Гибкие валы

Гибкие валыГИБКИЕ ВАЛЫ употребляются для передачи вращательного движения инструменту при механической обработке таких изделий, которые вследствие своей формы, веса или объема затруднительно обрабатывать на стационарных машинах, а равно для приведения в движение вспомогательных аппаратов, например, тахометров. К гибким валам могут быть прикрепляемы самые различные инструменты, которые можно подводить к труднодоступным рабочим поверхностям и, вследствие незначительного веса гибких валов, легко поддерживать на любой высоте и в любом положении.

По конструкции различают: шарнирные валы, шарнирные цепи и собственно гибкие валы.

Шарнирный гибкий валШарнирные валы употребляют для числа оборотов ниже 500 в мин. и для передачи более, или менее значительных усилий, например, для тяжелых работ по выправлению или чистке котлов. Они состоят из отдельных звеньев, снабженных по обоим концам шаровыми шарнирами. Наибольшее отклонение звена - около 45° (фиг. 1). Шарнирные валы должны быть построены очень солидно.

Цепные валы служат для приведения в движение инструментов, аппаратов и тахометров и состоят из многих отдельных звеньев, защищенных металлическим рукавом.

Гибкие валы в собственном смысле особенно выгодны для большого числа оборотов. Они состоят из сердцевины, предохранительного рукава и патронов - соединительного и ручного. Сердцевина делается из стальных проволок, изогнутых спирально таким образом, чтобы между витками не оставалось никаких промежутков (фиг. 2). Гибкий валПри выборе гибкого вала необходимо для каждого случая установить направление вращения во избежание раскрутки сердцевины. Есть, однако, способы завива, пригодные для обоих направлений, но при этом соответственно уменьшается коэффициент полезного действия гибких валов.

Передаваемый вращательный момент Md для каждой отдельной проволоки диаметра d приблизительно соответствует тому моменту , который способна была бы передать та же проволока в раскрученном виде. Для определения этих величин служат следующие формулы:

gibkie valy f

где N обозначает передаваемую работу в НP, n- число оборотов в минуту, Kd - допустимое напряжение - равно от 300 до 1400 кг/см2, в зависимости от способа нагрузки и материала проволок (по данным К. Баха и Hutte).

Для определения всего диаметра сердцевины dобщ. нужно умножить d на общее число проволок; так как, однако, число проволок в большинстве случаев неизвестно, то рекомендуется определять dобщ. сразу для всего диаметра сердцевины и для надежности значение, полученное из приведенной выше формулы, увеличить на 20—30%.

Для коэффициента полезного действия гибких валов существенное значение имеет безупречное качество проволочной стали.

Употребительная длина валов: 1,5; 1,8; 2,0; 2,5: 3,0 м. Валы для передачи до  1/3 НР обыкновенно имеют 1,5 или 1,8 м; для передачи же более 1/3 НР берут 1,8 или 2,0 м. Наибольшие диаметры применяемых гибких валов - 100 мм, наибольшее число оборотов - 3 500.

Наименьший радиус кривизны изогнутого гибкого вала в состоянии покоя равен 6—7 dобщ., но во время работы нельзя допускать радиус кривизны ниже 12—15 dобщ. (в зависимости от качеств предохранительного рукава). При искривлении значительно увеличивается напряжение, которому подвергается вал, и соответственно уменьшается КПД.

Предохранительный рукав гибкого валаПредохранительный рукав делается из металла и служит для защиты и направления сердцевины (фиг. 3). В некоторых случаях (например, в медицинских аппаратах, в сырых помещениях) рукав снабжается дополнительно кожаной или тканной оболочкой . Между предохранительным рукавом и сердцевиной для лучшей защиты и направления часто вставляется плоская спираль; между предохранительным рукавом и проволочной сердцевиной всегда должно находиться смазочное вещество.Соединение гибкого вала помощью скользящей муфты

Патрон для укрепления вала к мотору д. б. солидной конструкции, в виду возникающих весьма значительных напряжений на растяжение и изгиб. Сердцевина снабжается толстой соединительной цапфой, которая д. б. припаяна к ней мягким припоем; все другие способы соединения не достигают цели, а твердый припой или сварка неприменимы потому, что при нагревании упругость закаленной стали сердцевины значительно ослабевает. Цапфа соединяется с моторным валом при помощи клина, винта или муфты. На фиг. 4 показано соединение помощью скользящей муфты.

Конец предохранительного рукава привинчивается к соответственной насадке моторного кожуха. Для предохранения вала от слишком сильного изгиба соединительный патрон часто снабжается еще особой втулкой (в особенности при подвесных моторах) (фиг. 5). Для предохранения гибкого вала от слишком сильного изгиба соединительный патрон часто снабжается особой втулкойРучной патрон служит для соединения с инструментом. Здесь конец сердцевины также имеет прочную цапфу, которая, в виду быстрого вращения и затруднительности смазки, снабжается шариковым подшипником; при очень тонких валах, как, например, в зубоврачебных бормашинах, применимы скользящие подшипники. Внешний конец ручного патрона обыкновенно снабжен коническим отверстием. В валах малого диаметра цапфа также может иметь коническую форму для надевания бора или же тонкую нарезку с зажимной муфтой.

Гибкие валы обыкновенно приводятся в движение непосредственно электромоторами, хотя иногда и при помощи ременной передачи. В этих случаях применяются электромоторы, снабженные поворотным выключателем на самом моторе или тяговым выключателем при висячих моторах; при маленьких валах выключатель может находиться у ручного патрона. При этом различают три способа присоединения: 1) Гибкий вал насаживается непосредственно на вал мотора (моторы на тележках или подвесные); 2) Гибкий вал насаживается на свободный конец контрпривода; 3) Гибкий вал приводится в движение при посредстве ступенчатого шкива для изменения скоростей. К первым двум типам относятся и такие конструкции, в которых гибкий вал присоединяется к свободному концу валов других машин, как, например, ручных сверлилок, пил, полировальных, фрезерных и прочих станков. Различные виды инструментов и случаи их применения при гибких валах см. табл.

Инструмент и его применение с гибкими валами

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.