Валовеса критични компоненти в механичните системи, служещи като гръбнак, който поддържа всички трансмисионни елементи, като същевременно предава въртящ момент и моменти на огъване на лагера. Проектирането на шахта трябва не само да се съсредоточи върху нейните индивидуални характеристики, но също така да вземе предвид интеграцията й в цялостната структура на шахтовата система. В зависимост от вида на натоварването по време на движение и предаване на мощността, валовете могат да бъдат категоризирани в шпиндели, задвижващи валове и въртящи се валове. Те също могат да бъдат класифицирани въз основа на формата на оста си на прави валове, ексцентрични валове, колянови валове и гъвкави валове.
Шпиндели
1. Фиксиран шпиндел
Този тип шпиндел понася само моменти на огъване, докато остава неподвижен. Неговата проста структура и добра твърдост го правят идеален за приложения като велосипедни оси.
2.Въртящ се шпиндел
За разлика от неподвижните шпиндели, въртящите се шпиндели също понасят огъващи моменти, докато са в движение. Те обикновено се намират в осите на колелата на влаковете.
Задвижващ вал
Задвижващите валове са проектирани да предават въртящ момент и обикновено са по-дълги поради високите скорости на въртене. За да се предотвратят силни вибрации, причинени от центробежни сили, масата на задвижващия вал е равномерно разпределена по обиколката му. Съвременните задвижващи валове често използват кухи конструкции, които осигуряват по-високи критични скорости в сравнение с плътните валове, което ги прави по-безопасни и по-ефективни от гледна точка на материалите. Например автомобилните задвижващи валове обикновено се изработват от еднакво дебели стоманени плочи, докато тежкотоварните превозни средства често използват безшевни стоманени тръби.
Въртящ се вал
Въртящите се валове са уникални с това, че издържат както на моменти на огъване, така и на усукване, което ги прави един от най-разпространените компоненти в механичното оборудване.
Прав вал
Правите валове имат линейна ос и могат да бъдат категоризирани на оптични и стъпаловидни валове. Правите лостове обикновено са замърсени, но могат да бъдат проектирани като кухи, за да се намали теглото, като същевременно се запази твърдостта и устойчивостта на усукване.
1.Оптичен вал
Лесни по форма и лесни за производство, тези валове се използват предимно за трансмисия.
2.Стъпаловиден вал
Вал със стъпаловидно надлъжно напречно сечение се нарича стъпаловиден вал. Този дизайн улеснява по-лесния монтаж и позициониране на компонентите, което води до по-ефективно разпределение на натоварването. Въпреки че формата му наподобява тази на греда с еднаква якост, той има множество точки на концентрация на напрежението. Поради тези характеристики, стъпаловидни валове са широко използвани в различни трансмисионни приложения.
3.Разпределителен вал
Разпределителният вал е критичен компонент в буталните двигатели. При четиритактовите двигатели разпределителният вал обикновено работи с половината от скоростта на коляновия вал, но въпреки това поддържа висока скорост на въртене и трябва да издържа на значителен въртящ момент. В резултат на това дизайнът на разпределителния вал поставя строги изисквания към неговата здравина и опорни възможности.
Разпределителните валове обикновено се правят от специализиран чугун, въпреки че някои са изработени от ковани материали за повишена издръжливост. Дизайнът на разпределителния вал играе жизненоважна роля в цялостната архитектура на двигателя.
4. Шлицов вал
Шлицовите валове са наречени заради отличителния си външен вид, включващ надлъжен шпонков канал на тяхната повърхност. Тези шпонкови канали позволяват въртящи се компоненти, монтирани на вала, за поддържане на синхронизирано въртене. В допълнение към тази възможност за въртене, шлицовите валове позволяват и аксиално движение, като някои конструкции включват надеждни заключващи механизми за приложения в спирачни и кормилни системи.
Друг вариант е телескопичният вал, който се състои от вътрешна и външна тръба. Външната тръба има вътрешни зъби, докато вътрешната има външни зъби, което им позволява да пасват безпроблемно. Този дизайн не само предава въртящ момент, но също така осигурява възможност за удължаване и свиване по дължина, което го прави идеален за използване в механизми за превключване на предавките.
5.Зъбен вал
Когато разстоянието от кръга на дедендума на зъбно колело до дъното на шпонковия канал е минимално, зъбното колело и валът са интегрирани в едно цяло, известно като зъбно колело. Този механичен компонент поддържа въртящи се части и работи заедно с тях, за да предава движение, въртящ момент или моменти на огъване.
6. Червячен вал
Червячният вал обикновено е конструиран като единична единица, която интегрира както червея, така и вала.
7. Кух вал
Вал, проектиран с кух център, е известен като кух вал. При предаване на въртящия момент външният слой на кухия вал изпитва най-голямото напрежение на срязване, което позволява по-ефективно използване на материалите. При условия, при които моментът на огъване на кухи и плътни валове е еднакъв, кухите валове значително намаляват теглото, без да се прави компромис с производителността.
Колянов вал
Коляновият вал е критичен компонент в двигателя, обикновено изработен от въглеродна структурна стомана или сферографитен чугун. Той включва две ключови секции: главната шийка и шийката на мотовилката. Основната шейна е монтирана на блока на двигателя, докато шийката на мотовилката се свързва с големия край на мотовилката. Малкият край на свързващия прът е свързан с буталото в цилиндъра, образувайки класически коляново-плъзгащ механизъм.
Ексцентричен вал
Ексцентричният вал се определя като вал с ос, която не е подравнена с центъра му. За разлика от обикновените валове, които основно улесняват въртенето на компонентите, ексцентричните валове могат да предават както скорост, така и въртене. За регулиране на централното разстояние между валовете, ексцентричните валове обикновено се използват в равнинни механизми за свързване, като системи за задвижване с клиновидни ремъци.
Гъвкав вал
Гъвкавите валове са предназначени основно за предаване на въртящ момент и движение. Благодарение на тяхната значително по-ниска коравина на огъване в сравнение с тяхната коравина на усукване, гъвкавите валове могат лесно да навигират около различни препятствия, което позволява предаване на дълги разстояния между основната мощност и работната машина.
Тези валове улесняват прехвърлянето на движение между две оси, които имат относително движение без необходимост от допълнителни устройства за междинно предаване, което ги прави идеални за приложения на дълги разстояния. Техният прост дизайн и ниска цена допринасят за тяхната популярност в различни механични системи. Освен това, гъвкавите валове помагат за абсорбиране на удари и вибрации, подобрявайки цялостната производителност.
Обичайните приложения включват ръчни електрически инструменти, определени трансмисионни системи в машинни инструменти, километражи и устройства за дистанционно управление.
1. Гъвкав вал тип Power
Гъвкавите валове от силов тип имат фиксирана връзка в края на шарнира на мекия вал, оборудвана с плъзгаща се втулка в съединението на маркуча. Тези валове са предназначени предимно за предаване на въртящ момент. Основно изискване за силовите гъвкави валове е достатъчната устойчивост на усукване. Обикновено тези валове включват антиреверсни механизми за осигуряване на еднопосочно предаване. Външният слой е конструиран от стоманена тел с по-голям диаметър, а някои дизайни не включват сърцевинен прът, което повишава както устойчивостта на износване, така и гъвкавостта.
2. Гъвкав вал от контролен тип
Гъвкавите валове от контролен тип са предназначени предимно за предаване на движение. Въртящият момент, който предават, се използва главно за преодоляване на въртящия момент на триене, генериран между гъвкавия вал и маркуча. В допълнение към ниската коравина на огъване, тези валове трябва да притежават и достатъчна коравина при усукване. В сравнение с гъвкавите валове от силов тип, гъвкавите валове от управляващ тип се характеризират със своите структурни характеристики, които включват наличието на сърцевинен прът, по-голям брой намотъчни слоеве и по-малки диаметри на проводника.
Структура на гъвкав вал
Гъвкавите валове обикновено се състоят от няколко компонента: жичен гъвкав вал, гъвкаво съединение на вала, маркуч и маркуч.
1. Жичен гъвкав вал
Телен гъвкав вал, известен също като гъвкав вал, е изграден от множество слоеве стоманена тел, навити заедно, образувайки кръгло напречно сечение. Всеки слой се състои от няколко нишки от тел, навити едновременно, което му придава структура, подобна на многонишкова пружина. Най-вътрешният слой тел е навит около сърцевинен прът, като съседните слоеве са навити в противоположни посоки. Този дизайн обикновено се използва в селскостопански машини.
2.Гъвкава връзка на вала
Гъвкавата връзка на вала е проектирана да свързва изходящия вал с работните компоненти. Има два вида връзки: фиксирани и плъзгащи се. Фиксираният тип обикновено се използва за по-къси гъвкави валове или в приложения, където радиусът на огъване остава относително постоянен. За разлика от това, плъзгащият тип се използва, когато радиусът на огъване варира значително по време на работа, което позволява по-голямо движение в рамките на маркуча, за да се приспособят промените в дължината, когато маркучът се огъва.
3.Маркуч и маркуч
Маркучът, наричан още защитна обвивка, служи за предпазване на гъвкавия вал на проводника от контакт с външни компоненти, като гарантира безопасността на оператора. Освен това може да съхранява смазочни материали и да предотвратява навлизането на мръсотия. По време на работа маркучът осигурява опора, което прави гъвкавия вал по-лесен за работа. Трябва да се отбележи, че маркучът не се върти с гъвкавия вал по време на предаване, което позволява плавна и ефективна работа.
Разбирането на различните видове и функции на валовете е от решаващо значение за инженерите и дизайнерите, за да осигурят оптимална производителност и надеждност в механичните системи. Чрез избора на подходящия тип вал за конкретни приложения може да се подобри ефективността и дълготрайността на машините. За повече информация относно механичните компоненти и техните приложения, следете за най-новите ни актуализации!
Време на публикуване: 15 октомври 2024 г
