58179 IMG�69

9.

Osie i wały

9.1.    Wiadomości ogólne

Charakterystyka osi i wałów. Osia lub wałem nazywa się element maszyn) podparty w łożyskach i podtrzymujący osadzone na nim części maszyn, które wykonują radty obrotowe (np. koła zębate, pasowe) luli mataidkUK (np. koło zębate współpracujące z zębatką). Głównym zadaniem walu fes* przenoszenie momentu obrotowego, zatem wał wykonuje zawsze radl obrotowy W związku z tym wał jest narażony jednocześnie na skręca-mc oraz — pod wpływem sił poprzecznych — na zginanie. W niektórych przypadkach wał może być narażony tylko na skręcanie (np. samochodowi wał napędowy w sprzęgle C-ardąna),

Oś mc przenosi momentu obrotowego i jest narażona tylko na zginanie Oś iaśże być nieruchoma, utwierdzona w miejscach podparcia, lub rycko ma (wykonująca ruch obrotowy), osadzona w łożyskach. Oś nieruchomą mocuje się w podporach za pomocą połączeń wpustowych, gwintowych itp. Kratką oś nazywa się czasami sworzniem.

Zarówno osie. jak i wały mogą być dodatkowo obciążone silą poosiową (rozciągającą lub ściskającą), np. gdy elementami osadzonymi na nich są Lola zębate skośne lub stożkowe.

Przykłady walów oraz obu rodzajów osi pokazano schematycznie na rys.

9.1.

■jł. 9 I Schematy, a. i| wata, r) o*i nieruchomej. J) osi ruchomej

Rodzaje osi i walów Osie i wały sztywne są to pręty o przekroju okrągłym albo (znacznie rzadziej) sześciokątnym lub innym. Rozróżnia a? om > wały gładkie (rys. 9.2a) o prawie niezmiennym przekroju na całej długości ora/ kształtowe — o zmiennych przekrojach, dostosowanych do

Kyj. 9.2. Rodzaje walów i osi: a) wał gładki pędniany. h. c) wały schodkowe. J) wił wykorbiony, f) oi nieruchoma [3,4]

obciążenia i funkcji osi lub wału (rys. 9.2b, c, e). Osie są z reguły proste, natomiast wały mogą być proste lub wykorbione (rys. 9.2JI

W niektórych urządzeniach (szlifierkach ręcznych, wiertarkach dentystycznych itp.) stosuje się wały giętkie, służące do przenoszenia napędu na elementy wykonujące ruchy przestrzenne względem źródła napędu.

Zależnie od liczby łożysk, będących podporami walów, rozróżnia się wały dwu- i wielopodporowe oraz (bardzo rzadko stosowane) — jednopodporowe.

W zależności od spełnianych funkcji wału często stosuje się nazwy: wał główny (wrzeciono robocze — łVR), pomocniczy, rozrządczy. napędzający itp. Wały mogą być pełne lub drążone. Wały drążone stosuje się w celu zmniejszenia ciężaru konstrukcji, gdy otwór umożliwia mocowanie i obróbkę długich prętów (np. w tokarkach). Większość wałów maszynowych stanowią wały schodkowe, w których średnice zmieniają się stopniowo. Sposób kształtowania powinien uwzględniać warunki wytrzymałościowe oraz przewidywany sposób montażu. Stopniowanie średnic narastająco do środka wału (rys. 9Jb) stosuje się przeważnie wówczas, gdy. korpus maszyny (urządzenia) jest dzielony, przy czym podział przebiega wzdłuż osi walu; stopniowanie średnic w jednym kierunku (rys. 9.2c) umożliwia montaż wału w otworach niedzielonych kadłubów.

Czopami nazywa się odcinki osi lub wału. których powierzchnie stykają się ze współpracującymi elementami: łożyskami, kołami zębatymi itd. Rozróżnia się czopy ruchowe i czopy spoczynkowe. Czopy ruchowe I (rys. 9.3) współpracują z panewkami łożysk ślizgowych, z kołami przesuwnymi łub obracającymi się względem nieruchomej osi itp., natomiast czopy spoczynkowe 2 współpracują z elementami osadzonymi na stałe względem wału i obracającymi się wraz z nim. Kształty czopów ustala się w zależności od wartości i kierunku reakcji w podporach oraz od wymagań konstrukcyjno-technologicznych. Na rysunku 9.3 przedstawiono niektóre rodzaje czopów poprzecznych i wzdłużnych.

191