Osie i wały

Autor mechanika-obrobka.pl


Napisane 2017-10-09 22:36:09


Osie i wały

Osie i wały

Są to elementy maszyny lub urządzenia, które są łożyskowane i na którym znajdują się inne części maszyny, które wykonują ruch obrotowy (np. koło zębate) lub ruch wahadłowy. Głównym zadaniem jakie spełniają wały to przenoszenie momentu obrotowego, a to oznacza, że wały zawsze wykonują ruch obrotowy. Wały są narażone na obciążenia pochodzące od sił zginających lub skręcających lub obu równocześnie. Ważnym jest, że oś nie przenosi momentu obrotowego, a to oznacza, że są obciążane tylko siłami zginającymi. Można wyrożnic podział na osie ruchome, które wykonują ruch obrotowy lub montowane na sztywno (nieruchome). Krótką oś nazywa się sworzniem.  

schemat wału z kołem zębatym 
Schemat wału z kołem zębatym (rysunek po lewej) oraz nieruchomej osi (po prawej)

wał stopniowy
Wał stopniowy

Osie i wały to tak naprawdę grube pręty najczęściej o przekroju okrągłym. Można rozróżnić osie i wały gładkie – bardzo zbliżony przekrój na całej długości wału lub osi i kształtowe, których przekrój na poszczególnych odcinkach całego detalu ulega zmianie. Osie przeważnie są proste, natomiast wały mogą być proste lub wykorbione. Mogą być jedno, dwu i wielopodporowe, w zależności od liczby użytych łożysk.

W zależności jaką funkcje spełniają w danej maszynie, są odpowiednie nazywane – wał główny, wał pomocniczy, wał napędzający itd. Mogą być wykonywane jako pełne lub drążone w celu redukcji masy wału. Bardzo często w maszynach wykorzystuje się wały stopniowane, ze względu na warunki wytrzymałościowe i ich optymalizaję czy sposób w jaki są montowane.

Wały wykonywane są z różnych stopów stali. Użyta stal determinuje odpowiednie wymiary wału w celu uzyskania wymaganych właściwości wytrzymałościowych. Może to być stal węglowa zwykłej lub lepszej jakości, stal konstrukcyjna do ulepszania cieplnego lub do nawęglania.

 rodzaje wałów
Rodzaje wałów: A – gładki, B – schodkowy, C – wykorbiony, oraz oś: D – nieruchoma.

Wały wykorbione (wał korbowy) są wykorzystywane do zmiany ruchu postępowo-zwrotnego (ruch tłoka w cylindrze) na ruch obrotowy i odwrotnie. Są stosowane np. w silnikach tłokowych (spalinowych).

wał korbowy z subaru Wał korbowy z Subaru WRC

Jedną z najbardziej istotnych części wału jest jego czop. Czop wału jest to odcinek, na którym powierzchnie wału stykają się z innymi elementami (np. miejsce w którym są łożyskowane). Głównym podziałem czopów jest podział na czopy ruchowe i spoczynkowe. Czopy ruchowe (A) pracują z panewkami lub kołami, a spoczynkowe (B) pracują z elementami na stale osadzonymi. Ich dokładny kształt jest zależny od przenoszonych sił w odpowiednich kierunkach, wymagań konstrukcyjnych lub technologicznych. Wymagają one odpowiedniej obróbki, ze względu na wymagania dużej dokładności wykonania.

schemat łożyskowania wału 
Przykład zamontowania wału, A - panewki, B - element osadzony na wale

Przykładowy rysunek techniczny wałka (poglądowy – bez podanych wymiarów)

Poniżej możecie zobaczyć przykładowy rysunek wału. Wałki są bardzo dobrym obiektem do nauki rysunki technicznego.

przykładowy rysunek wykonawczy wału