сприйнята радіальних зусиль, спрямованих перпендикулярно осьовій лінії валу.
Сприйняття зусиль, спрямованих уздовж вала, у багатьох випадках можливо за допомогою створення робочої поверхні не тільки по внутрішній порожнині, а й на бічній стороні підшипника або за допомогою постановки нового упору - так званого подпятника.
Мал. 89. Підшипники ковзання:
а -раз'емний підшипник; б-нероз'ємний (розетковий) підшипник; 1 корпус; 2-кришка; 3 - вкладиш (рис. А), втулка (рис. Б); 4 - штифт; 5 -масленка; б -болт; 7 -гайкі; 8 - фундаментний болт; 9 - гайка; 10 - шайба
Форма опорної треться поверхні підшипника залежить від форми шийки вала, яка найчастіше буває циліндричної, але може бути конічної або кульової.
Основними елементами підшипника ковзання (рис. 89) є: корпус, що прикріплюється до машини або що становить одне ціле з її станиною, і вкладиші - деталі, які закладаються в корпус підшипника і безпосередньо стикаються з робочою поверхнею вала. Корпус підшипника може мати різну форму і виконується суцільним або роз'ємним.
У підшипників з роз'ємним корпусом кришки з корпусом з'єднані болтами або шпильками. Для розвантаження болтів від поперечних зусиль кришки до корпусу підшипника пріпасовивается не по рівній площині, а з уступом - з так званим «замком». Матеріалом для корпуса підшипника служить чавун або сталь.
Для освіти антифрикційних поверхонь підшипника, т. Е. Поверхонь, які при роботі не пошкоджували б шийок вала і в той же час були б самі досить стоїки до зносу, в підшипник вставляють вкладиші. У нероз'ємні підшипники зазвичай запресовують вкладиш у вигляді втулки і закріплюють його стопорним гвинтом. У роз'ємні підшипники вставляють вкладиші, що складаються здебільшого з двох половинок. Матеріалом для вкладишів служать антифрикційні сплави - бронза і спеціальні чавуни або пластмаса типу «стірокріл».
Іноді замість вкладишів внутрішню поверхню підшипника заливають спеціальним антифрикційним сплавом.
Щоб уберегти вкладиші від поздовжнього зсуву, їх роблять з буртиками, а для запобігання від провертання фіксують штифтами.
Форма і розміри вкладишів мають велике значення для роботи підшипника. Вкладиші повинні бути досить міцними і якомога більшою поверхнею стикатися з корпусом підшипника, завдяки чому поліпшуються умови відводу тепла. Надмірно слабкий вкладиш або мала опорна поверхня його в корпусі може викликати прогин вкладиша і защемлення валу. Велике значення для нормальної роботи підшипника має мастило, для чого на валу або на вкладках виконують мастильні канавки, що забезпечують змазування всієї робочої поверхні вкладиша.
Підшипники кочення є найбільш досконалий вид опор і в сучасному машинобудуванні знаходять все більш широке застосування. Підшипники кочення розділяються на дві основні групи за формою елементів кочення: кулькові підшипники і підшипники роликові, які в свою чергу можуть бути з циліндричними роликами, з конічними, крученими, бочкоподібними і голчастими.
За способом воспринятия навантаження підшипники кочення розрізняються: на підшипники радіальні, що сприймають зусилля, спрямовані лише перпендикулярно осі вала; наполегливі, що сприймають зусилля, спрямовані вздовж осі вала, і радіально-наполегливі, що сприймають як перпендикулярні, так і поздовжні зусилля.
За здатністю самовстановлюється при перекосі валу або корпусу підшипники поділяють на самоустановлювальні і ненайвидатніші-встановлюються. У самовстановлюються підшипниках внутрішня обойма має можливість зміщуватися, змінювати нахил по відношенню до зовнішньої обоймі підшипника і тим самим вирівнювати перекіс, допущений при монтажі осі або валу.
Перевага підшипників кочення перед підшипниками ковзання полягає в тому, що в них тертя ковзання замінено тертям кочення, що має менший коефіцієнт тертя. Отже, при підшипниках кочення менша частина енергії витрачається на подолання сил тертя і в кінцевому рахунку на нагрів підшипника.
Добре підібраний і правильно встановлений підшипник кочення здатний працювати довше. Він надійніше підшипника ковзання і не вимагає частого перевірки наявності мастила.
Разом з тим слід зазначити, що потрапляння в підшипник бруду або піску швидко виводить його з ладу. Тому при установці підшипників особливо важливо вжити заходів проти їх забруднення; підшипник повинен бути встановлений в добре закритому корпусі.
Посадка підшипника в корпус і насадка на вали можуть бути виконані по-різному в залежності від характеру і призначення механізму. Однак можна дотримуватися одного правила: з'єднання підшипника з елементом, що обертається повинно бути нерухомим, напруженим, а в поєднанні з нерухомим елементом посадка підшипника повинна бути легшою. Якщо, наприклад, вал обертається, а корпус нерухомий, то підшипник на вал сідає нерухомою посадкою, а в корпус входить більш вільно.
Місця під посадку підшипників повинні проточуємо за обраними у відповідних таблицях допусків. При установці підшипників з нерухомою посадкою не рекомендується напресовують їх ударами. Для полегшення рекомендується проводити посадку підшипника з попереднім нагріванням його в гарячому маслі. У цьому випадку за рахунок розширення металу збільшується внутрішній діаметр підшипника і останній легко може бути надітий на вал. Точно так же допустима посадка підшипника в попередньо нагрітий до температури 80-90 ° С корпус.
До атегорія: - Утстройство кранів на залізничному ходу