Суббота, 29.04.2017, 08:35 | Donates
Познавательный Интернет-журнал
"Умеха - мир самоделок"
Самоделки, советы, ответы,
кулинарные рецепты и статьи.

Всегда есть, что почитать!
Главная Регистрация Вход
Приветствую Вас, Гость · RSS
ActionTeaser.ru - тизерная реклама
Главное меню

Основные рубрики
В мире животных [500]
Дела строительные [457]
Дизайн, интерьер [729]
Домашнему мастеру [2104]
Женсовет: рукоделие+ [989]
Здоровье, Красота [600]
Игры, игрушки [372]
Мебель [273]
Моделирование [272]
На кухне + Рецепты [920]
Народные промыслы [477]
Околокомпьютерное [142]
Оптика [73]
Работы с деревом [453]
Работы с металлом [250]
Радиолюбителям [235]
Свое хозяйство * [1996]
** Обустройство [441]
** Парники, Теплицы [52]
** Приспособления [240]
** Цветы, Флористика [259]
** Деревья, Кустарники [233]
** Овощи [161]
** Бахчевые [26]
** Бобовые [19]
** Зелень и Приправы [115]
** Грибы [25]
** Болезни и Вредители [132]
** Кладовая (Закрома) [233]
** Птицеводство [72]
** Животноводство [98]
** Пчеловодство [22]
** Водоём [24]
Сотовые телефоны [43]
Спорт, снаряды [276]
Статьи Владимира Мао [141]
Транспорт и около [406]
Туризм, рыбалка, охота [531]
Экономим [166]
Это интересно! [900]
Только кулинария [3749]
Утилизация в РФ [7]
Видеоподборка [11]
Рекламные статьи [63]
at
Block title

Ваша реклама в этом блоке
 Сборник
Главная » Статьи » Домашнему мастеру

Валы, оси, подшипники

Валы, оси, подшипникиЧто такое вал и что такое ось? Разве это не одно и то же?

Мы не случайно ставим вопрос таким образом. Бывает порой и так, что в поисках четкого и исчерпывающего ответа даже люди, повседневно связанные с техникой, испытывают некоторую неуверенность.

Итак, внимание:

Вал — деталь машины, вращающаяся в опорах и предназначенная для передачи вращательных усилий, то есть крутящих моментов.

Это одна из основных деталей почти всех машин и механизмов. Многие вы, конечно, знаете: валы гребных винтов моторных лодок и океанских лайнеров, роторы турбин и генераторов, воздушных винтов и вентиляторов и т. д. В технике встречается много разновидностей валов, что обусловливается главным образом их назначением. Например, для преобразования поступательного движения во вращательное и наоборот широко применяются кривошипные (рис. 1) и коленчатые (рис. 2) валы. Несоосные элементы конструкций (когда валы не лежат на одной прямой) связывают между собой карданными валами (рис.3). Для передачи не очень больших крутящих моментов с успехом применяются гибкие валики. Они имеют ось вращения изменяемой кривизны, что позволяет компоновать их в пространстве как угодно, лишь бы радиус изгиба бронирующей оболочки позволял это. Вспомните бормашину зубного врача.

Ось — деталь машины, поддерживающая вращающиеся части механизма. Ось может быть неподвижной, если детали свободно насажены на ней, и подвижной, если детали закреплены на ней. В отличие от вала ось не передает крутящего момента и работает только на изгиб.

К этому виду деталей машин можно отнести оси вагонных колесных пар, различных повозок и тачек, всевозможных полиспастов, простых блоков и т. д.

Рассмотрим обычный велосипед. С валом каретки жестко связаны ведущая звездочка цепной передачи и шатуны с педалями. Нажимая на педали, мы создаем на валу необходимый крутящий момент и с помощью цепной передачи сообщаем движение машине, совершая при этом работу, необходимую для данного движения. Все это нам знакомо из курса физики. Но, случается, соскакивает цепь. Пропадает крутящий момент, так как нарушилась силовая связь. Вращение вала становится свободным (холостым), ведь трение в шариковых опорах ничтожно мало, а других нагрузок нет. Таким образом вал каретки превратился в деталь, только поддерживающую вращающиеся вместе с ним части, то есть в подвижную ось.

А на чем вращаются колеса и педали велосипеда? Здесь мы видим неподвижные оси, так сказать, в "чистом" виде; ведь никакого крутящего момента они передать не должны и не передают, а лишь поддерживают на своих местах легко вращающиеся части машины.

Часть вала или вращающейся оси, находящаяся в опоре, называется цапфой (рис. 4.) Цапфы бывают чаще всего цилиндрические (а), реже конические (б) и шаровые (в). При расположении опорной части между концами вала (оси) она называется шейкой (г). Слово "цапфа" произошло от немецкого zapfen, что в переводе означает шип. Отсюда и всем известные термины: кривошип, подшипник.

Подшипники служат для поддержания валов и вращающихся осей и по роду трения делятся на две основные группы: подшипники скольжения и подшипники качения. Подшипники качения обладают малым коэффициентом трения, высокой надежностью, простотой эксплуатации и низкой стоимостью при массовом изготовлении. Сейчас нет такой отрасли промышленности, где бы не применялись подшипники качения. Но их широкое внедрение началось только в конце XIX столетия в связи с развитием автотракторной, позже авиационной и других отраслей машиностроения, хотя первый патент на шариковый подшипник был выдан в Англии еще в 1787 году.

С подшипником качения юные техники, как правило, знакомятся довольно рано. Вспомните — два шарикоподшипника, пара дощечек, немного фантазии и прилежания, и мы уже мчимся по асфальтированным дорожкам на самокате собственной конструкции.


Однорядный радиальный шарикоподшипник состоит из наружного 1 и внутреннего 3 колец с канавками, по которым перекатываются шарики 2 во время работы. Для того чтобы шарики не касались друг друга, они разделены сепаратором 4.

Однорядный радиальный шарикоподшипник состоит из наружного 1 и внутреннего 3 колец с канавками, по которым перекатываются шарики 2 во время работы. Для того чтобы шарики не касались друг друга, они разделены сепаратором 4.

Очень хороши для этой цели однорядные радиальные шарикоподшипники (рис. 5). В них шарики перекатываются по канавкам, прошлифованным в наружном и внутреннем кольцах, что сохраняет их соосность и устойчивость. А вот у двухрядных радиальных подшипников (рис. 6) за счет сферической поверхности внутри внешнего кольца обеспечена возможность внутреннему кольцу с шариками свободно отклоняться от соосного положения на некоторый угол. Такие подшипники относятся к разряду самоустанавливающихся, они допускают незначительные угловые отклонения вала, происходящие от деформаций, неточности сборки, вибраций и т. п., что весьма ценно для надежной работы многих машин и механизмов, но бесполезно для самокатов.

Среди многообразия подшипников чаще всего встречаются радиально-упорные (рис. 8), способные воспринимать одновременно как радиальную, так и осевую нагрузки, и просто упорные (рис. 10), предназначенные для восприятия только осевых нагрузок.


Здесь подшипники показаны в том виде, как они приводятся в справочниках, с размерами, необходимыми конструктору для компоновки машины. Размеры сведены в таблицы.

Для обеспечения износоустойчивости при повышенных нагрузках шарики заменяются роликами, это уже роликоподшипники (рис. 7). При необходимости поставить в в сборочную единицу подшипник, где на него придется большая нагрузка, а места для размещения маловато, можно применить игольчатый подшипник (рис. 9), у которого наружный диаметр при том же диаметре цапфы существенно меньше. Но ничего даром не дается. КПД игольчатого подшипника особенно при высоком числе оборотов вала существенно ниже, чем у шарикового, то есть выше потери на трение.

Познакомиться подробнее и подобрать подшипник, удовлетворяющий поставленным требованиям, очень просто — надо заглянуть в соответствующий справочник.

До появления подшипников качения (шариковых, роликовых, игольчатых) повсеместно применялись подшипники скольжения, в большинстве случаев представляющие собой втулку, установленную в корпус или в специальный кронштейн, служащую опорой для цапфы какого-либо механического устройства. Если материал подшипника подобран таким образом, что в совокупности с материалом цапфы образуется пара с незначительным коэффициентом трения, если конструкция системы обеспечивает хорошую смазку трущихся поверхностей (сухое трение заменяется жидкостным), если удельное давление на поверхность втулки укладывается в допустимые пределы, то такие подшипники можно считать работоспособными. Они широко распространены и в современных разработках, особенно в системах с ограниченными углами поворота и в конструкциях, где нет высокооборотных элементов.

А что значит высокооборотный элемент? 1000 оборотов в минуту — это много или мало? А 10 000? В технике нельзя такие вопросы рассматривать, не учитывая реальных условий работы того или иного механизма. Пользуясь справочными данными, можно произвести соответствующие расчеты и дать вполне определенный ответ.

Время идет, и к современным разработкам предъявляются все новые и более серьезные требования. Появились сведения, что создаются конструкции со сверхвысокими скоростями вращения вала — до 500 000 оборотов в минуту! Очевидно, что при такой бешеной скорости никакие шарики надежную работу системы не обеспечат, как бы их ни подбирали. Что же делать? Творческий ум и опыт созидателей главным образом и направляются на поиск удачных решений тех или иных задач. Вот и в данном случае поиск увенчался успехом, ибо было найдено исключительно изящное решение.

В результате фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований в качестве смазки были применены не привычные жидкие смазочные материалы, а газы, в частности, воздух. Появились конструкции, где трущиеся поверхности разделены тонким слоем сжатого газа.

Подшипники, в которых газ под давлением нагнетается в зазор с помощью внешних устройств, получили название газостатических. Но слой такой «смазки» можно создать и другим путем — заставить газ за счет трения о поверхность вращающегося с большой скоростью вала нагнетаться в зазор. Их назвали самогенерирующими, или газодинамическими, подшипниками. Избыточное давление газа между трущимися поверхностями уравновешивает внешнюю нагрузку, хотя газовый слой может иметь толщину от нескольких единиц до сотен микрон. И что очень ценно — поверхности, разделенные слоем газа, практически не изнашиваются, ведь они трутся о воздух.

Это крупное открытие находит все более широкое применение в технике. Например, в станкостроении уже налажен серийный выпуск шпинделей для скоростного внутреннего шлифования. Здесь газовые подшипники позволили повысить скорости и точность вращения валов и соответственно геометрическую точность обрабатываемых деталей до 0,2 микрон. А снижение уровня вибраций дало возможность существенно улучшить чистоту обрабатываемой поверхности.

Моделистам, естественно, не по плечу такие конструкции. Но имеющиеся под рукой стандартные шарикоподшипники, разумеется, можно использовать в своих разработках, а еще лучше — простейшие подшипники скольжения (рис. 11), похожие по принципу действия на те, что с успехом применяли наши прославленные механики прошлого: Андрей Константинович Нартов, Иван Иванович Ползунов, Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Черепановы и многие, многие другие.

Категория: Домашнему мастеру | Добавил: Mao (29.11.2014) | Автор: К. Бавыкин W
Просмотров: 2729 | Теги: подшипник, Ось, вал | Рейтинг: 5.0/6
Всего комментариев: 0


Пост!




Комментировать
Имя *:
Email:
Код *:


Вы можете скачать:


Автор-составитель © Владимир Мао
Поиск по сайту
Удачных находок!
Сейчас читают
Рассылки сайта
Подписаться на информационные рассылки сайта
BC
...
Оплата услуг
Оплата услуг с помощью WebMoney, RBK Money, WebCreds, Яндекс.Деньги, QIWI, пластиковой картой и т.п.
География
Enter
Логин:
Пароль:


Проект "Умеха - мир самоделок" существует с 2005 года и с тех пор постоянно наполняется и совершенствуется. Основная доля документов, представленных на сайте материалов, предназначена для людей хозяйственных, интересующихся ведением собственного подсобного хозяйства, строительством, ремонтом и благоустроиством собственных домов, квартир или дачных участков.

У хорошего хозяина обязателно дожна быть своя мастерская и необходимые инструменты. К сожалению, не все станки по карману рядовому домашнему мастеру, с этой целью на сайте представлена большая коллекция чертежей и описаний самодельных токарных станков по дереву и металлу, а так же других инструментов и приспособлений для домашнего мастера.

Для людей занимающихся ведением своего личного подсобного хозяйства (ЛПХ) или фермерством, большая рубрика "Свое хозяйство" для удобства поделена на несколько узкотематических разделов, среди которых отдельными пунктами выделены такие темы, как парники и теплицы, цветы и флористика, деревья и кустарники, птицеводство и животноводство, пчеловодство и рыбоводство. Много статей опубликовано по теме "Сад и Огород".

Есть на сайте и "Игровая зона", где представлены бесплатные игры для скачивания, но можно и играть бесплатно прямо на сайте в игры от известных производителей казуальных игр, таких как Алавар (Alawar) или Геймбосс (Gameboss), которые специально предоставили для Вас эти онлайн игры. Кроме игр имеется и небольшой кинотеатр, где можно смотреть бесплатно фильмы, мультфильмы или любимые передачи.

Для любителей и любительниц кухонного искусства на сайте огранизована большая кулинарная рубрика. В ней Вы всегда найдете рецепты салатов, супов, закусок, напитков и экзотических блюд по своему вкусу. С недавних пор существует так же рубрика о красоте, здоровьи, правильном питании и здоровом образе жизни (ЗОЖ) вообще.

По мере сил на страницах сайта формируется коллекция инструкций, описаний и обзоров к сотовым телефонам, компьютерам, ноутбукам и другой технике, описываются их технические характеристики. Скачать инструкции Вы можете в соответствующем разделе сайта.

Работа в Интернете - этот вопрос нет-нет, да интересует Интернет-пользователей. Этот пробел я по-немногу наполняю своими силами и рассчитываю на помощь в этом деле добровольных авторов. Для этого на сайте так же имеется специальное место.

Для удобства посетителей из других стран на сайте работает онлайн переводчик на пять языков мира.

И это далеко не все возможности сайта "Умеха - мир самоделок".


  • Копирование материалов сайта возможно при условии прямой активной ссылки на сайт Познавательный Интернет-журнал "Умеха - мир самоделок"
    и обязательным указанием автора и источника материала, кроме материалов, где в конце явно указано на запрет копирования.
  • По всем вопросам вы можете обратиться к администратору сайта через форму обратной связи


    Яндекс.Метрика