Валы

Валы, стержни для передачи механич. работы, являющиеся деталью двигателей, насосов, компрессоров и прочие (смотрите Коренные валы, Коленчатые валы и Гибкие валы) или служащие для распределения энергии в мастерских (приводные В.). При работе В. подвергаются кручению и этим отличаются от осей, которые имеют назначение поддерживать вращающиеся детали и испытывают действие изгибающих моментов.

Приводные (трансмиссионные) В. разделяются по условиям своей работы на тяжелые, или сильно нагруженные, и легкие. Первые употребляются для главных передач и, под влиянием веса сидящих на них тяжелых шкивов, муфт и прочие, а также натяжения ремней, подвергаются не только скручиванию, но и изгибу. При значительных диаметрах (й > 200 миллиметров) их вытачивают из кованых болванок литого железа или стали, причем для уменьшения веса им придают фасонную форму. Легкие приводные валы изготовляются из круглого литого железа или стали; после предварительной правки их обтачивают на токарном станке и затем шлифуют. В массовом производстве приводных валов первоначальная обработка их производится на специальном станке с вращающейся фрезерной пустотелой головкой с несколькими резцами, после чего они поступают на станок с двумя рядами стальных закаленных вв, которые придают их поверхности вполне гладкий и ровный вид; в заключение валы правят на специальном прессе. Употребляются также валы холодной прокатки, но лишь для второстепенных передач, т. к. они имеют нек-рые отклонения в размерах диам. и, при выбирании в них шпоночных канавок, обнаруживают склонность коробиться вследствие поверхностных натяжений. Легкие приводные валы делают гладкими, без ослабляющих их шеек, однако, в случае соединения двух В. различных диам., рационально конец В. большего диам. обточить до диам. меньшего, чтобы возможно было поставить нормальную муфту. Для уменьшения разнообразия в размерах подшипников, муфт и прочие в настоящее время переходят на В. нормированных диам.; по герм, нормам (DIN) в пределах диам. 25—500 миллиметров, установлены следующие: 25-30-35-40-45-50-55-60-70-80-90-100-110-125-140-160 и далее с интервалом по 20 миллиметров С¹]. Длина приводных В. не должна превосходить 7 м; во избежание искривления при транспортировании и монтаже специальными заводами приняты длины В.: при диам. до 45 миллиметров 1=5 м, при диам. до 55 миллиметров 1=6 м, при диам. сверх 60 миллиметров 1=6,95 метров Во избежание осевого перемещения на валах закрепляются установительные кольца, предпочтительно по обе стороны одного из средних подшипников, чтобы В. мог легко изменяться по длине при значительных температурных колебаниях. При больших осевых усилиях от конич. колес, фрикционных муфт и прочие на В. насаживают ординарные или двойные пояски в горячем состоянии. Число оборотов В. п желательно брать возможно высоким, но оно должен быть согласовано с характером машин, работающих от данного В.; для тяжелых металлообрабатывающих станков «=120—150, для легких и=150—250; в мастерских для обработки дерева п=200—300, а для прядильных и ткацких станков п=300—400. Вес гладких В. при диаметре в d сантиметров составляет 0,613d² кг/п.м; нормальные цены (за и. м или 1 килограмм) устанавливаются для В. длиной от 2 до 7 м; при меньшей или большей длине цена увеличивается на 5—10%.

Расчет приводных валов тяжелого типа производится на изгиб и кручение по заданному расположению нагрузок и опор, а легких В.—на одно кручение по моменту:

M_d= 71 620 £=£ cn_d^f.k_d кгсм,

где к_а—допускаемое напряжение на скручивание ; для валов из литого железа и при fed=208 килограмм/с.и³ пользуются формулой:

d=12^|= 1/0,024M_d.

При работе В. с ударами напряжение к_лследует понижать до 120—150 килограмм/см², а для толстых и равномерно нагруженных валов его нужно повышать до 300—400 к г/см² [*]; при k_d=130 килограмм/см² формула получает вид:

Л= 14r/~/Z-. Быстроходные и слабонагру женные В., для которых ^ < 1, рассчитываются по формуле d=12у —, причем в основу расчета кладется деформация В., не превосходящая 7₄° на п. м. Диам. стального В. берется равным ⁴/₅ вычисленного значения для d по указанным выше формулам. Расстояние (I см) между подшипниками можно определить по формулам: для вала только на двух опор_ах I=100]/d, а при многих опорах 1=125J/d, если I и d выражены в сантиметров [³].

Шарнирные В. имеют применение в специальных случаях, когда движение от одной части вала передается другой, изменяющей свое положение в пространстве, например в автомобилях, во фрезерных станках для передачи вращения винтам стола, к-рый перемещается и в вертикальном и в горизонтальном направлении; такие валы снабжаются на концах унверсальными шарнирами. См. Карданные валы.

Лит.: ’) Трансмиссии, Нормы герм, промышленности (DIN), М., 1924; ’) Сидоров А. И., Курс деталей машин, ч. I, М__П., 1927; Бах К., Детали машин, СПБ, 1903—04; В а с h С., Die Maschinen-Ele-mente, ihre Berechnung und Konstriiktion, B. 2,Lpz., 1922—24; ^a) Бобарыков И. И., Детали машин, часть общ. и часть спец., М,—Л., 1926. И. Холмогоров.