Классификация валов и осей машины, их применение

15.1 Служебное назначение, технические требования, материал и методы получения заготовок

Детали типа тел вращения широко распространены в машиностроении. Они различны по
служебному назначению, конструкции, размерам и материалу.

Наиболее характерными деталями типа тел вращения являются валы, шпиндели, фланцы.

Валы используют для передачи крутящего момента или в качестве опор. Валы бывают
бесступенчатые и ступенчатые, цельные и пустотелые, гладкие и шлицевые, в валы шестерни,
а также комбинированные в различном сочетании. Различают валы прямые, коленчатые,
кривошипные и эксцентриковые (кулачковые). В машиностроении наиболее распространены
ступенчатые валы средних размеров длиной 150-1000 мм, среди которых превалируют гладкие.
Шлицевые валы имеют сквозные или закрытые шлицы (прямобочные или эвольвентные).
Существуют валы с равноосным контуром (типа РК), имеющие некоторые преимущества по
сравнению с шлицевыми. РК-профильные валы используют вместо шлицевых или валов со
шпоночными пазами в тяжелонагруженных передачах. Жесткими считают валы, у которых
отношение длины к диаметру не превышает 10; валы с большим соотношением считают
нежесткими.

Наиболее трудоемкими в изготовлении являются ступенчатые валы, имеющие шейки под
подшипники и зубчатые колеса, шпоночные канавки, шлицевые, резьбовые поверхности.

Валы в основном изготовляют из конструкционных и легированных сталей, которые должны
иметь высокую прочность, хорошую обрабатываемость, малую чувствительность к концентрации
напряжений, а для повышения износостойкости должны хорошо воспринимать термическую
обработку. Этим требованиям отвечают стали 35, 40, 45, 40Х, 50Х, 40Г2 и др. Валы из
среднеуглеродистых сталей подвергают термической обработке до твердости НВ 230-260. Шейки
валов из низкоуглеродистых сталей для повышения износостойкости подвергают цементации с
последующей термической обработкой до твердости HRCэ 50 … 60.

Заготовки для валов. Производительность механической обработки резанием во
многом определяется маркой материала, размерами и конфигурацией заготовки, а также
характером производства. В единичном и мелкосерийном производстве заготовки валов с
небольшим числом ступеней и незначительной разницей их диаметров получают отрезкой от
горячекатаных или холоднотянутых нормальных прутков и сразу подвергают механической
обработке. Заготовки валов массой более 15 кг целесообразно получать свободной ковкой (без
штампов) для уменьшения расхода материала. Ее выгодно применять в том случае, когда
расходы, связанные с ковкой, компенсируются экономией металла и снижением стоимости
механической обработки резанием.

В производстве с достаточно большим объемом выпуска, а также при изготовлении валов
сложной конфигурации со ступенями, значительно различающимися по диаметру, заготовки
целесообразно получать методом пластического деформирования (ковка, штамповка,
периодический прокат, обжатие на ротационно-ковочных машинах, электровысадка). Эти методы
обеспечивают получение заготовок, близких по форме и размерам к готовой детали, что
повышает производительность механической обработки и снижает коэффициент использования
металла.

В среднесерийном производстве заготовки валов получают из проката путем разрезки с
последующей механической обработкой или ковкой в недорогих подкладных или групповых
переналаживаемых штампах. Широко используют ротационную ковку на ковочных машинах с
программным управлением.

В крупносерийном и массовом производстве заготовки валов, как правило, получают
разрезкой (рубкой) проката и последующей ковкой в дорогостоящих штампах, обеспечивающих
минимальные припуски на обработку (1,5-2 мм) и максимальное приближение конфигурации
заготовки к конфигурации готового вала. Используют также поперечно-винтовую прокатку. В
указанных производствах Ки,м = 0,7…0,95.

Заготовки валов перед обработкой должны подвергаться правке и термической обработке для
улучшения обрабатываемости и снятия остаточных напряжений.

Функция распределительного вала

Распределительный вал в четырехтактном двигателе обеспечивает открытие и закрытие клапанов в головке цилиндров и, таким образом, контролирует газообмен в двигателе. Для этого на распредвале есть кулачки (как правило, их количество соответствует количеству клапанов в двигателе), которые преобразуют вращательное движение распределительного вала в движение хода клапанов. Если кулачок распредвала выдвигает клапан вниз (через толкатель или коромысло), открывается вход или выпуск в головке блока цилиндров двигателя.

Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом. Распредвал вращается с половинной скоростью коленвала. Соединяются коленвал и распредвал обычно через зубчатый ремень или цепь ГРМ (в более старых автомобилях соединение шло через зубчатый редуктор).

В линейных двигателях (плоские силовые агрегаты) может быть установлено максимум два распределительных вала. В V- и W-образных двигателях могут вращаться до четырех распредвалов в головках блока цилиндров.

Конструкция

Распредвалы изготавливаются методом литья из чугуна или штамповки из стали и представляют собой комбинацию из следующих функциональных элементов:

  • опорные шейки;
  • кулачки.

Опорные шейки служат для установки распредвала в корпус двигателя и работают в паре с подшипниками скольжения, функцию которых могут выполнять вкладыши или втулки, изготовленные из антифрикционных сплавов.

Основными рабочими элементами являются кулачки, которые непосредственно взаимодействуют с приводом клапана, выполненного в виде толкателя или гидрокомпенсатора. От профиля кулачка зависит время, скорость, а также высота подъема  клапана.

Для обеспечения смазкой трущихся деталей, а также для создания масляного клина в парах скольжения, внутри распредвала выполняется полость, называемая масляным каналом. Через отверстия в кулачках масло поступает из полости, обеспечивая смазкой и сами кулачки и элементы привода клапана.

Поскольку фазы газораспределения связаны с рабочими тактами, привод распредвала производится непосредственно от коленчатого вала двигателя с использованием зубчатой, цепной или ременной передачи. Передаточное число выбирается таким образом, чтобы на два оборота коленвала приходился один оборот распредвала. Синхронизация обеспечивается на этапе сборки путем выставления приводных шестерен коленчатого и распределительного валов согласно меткам на блоке двигателя.

Устройство и конструкция конкретного двигателя определяет место установки распредвала. Так различают двигатели со следующими положениями распредвала:

  • нижнее;
  • среднее;
  • верхнее.

От того, где находится распредвал, зависит устройство и состав всего газораспределительного механизма. Однако, чем дальше распредвал располагается от клапанов, тем больше деталей используется для их привода, тем самым увеличивая общую инерционность системы. Поэтому в современных двигателях используется верхнее расположение распредвала, что обеспечивает снижение масс и увеличение жесткости всей конструкции.

Отличаются двигатели и по количеству распредвалов. Так при использовании одной пары клапанов на цилиндр достаточно одного вала в ГБЦ рядного двигателя или в развале V-образного двигателя. Тогда как использование двух пар клапанов уже предполагает установку двух распредвалов в рядном или четырех в V-образном двигателе.

Перспективы развития

Несмотря на элегантность и простоту решения задачи управления газораспределительным механизмом, предложенную инженерами еще полторы сотни лет назад, дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания наталкивается на серьезные ограничения. Дело в том, что распредвал, являясь элементом механической системы не обеспечивает должной гибкости регулирования. Жестко заданные фазы газораспределения подбираются опытным путем на заводе-изготовителе и являются неким компромиссным вариантом, рассчитанным на усредненный режим работы двигателя.

На деле, в различных условиях работы двигателя оптимальными являются разные алгоритмы управления клапанами. Так, в режиме холостого хода узкие фазы более приемлемы, а при увеличении оборотов фазам следует расширяться, входя в перекрытие. Высота подъема клапана также ограничена высотой кулачка и влечет за собой использование «костыля» в виде дроссельной заслонки.

Крупные производители постоянно разрабатывают и патентуют различные системы, позволяющие адаптировать работу ГРМ к внешним условиям. В большинстве своем такие доработки касаются совершенствования формы распредвала и систем его привода. Однако, наиболее вероятным является полный отказ от распредвала и возложение функции управления клапанами на независимые системы линейного перемещения, управляемые электронным блоком управления. Один из опытных образцов такого двигателя был установлен на серийный автомобиль Saab, продемонстрировав увеличение мощности с одновременных снижением расхода топлива.

Виды валов и осей машины

Виды валов

Оси — поддерживают вращающиеся части машин. Они могут быть вращающимися и неподвижными.

Валы — не только поддерживают, но и передают вращение.

Бывают: прямые, кривошипные и коленчатые.

Валы рассчитывают на одновременное действие крутящего и изгибающего моментов.

Оси рассчитывают только на изгиб.

  1. вал с прямой осью;
  2. коленчатый вал;
  3. гибкий вал;
  4. карданный вал.

Виды осей

  1. неподвижные;
  2. подвижные.

Оси и валы отличаются от прочих деталей машины тем, что на них насаживаются зубчатые колёса, шкивы и другие вращающиеся части. По условиям работы оси и валы отличаются друг от друга.

Осью называют деталь, которая лишь поддерживает насаженные на неё детали. Ось не испытывает кручения, поскольку нагрузку на неё идёт от расположенных на ней деталей. Она работает на изгиб и не передаёт вращающий момент.

Что же касается вала, то он не только поддерживает детали, но и передаёт момент вращения. Поэтому вал испытывает как изгиб, так и кручение, иногда также сжатие и растяжение. Среди валов выделяют торсионные валы (или просто торсионы), которые не поддерживают вращение деталей и работают исключительно на кручение. Примеры — это карданный вал автомобиля, соединительный валик прокатного стана и многое другое.

Виды концов валов

  1. конический;
  2. цилиндрический.

Участок в опоре вала или оси называется цапфой, если воспринимает радиальную нагрузку, или пятой, если на него осуществляется осевая нагрузка. Концевая цапфа, принимающая радиальную нагрузку, называется шипом, а цапфу, находящуюся на некотором расстоянии от конца вала, называют шейкой. Ну а та часть вала или оси, которая ограничивает осевое перемещение деталей, называется буртиком.

Посадочная поверхность оси или вала, на которую, собственно, и устанавливаются вращающиеся детали, часто делают цилиндрическими и реже — коническими, чтобы облегчить постановку и снятие тяжёлых деталей, когда требуется высокая точность центрирования. Поверхность, обеспечивающая плавный переход между ступенями, носит название галтели. Переход может выполняться с использованием канавки, которая делает возможным выход шлифовального круга. Концентрация напряжения может быть уменьшена за счёт уменьшения глубины канавок и увеличения закругления канавок и гантелей, насколько возможно.

Чтобы сделать установку вращающихся деталей на ось или вал проще, а также предотвратить травмы рук, торцы делают с фасками, то есть немного обтачивают на конус.
Виды осей и валов

Ось может быть вращающейся (например, ось вагона) или не вращающейся (например, ось блока машины для подъёма грузов).

Пример валов на мяльной машине

В качестве хорошего примера использования различных видов валов и осей можно привести мяльную машину. В ней действительно совмещается большое количество этих деталей и наглядно можно все рассмотреть.

Ну а вал может быть прямым, коленчатым или гибким. Прямые валы распространены шире всего. Коленчатые находят применение в кривошипно-шатунных передачах насосов и двигателей. Они преобразовывают возвратно-поступательные движения во вращательные, либо наоборот. Что касается гибких валов, то они являются, по сути, мног заходными пружинами кручения, витыми из проволок. Их используют, чтобы передавать момент между узлами машины, если они при работе меняют положение относительно друг друга. И коленчатые, и гибкие валы классифицируются как специальные детали и изучаются на специальных учебных курсах.

Чаще всего ось или вал имеют круглое сплошное сечение, но могут они иметь и кольцевое поперечное сечение, которое позволяет уменьшить общую массу конструкции. Сечение некоторых участков вала может иметь шпоночную канавку или шлицы, а может быть и профильным.

При профильном соединении детали между собой скрепляются с помощью контакта по круглой не плавной поверхности и могут, помимо крутящего момента, передавать и осевую нагрузку. Несмотря на надёжность профильного соединения, его нельзя назвать технологичным, так что применение у них ограничено. Шлицевое же соединение классифицируют по форме профиля зубьев — оно может быть прямобочным, эвольвентным или треугольным.

Техника

  • Вал (ЕСДП) — термин, условно применяемый в Единой системе допусков и посадок для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы
  • Вал (деталь машин) — деталь, предназначенная для передачи механической энергии:

    • Гибкий вал — конструкция, передающая крутящий момент между осями значительно меняющими ориентацию друг относительно друга.
    • Коленчатый вал — деталь сложной формы, имеющая консоли для крепления шатунов.
    • Карданный вал — конструкция, передающая крутящий момент между осями, находящимися в разных плоскостях.
    • Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма, служащего для синхронизации тактов работы двигателя.
  • «Вал» — российское автоматическое стрелковое оружие.
  • ПРП-3 «Вал» — советский подвижный пункт ракетно-артиллерийской разведки.
  • «Вал» — малый разведывательный корабль (МРЗК) проекта 393А ВМФ СССР, электроход.

Классификация

Детали шлицевых узлов нормализованы – существует определенный список типоразмеров, с соответствующими парами. Под них изготавливается инструмент и настраивается оборудование. В зависимости от условий работы и нагрузок, шлицевые соединения на несколько групп. Они характеризуются:

  • формой зуба;
  • базовыми поверхностями;
  • возможностью смещения вдоль оси.

Форма выступа определяется по шлицевому валу. Втулка имеет только соответствующие вырезы – пазы. Характеристики определяются  видами шлицов:

  • прямые или прямобочные;
  • эвольвентные;
  • треугольные.

Классификация производится по форме зуба в сечении поперек соединения.

Прямобочные – прямозубые

У прямобочных шлицевых соединений зуб в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. Ширина по всей высоте одинаковая. Встречаются в механизмах чаще всего, поскольку изготовление относительно простое. Прямозубые шлицевые соединения различают по величине нагрузки: малая, средняя, высокая.

По способу движения вдоль оси различают типы соединений:

  • неразъемные;
  • подвижные без нагрузки;
  • подвижные под нагрузкой.

Неразъемные используют в редукторах и других узлах при передаче вращения между постоянной парой деталей.

Примером подвижных соединений без нагрузки служат коробки скоростей станков. При переключении смещается вал, и другая пара вступает в зацепление. Изменяется передаточное число и скорость вращения патрона или шпинделя.

Коробка скоростей автомобиля не требует полной остановки для переключения. Происходит передвижение втулки относительно оси вращения без остановки, под нагрузкой.

К классификации шлицевых соединений относится и способ центровки. Он может быть:

  • по внутреннему диаметру – d;
  • по наружному диаметру – D;
  • по боковым сторонам, ширине зуба – b.

При центровке по внутреннему диаметру минимальные допуска на изготовление даются на размер вала по впадине и внутренний диаметр втулки. Просвет образуется между вершиной зуба на валу и дном шлица. Точность соединения достигается шлифовкой отверстия втулки на внутришлифовальном станке. Обработка меньшего диаметра на валу производится абразивным кругом вдоль оси.

При центровке по наружному диаметру плотное прилегание происходит по вершине выступа на валу и диаметром по впадине на втулке. В этом случае производится наружная шлифовка вала и чистовая обработка – долбежка, втулки.

Шлицы изготавливаются с высокой точностью по ширине зуба и его расположения относительно оси. Втулка запрессовывается на вал. По обоим диаметрам имеются зазоры.

На чертеже показывается поперечное сечение соединения с одним зубом и диаметрами пунктирной линией. Втулка заштриховывается. Прямозубые шлицевые соединения на основном виде обозначают выносом линии с характеристиками. Расшифровка включает в себя буквенное обозначение способа центровки, количество и ширина шлицев, размер внутреннего и наружного диаметра с указанием класса точности и чистоты обработки всех поверхностей.

Эвольвентные

Соединение получило свое название за форму боковой поверхности в виде эвольвенты, как у цилиндрического зубчатого зацепления. Большая площадь контакта и широкий зуб в основании позволяет передавать огромное усилие. Зуб отличается высокой прочностью на изгиб.

Изготавливают шлицевые валы на зубофрезерных станках. Получается высокая точность при использовании стандартного оборудования. Центрирование делается по наружному диаметру для механизмов, работающих с высокой точностью, и по боковой поверхности для сильно нагруженных узлов. Соединение неподвижное. При боковом смещении возникает большая сила трения.

На чертеже указывается один зуб и его форма, по аналогии с прямозубыми зацеплениями. Кроме диаметров и классом обработки под выносной линией указывается ГОСТ, по которому изготавливались шлицы.

Треугольный профиль

Для передачи вращения тонкостенными ступицами изготавливаются шлицевые соединения с треугольным профилем. Они соединяются неподвижно и используются для маломощных усилий, требующих большой точности передачи вращения.

Изготавливается зуб по отраслевым стандартам с углом: 30°, 36° и 45°. Зубья мелкие, количество большое, в пределах 20 – 70 шт. центрирование производится только по боковым поверхностям.

Стоят на приводе стеклоочистителя в автомобилях, торсионных валах триммеров.

Резюме

Основное назначение оси — удержание в определённом месте и положении насаженной на неё другой вращающейся детали, при этом ось не служит для механической передачи силового (крутящего) момента вдоль себя, а лишь противоборствует изгибающему её внешнему усилию. Отсюда следует, что «правильная» ось во время работы — всегда прямая, а возможный остаточный прогиб — суть дефект, возникший из-за эксплуатации оси на запредельных (нерасчётных) режимах. Вал же изначально ориентирован на передачу механической энергии вдоль своей длины и поэтому должен максимально надёжно противостоять распространяющемуся по нему скручивающему усилию — для чего ему быть прямым и максимально твёрдым совершенно не обязательно.

Оборонительные сооружения

  • Земляной вал — искусственная насыпь, оборонительное сооружение.

    • Змиевы валы — древние оборонительные валы по берегам притоков Днепра.
    • Траяновы валы — система древних валов на Украине, в Молдавии и Румынии.
    • Перекопский вал — вал на севере Крыма, отделяющий от материковой Украины.
    • Петров вал — на территории Волгоградской области.
    • Вал Анны Иоановны (Царицынская сторожевая линия) — комплекс оборонительных сооружений, перекрывавший перешеек между реками Дон и Волга от набегов кочевников Поволжья. Использовался с 1720 по 1776 год.
    • Вал Адриана — укрепление из камня и торфа поперёк острова Великобритания.
    • Вал Антонина — укрепление из камня и торфа поперёк Шотландии.
    • Вал Оффы — земляное укрепление на границе между Англией и Уэльсом.
    • Вал Чингисхана — древние оборонительные валы на юге Восточной Сибири (Забайкалье).
    • Атлантический вал — система долговременных укреплений вдоль европейского побережья Атлантического океана.
    • Восточный вал — стратегический оборонительный рубеж немецких войск на советско-германском фронте, построенный к осени 1943.
    • Альпийский вал — итальянская система укреплений вдоль северной границы Италии.

Не прижился

Широкое распространение получило письмо без подписи на имя губернатора Московской области Андрея Воробьева, в котором работники администрации жалуются главе региона на Валова и его команду. Авторы письма не известны, но в письме сообщается о якобы неэтичном поведении Валова и его команды по отношению к подчиненным, связях с представителями криминальных структур. Кроме того, говорится о том, что вместе с ним в район якобы перебрались химкинские предприниматели, «дружественные г-ну Валову».

Защитница Химкинского леса Евгения Чирикова заявляла, что Валов играл на стороне застройщиков.

Валов_4

Бассейн в доме бывшего главы Щелковского муниципального района Алексея Валова

Фото: ТАСС/Следственный комитет РФ

«Валов всевозможными способами лоббировал возможность застройки в Химках… Застройщики, которые сейчас работают в Химках», — утверждала она «Газете.ру».

По данным источника «Известий» в подмосковных правоохранительных структурах, на протяжении последних лет у Валова возникали разногласия с застройщиками в Щелково.

Чем вал отличается от оси: описание и отличия – Что лучше



  • Обратная связь
  • ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
  • Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
  • Как определить диапазон голоса — ваш вокал
  • Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
  • Целительная привычка
  • Как самому избавиться от обидчивости
  • Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
  • Тренинг уверенности в себе
  • Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»
  • Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

  1. Как научиться брать на себя ответственность
  2. Зачем нужны границы в отношениях с детьми?
  3. Световозвращающие элементы на детской одежде
  4. Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия
  5. Как слышать голос Бога
  6. Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)
  7. Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Вал — деталь машин, предназначенная для передачи крутящего момента вдоль своей осевой линии. В большинстве случаев валы поддерживают вращающиеся вместе с ними детали (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и др.). Некоторые валы (например, гибкие, карданные, торсионные) не поддерживают вращающиеся детали.

Валы машин, которые кроме деталей передач несут рабочие органы машины, называются коренными. Коренной вал станков с вращательным движением инструмента или изделия называется шпинделем. Вал, распределяющий механическую энергию по отдельным рабочим машинам, называется трансмиссионным.

В отдельных случаях валы изготовляют как одно целое с цилиндрической или конической шестерней (вал—шестерня) или с червяком (вал — червяк). По форме геометрической оси валы бывают прямые, коленчатые и гибкие (с изменяемой формой оси). Простейшие прямые валы имеют форму тел вращения. На рисунке показаны гладкий (а) и ступенчатый (б) прямые валы.

Оси бывают вращающиеся (а) и неподвижные (б). Вращающаяся ось устанавливается в подшипниках. Примером вращающихся осей могут служить оси железнодорожного подвижного состава, примером невращающихся – оси передних колес автомобиля.

Из определений видно, что при работе валы всегда вращаются и испытывают деформации кручения или изгиба и кручения, а оси — только деформацию изгиба (возникающими в отдельных случаях деформациями растяжения и сжатия чаще всего пренебрегают).

Конструктивные элементы валов и осей Опорная часть вала или оси называется цапфой. Концевая цапфа называется шипом, а промежуточная — шейкой. Концевая цапфа, предназначенная нести преимущественную осевую нагрузку, называется пятой. Шипы и шейки вала опираются на подшипники, опорной частью для пяты является подпятник.

По форме цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми и плоскими (пяты). Кольцевое утолщение вала, составляющее с ним одно целое, называется буртиком. Переходная поверхность от одного сечения к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей, называется заплечиком.

Для уменьшения концентрации напряжений и повышения прочности переходы в местах изменения диаметра вала или оси делают плавными. Криволинейную поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему называют галтелью. Галтели бывают постоянной и переменной кривизны. Галтель вала, углубленную за плоскую часть заплечика, называют поднутрением.

Форма вала по длине определяется распределением нагрузок, т. е. эпюрами изгибающих и крутящих моментов, условиями сборки, и технологией изготовления. Переходные участки валов между соседними ступенями разных диаметров нередко выполняют с полукруглой канавкой для выхода шлифовального круга.

Посадочные концы валов, предназначенные для установки деталей, передающих вращающий момент в машинах, механизмах и приборах, стандартизованы. ГОСТ 12080—66* устанавливает номинальные размеры цилиндрических концов валов двух исполнений (длинные и короткие) диаметров от 0,8 до 630 мм, а также рекомендуемые размеры концов валов с резь­бой.

Что есть ось?

Слово «ось» по этимологии восходит к праславянскому «ость» — то есть срединная линия (любопытно, что в ботанической среде термин так и продолжает использоваться — а ещё его до сих пор можно встретить в описании типов ворсинок натурального меха). Применительно к технике, в современном понимании ось обозначает некий стержень (причём может он быть как цельным, так и пустотелым), на который «нанизывается» стороннее тело, которому затем придаётся вращение. Отсюда сразу же следует, что ось может быть как самостоятельно вращающейся, так и неподвижной относительно «нанизанного» на неё предмета.

Ось качания

Попутно весьма любопытно будет отметить, что зачастую даже в технической литературе в качестве фактического синонима слову «ось» встречается использование слова «шпиндель» (восходит к немецкому Spindel, обозначающему веретено) — что по смыслу совершенно неверно (см. разъяснение ниже).

Ось переднего колеса

Материалы осей и валов.

Оси и валы изготовляют из углеродистых и легированных конструкционных сталей, так как они обладают высокой прочностью, способностью к поверхностному и объемному упрочнению, легкостью получения прокаткой цилиндрических заготовок и хорошей обрабатываемостью на станках. Для осей и валов без термообработки используют углеродистые стали Ст3, Ст4, Ст5, 25, 30, 35, 40 и 45. Оси и валы, к которым предъявляют повышенные требования к несущей способности и долговечности шлицев и цапф, выполняют из среднеуглеродистых или легированных сталей с улучшением 35, 40, 40Х, 40НХ и др. Для повышения износостойкости цапф валов, вращающихся в подшипниках скольжения, валы делают из сталей 20, 20Х, 12ХНЗА и других с последующей цементацией и закалкой цапф. Ответственные тяжелонагруженные валы изготовляют из легированных сталей 40ХН, 40ХНМА, 30ХГТ и др. Тяжелонагруженные валы сложной формы, например, коленчатые валы двигателей, делают также из модифицированного или высокопрочного чугуна.

Конструкция распределительного вала

Существуют различные материалы, из которых изготавливаются распределительные валы. В основном в автопромышленности прижились кованые кулачковые валы. Но также есть и литые распредвалы, которые еще называют «полые литые валы». В том числе есть еще новые распредвалы, которые только начали появляться в автомире. Речь идет о трубчатых валах из трубчатой стали.

Как и все части автомобиля, инженеры при проектировании распредвала стараются сделать его как можно легче без ущерба качеству и надежности. Это касается и всех других движущихся компонентов двигателя и других частей машины. Уменьшение движущихся масс в двигателе оказывает гораздо большее влияние на общую эффективность силового агрегата транспортного средства, чем, например, снижение веса других компонентов авто.

Что есть вал?

Слово «вал» также имеет праславянские корни (наличествует практически во всей группе славянских языков) и по смыслу относится к чему-то более крупному, округлому и перемещающемуся (катящемуся) — сравните, например, происходящую от него волну и цилиндрический валёк для отжима белья или раскатывания теста. Применительно к современному техническому пониманию термина, вал обозначает специализированную деталь машины, конструктивно предназначенную для передачи вращающего момента от/к расположенных на нём деталей и точек закрепления (опор).

Вал заднего хода

Обратите внимание, что технологически вал совершенно не обязательно «прямой и гладкий»: достаточно взглянуть на коленчатый вал (коленвал) в любом поршневом двигателе внутреннего сгорания в автомобиле. Конструкционно вал также может быть как пустотелым, так и цельным, гладким/ступенчатым и даже полностью гибким: любители раритетных авто немедля вспомнят культовые модели с гибким валом вместо карданной передачи (карданного вала), а более «приземлённые» — малоприятный зубоврачебный кабинет с бормашиной, где вращение зубному бору передаётся именно очень длинным гибким валом, вращающемся на большой скорости (вплоть до десятка тысяч оборотов в минуту!) Впрочем, ту же конструкцию можно наблюдать и у более «приятного» устройства — ручной гравировальной машинки, которой наносятся поздравительные/дарственные надписи на самые разнообразные вещи и подарки

Повреждение распределительного вала

Распределительные валы считаются износостойкими деталями двигателя и обычно служат весь срок службы автомобиля. Именно поэтому повреждение распредвала является редким явлением. Особенно если речь идет о старых автомобилях. В более современных моторах распредвал имеет больше рисков повреждения, но тем не менее дефекты этой детали также редки.

Правда, если современное авто использовать в нормальном режиме. Если же часто ездить на высоких оборотах двигателя («винтить» машину), то распредвал в современном моторе выйдет из строя намного раньше, чем в старой машине. Но опять же это касается не всех автомобилей. Все зависит от того, какой распредвал использует автопроизводитель и какая конструкция ГРМ в моторе.

Значительные следы износа на вкладышах подшипников распределительного вала: если поверхности подшипников распределительного вала повреждены, то достаточно заменить вкладыши.

Распределительный вал, как правило, имеет подшипники, в корпусах которых есть небольшие отверстия. Эти отверстия соединены с масляным контуром двигателя, благодаря чему между рабочими поверхностями распределительного вала и вкладышами подшипников есть постоянная смазочная пленка, которая уменьшает трение между этими компонентами. Однако некоторые двигатели спроектированы так, что распредвалы работают без вкладышей подшипников.

В таких моторах при отсутствии подачи масла или чрезмерного напряжения двигателя (например, при больших скоростях) начинается ускоренный износ распредвала. Также в таких моторах при большой нагрузке на двигатель кулачки, постоянно вынужденные прижимать клапаны сопротивляясь силы прижимной пружины), при недостаточной смазки могут изменять время вывода клапанов. Из-за того, что клапаны открываются и закрываются в неподходящее время, они больше не достигают своего максимально предусмотренного хода.

В итоге это отражается на плавности хода и мощности, которая падает. Также подобную проблему несвоевременного открытия и закрытия клапанов можно заметить по работе двигателя на холостых оборотах. К сожалению, неправильная работа клапанов двигателя может привести к его повреждению.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector