Валы и оси. Классификация. Критерии работоспособности.

Валы и оси представляют собой детали типа тел вращения, на которых размещаются другие вращающиеся в механизме детали: зубчатые колеса, шкивы, звездочки, маховики. Вал отключается от оси тем, что передает вращающий момент от одной детали к другой, а ось-не передает. Под действием внешней нагрузки вал испытывает изгиб с кручением, а ось изгибается. РИСУНКИ Оси могут быть вращающиеся и неподвижные, валы всегда вращающиеся. По форме геометрической оси валы могут быть прямые, коленчатые и криволинейные. Наибольшее распр.имеют прямые валы. Коленчатые валы применяют в двигателях внутреннего сгорания, в поршневых насосах. Гибкие валы допускают передачу вращающего момента при больших перегибах вала, например, в зубоврачебных бормашинах. Коленчатые и гибкие валы относятся к деталям специального назначения и в этом курсе не рассматриваются. По форме наружной поверхн.валы могут быть гладкими и ступенчатыми. Гладкие валы проще в изготовлении и дешевле. Однако они менее удобны при монтаже деталей, насаживаемых на вал, поскольку на таких валах трудно точно зафиксировать положение детали в осевом направлении. Ступенчатые валы несколько сложнее по конструкции, однако, они значительно технологичнее с точки зрения монтажа деталей: каждая деталь имеет свое место на валу и четко фиксируются в осевом направлении до упора в бурт. Конструкция ступенчатого вала выполняется т.о., что в средней части, где внутренние изгибающие моменты достигают наибольшего значения, диаметр вала выполняется большим. Такая конструкция отвечает требованиям равнопрочности вала и обеспечивает соблюдения условий монтажа деталей. Для снижения концентрации напряжений в местах изменения диаметра вала не рекомендуется делать острых переходов. В местах переходов выполняют галтели возможно большего радиуса.

Валы изгот.из углеродистых и легированных сталей. Чаще др. используется сталь Ст5 для валов без термообработки, сталь 45 или 45Х для валов с термообработкой.

Основ. Критерии потери работоспособности валов:

· усталостное разрушение, когда при длительной работе вала в условиях циклических изгибных напряжений прорастает усталостная трещина сквозь тело вала и вал разрушается;

· излом вала по статической прочности при действии пиковой нагрузки, приводящей к однократному воздействию высоких статических напряжения;

· потеря жесткости вала по изгибу или кручению, приводящая к появлению недопустимо больших деформаций;

· нарушение виброустойчивости, приводящее к появлению значительных колебаний, вплоть до появления резонанса, характерно для тонких и длинных валов.

Подшипники служат опорами валов и вращающихся осей. Они фиксируют положение вала и оси в машине, обеспечивают им вращение вокруг собственной оси, воспринимают нагрузки со стороны вала и передают их на раму машины. Во избежание снижения КПД машины, потери энергии в подшипниках должны быть минимальными.

Подшипники различают по виду трения на подшипники скольжения и подшипники качения. В подшипниках скольжения опорный участок вала скользит по поверхности подшипника. В подшипниках качения трения скольжения заменяется трением качения, для чего между опорными поверхностями вала и подшипника устанавливаются тела качения, при этом коэф.трения снижается до 0,0015…0,006. Конструкция подшипников качения позволяет изготавливать их в массовых кол-вах как стандартную продукцию, что значит.снижает их стоимость. Уменьшается и расход смазки.

· массовое производство, низкая стоимость изготовления;

· простота обслуживания, взаимозаменяемость;

· ограниченная возможность воспринимать ударные нагрузки из-за большой жесткости подшипников;

· ограниченная возможность применения при высоких скоростях вращения из-за значительных динамических нагрузок;

· повышенные габариты в радиальном направлении;

Подшипники состоят из след.деталей: 1-наружное кольцо, закрепленное в корпусе машины, 2-внутреннее кольцо, насаживаемое на вал, 3-тела качения, катящиеся по беговым дорожкам на некотором расстоянии друг от друга, 4-сепаратор, обеспечивающий упорядоченное расположение тел качения на беговых дорожках.

По форме тел качения подшипники разделяются на шариковые и роликовые. По виду воспринимаемой нагрузки подшипники могут быть радиальные, радиально-упорные и упорные. РИСУНКИ

Радиальные шариковые подшипники наиболее просты и дешевы. Они могут воспринимать кроме радиальной нагрузки и осевые нагрузки в пределах 70% от неиспользованной радиальной. Эти подшипники допускают небольшой перекос сечения вала в опоре. Радиальные роликовые подшипники благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они совершенно не воспринимают осевые нагрузки и не допускают перекоса вала. При перекосе ролики начинают работать кромками и быстро разрушаются.

При значительных перекосах вала применяются самоустанавливающиеся шариковые и роликовые подшипники, допускающие поворот сечения вала в опоре до 2..3 градусов.

Применение игольчатых подшипников позволяет уменьшить габариты в радиальном направлении при значительном повышении нагрузочной способности за счет увеличения длины линии контакта роликов с кольцами.

По нагрузочной способности и габаритам подшипники делятся на серии: особо легкие, легкие, средние и тяжелые. Чем выше серия подшипников, тем крупнее тела качения и кольца подшипника и тем больше воспринимаемая нагрузка. По классам точности подшипники делятся на 5 классов в порядке повышения точности: 0,6,5,4,2.

Для подшипников качения можно отметить следующие основные причины потери работоспособности:

· усталостное выкрашивание (питтинг) беговых дорожек и тел качения. Возникает после длительной работы в нормальных условиях за счет накопления усталостных повреждений в поверхностных слоях деталей;

· износ тел качения и беговых дорожек колец подшипника. наблюдается при плохой смазке, попадании абразивных частиц, грязи в подшипник, характерен для подшипников автомобильных, транспортных, горных, строительных машин;

· разрушение сепараторов дает наибольший процент выхода подшипников из строя. Характерно для быстроходных подшипников, связано с действием высоких центробежных сил на подвижные детали;

· раскалывание колец и тел качения происходит под воздействием ударного действия нагрузок, а так же при неправильном монтаже, вызывающем перекос колец и заклинивание подшипников;

· пластическая деформация тел качения и беговых дорожек, проводящая к образованию лунок, вмятин на поверхности контакта. Наблюдается у тяжело нагруженных тихоходных подшипников.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: