Kryteria podczas

projektowania wału

Wykonał: Michał Brojek

Numer albumu: 222137

Przykłady wałów

Sztywność giętna

Ugięcie wału następuje pod wpływem obciążenia

go siłami pochodzącymi od ciężaru elementów
osadzonych na wale, od naciągu pasów, od sił
międzyzębnych itp. Miarą odkształcenia giętnego
jest wartość strzałki ugięcia f i kąta ugięcia β,
wyznaczanego w punktach podparcia wału
(łożyskach). Przy bardziej złożonych obciążeniach
(np. przy większej liczbie sił działających na wał)
obliczanie wartości strzałki ugięcia f oraz kąta
ugięcia β jest bardzo złożone i wymaga żmudnych
rachunków lub ustalania tych wartości
doświadczalnie.

Sztowność skrętna

Skręcenie wału w ramach odkształceń

sprężystych może powodować nieprawidłową

pracę niektórych maszyn, a zwłaszcza

urządzeń podziałowych. We wszystkich

przypadkach, w których odkształcenia

skrętne mogą powodować np. zaklinowanie

części ruchomych w prowadnicach,

niesynchroniczny ruch, błędy wskazań

przyrządów itp. - sprawdza się wartość kąta

skręcenia wału. Jeżeli wał jest schodkowy,

wówczas kąt skręcenia oblicza się osobno dla

każdego odcinka, a kąt skręcenia całego

wału jest sumą kątów wyznaczonych dla

poszczególnych odcinków.

Drgania wału i prędkość

obrotowa krytyczna

Ugięcie lub skręcenie wału powoduje, że w czasie jego

pracy powstają drgania, które mogą doprowadzić nawet

do pęknięcia wału. Rozróżnia się drgania własne i

drgania wymuszone. Częstość drgań własnych zależy

od rozmieszczenia mas na wale, rodzaju podparcia wału

i jego własności sprężystych. Drgania wymuszone są

wynikiem działania sił zewnętrznych okresowo

zmiennych wymuszających drgania lub np. skutkiem

osadzenia koła, którego środek ciężkości nie pokrywa

się z osią wałka. Podczas pracy wałów maszyn

szybkobieżnych zachodzi niebezpieczeństwo rezonansu

mechanicznego, występujące wówczas, gdy częstość

drgań wymuszonych jest równa częstości drgań

własnych

Ostateczny kształt wału

wymaga spełnienia zaleceń:

1. We wszystkich przekrojach wału musi być zapewniona wymagana

wytrzymałość; w przypadku wałów kształtowych (schodkowych)

zaleca się wiec unikanie karbów, powodujących m.in. niekorzystne

spiętrzenie naprężeń.

2. Kształt wału musi zapewniać żądane ustalenie części osadzanych

na wale (np. przez stosowanie odsadzeń zabezpieczających przed

przesunięciem wzdłużnym części).

3. Konstrukcja wału musi być dostosowana do warunków montażu i

demontażu wału oraz osadzonych na nim części.

4. Kształt wału powinien być możliwie najprostszy w celu zapewnienia

łatwości wykonania oraz możliwie niskich kosztów produkcji.

Zalecenia często są sprzeczne ze sobą, dlatego w każdym przypadku

należy dążyć do uzyskania możliwie optymalnego rozwiązania.

Zabezpieczenie części przed przesunięciem

wzdłużnym wymaga stosowania powierzchni

oporowych, służących również do

przejmowania sił wzdłużnych. Dla

złagodzenia wpływu karbu zaleca się

przyjmować 0,5h < r ≤ h. Gdy odsadzenie h

nie tworzy powierzchni oporowej, zaleca się,

aby h ≤ 0,1d (tzn. D/d ≤ 1,2) oraz daje się

możliwie duży promień przejścia R lub

stosuje się przejścia stożkowe; przejście

promieniem R na długości ok. 1,2d prawie

całkowicie zapobiega spiętrzeniu naprężeń.

Łożyskowanie wałów

Wykonał: Michał
Brojek
Numer albumu:
222137

Łożyskowanie łożyskami tocznymi powinno

zapewniać, oprócz przenoszenia zadanych

obciążeń, ustalenie wzdłużne wałów i

łożysk oraz uzyskanie wymaganego luzu

łożyskowego w czasie pracy. Zazwyczaj

stosuje się układ łożysk, w którym jedno

łożysko ustala wał wzdłużnie, zapewniając

stałe położenie czopa wyjściowego wału

względem korpusu. Zazwyczaj łożyskiem

ustalającym wał wzdłużnie jest łożysko

usytuowane bliżej czopa wyjściowego.

Drugie łożysko na wale ma możliwość

osiowego przemieszczania się względem

korpusu, umożliwiające odkształcenia

cieplne wału.

Przykłady łożyskowania

Łożyskowanie w układzie „X” i

„O”

W przypadku łożyskowania łożyskami
skośnymi w układach „X” lub „O” siły osiowe
przenoszone są przez łożyska z dwóch stron
wału. Ponadto podczas obciążenia osiowego
wału następuje dociskanie bieżni do
elementów tocznych łożyska z jednej strony
wału i luzowanie łożyska z drugiej strony
wału. Z tego powodu konieczne jest
zastosowanie pewnej siły napięcia
wstępnego, która nawet pod pełnym
obciążeniem osiowym uniemożliwi
rozdzielenie elementów łożyska luzowanego.

Przykłady łożyskowania

Dziękuję za uwagę