38. Bалове и оси. Якостно пресмятане. Критична ъглова скорост на валове.

МАТЕРИАЛИТЕ В ТОЗИ РАЗДЕЛ СА ПОДГОТВЕНИ С ПОМОЩТА НА ГЕРГАНА ИВАНОВА (ЕК 282) ОТ КРЪЖОКА ПО ТЕХНИЧЕСКА МЕХАНИКА

МАТЕРИАЛЪТ Е УЧЕБЕН И НЕ МОЖЕ ДА БЪДЕ ИЗПОЛЗВАН ЗА

ПРЯКА КОНСТРУКТОРСКА ДЕЙНОСТ

Според “Физико-математическа и техническа енциклопедия, БАН, 2000”, осите и валовете са машинни елементи, обикновено с цилиндрична форма, с постоянно или променливо напречно сечение, върху които са закрепени въртящи се или осцилиращи машинни елементи. Осите и валовете си приличат по външен вид и могат да бъдат раличени помежду си само по функциите, които изпълняват.

Осите служат само да поддържат машинни елементи които се въртят или осцилират. Могат да бъдат разглеждани като греди с кръгло напречно сечение, подложени на опън (натиск), срязване и огъване.

Валовете са предназначени основно да предават въртящ момент от една машинна част на друга. Поради това тяхното основно натоварване е на усукване.

Кратко описание на видовете валове според «Д.ДИМИТРОВА, Г.ГЕНОВ, ПРИЛОЖНА МЕХАНИКА, ВХТИ-БУРГАС, 1984Г.»:

Валовете биват прави, кривошипни и колянови, гъвкави. Правите валове имат проста конструкция. Използват се за разпределение на енергията на двигателя към различни работни машини. Правите стъпаловидни валове имат широко приложение във всички области на машиностроенето. Стъпаловидната конструкция дава възможност за точно установяване и закрепване на носените от вала детайли.

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

Криволинейните и коляновите валове служат за превръщане на праволинейното постъпателно-възвратно движение в кръгово и обратно. Използват се в различните видове бутални машини: двигатели с вътрешно горене, компресори, помпи и др.

За задвижване на малки преносни машини (пробивни машини, шланг машини и др.) се използват гъвкави валове. Те се състоят от отделни снопчета от стоманена тел, които се навиват по винтова линия, като за всеки два съседни слоя навиването е в различна (лява и дясна) посока. Получава се конструкция с много голяма гъвкавост, която се затваря в гъвкава метална броня.

За поддържане на осите и валовете, които извършват въртеливо движение служат лагерите.

Когато натоварващата сила действа перпендикулярно на осовата линия, частите на осите и валовете, които лежат в лагерите се наричат шийки. Когато нарастващата сила действа по осовата линия, частите на осите и валовете, които лежат в лагерите се наричат пети.

От голямото разнообразие на видове, тук ще бъдат разтледани само прави валове, разпределящи енергията на двигателя към работните машини (фиг.1). Изчисляването на тези валове се провежда по следната последователност:

1. Уточняване на изчислителната схема на вала.

2. Определяне на натоварващите сили (големини, характер на действие и др)

3. Определяне на огъващия момент с построяване на диаграми

4. Определяне на усукващия момент с построяване на диаграми

5. Определяне на еквивалентния момент:

,

където α – коефициент, чийто стойности се определят в зависимост от използваната якостна теория.

6. Определяне на диаметрите в характерните сечения (за вал с кръгло сечение);

7. Уточняване чрез начертаване на окончателната форма на вала.

8. Определяне на действителния коефициент на сигурност в опасните сечения.