Wybór odpowiednich komponentów, takich jak osie i wały, wymaga nie tylko znajomości ich parametrów, lecz także świadomości o ich zastosowaniach oraz współdziałaniu z innymi częściami. Dowiedz się więcej o tych elementach – do czego służą, z czego są wykonane oraz z jakimi rodzajami osi i wałów można spotkać się na rynku.
Spis treści
Czym są wały, a czym osie?
Wał jest nieodłączną częścią maszyn przemysłowych. Jest wspierany przez łożyska i odpowiedzialny za przenoszenie momentów obrotowych (znanych także jako momenty skręcające). Na wale montuje się różne elementy zdolne do ruchu obrotowego jak piasty, koła zębate czy tarcze hamulcowe, a także te umożliwiające ruch wahadłowy. Wśród wałów wyróżniamy trzy typy:
- wał czynny (napędzający),
- pomocniczy,
- bierny (napędzany).
Każdy z tych rodzajów wałów spełnia swoją specyficzną funkcję w maszynie i jest istotny dla prawidłowego działania maszyn przemysłowych.
Z kolei oś maszyny przemysłowej charakteryzuje się tym, że jest obciążona gnącym momentem. W zależności od tego, jak obciążenie działa względem osi, rozróżniamy rozwiązania stałe i ruchome. W przypadku rozwiązania stałego kierunek obciążenia pozostaje niezmienny względem osi, podczas gdy w rozwiązaniu ruchomym, obciążenia zmieniają swój kierunek działania. To rozróżnienie ma duże znaczenie dla funkcjonowania oraz wydajności maszyn przemysłowych.
Z czego wykonane są osie i wały?
Produkcja wałów i osi zwykle opiera się na wykorzystaniu stali. Stal konstrukcyjna węglowa jest polecana dla komponentów, które nie są poddawane silnym obciążeniom, gdyż charakteryzuje się wysoką sztywnością oraz mniejszą wytrzymałością. W przypadku większych obciążeń i podwyższonej temperatury idealnie sprawdza się węglowa stal konstrukcyjna o wyższej kości. Stal stopowa do cieplnego ulepszania jest również stosowana, szczególnie w produkcji wałów o małej średnicy, które współpracują z kołami zębatymi czy połówkami sprzęgła, a także w przypadkach, gdy wały są obciążane udarowo i zmiennie.
Inną popularną opcją jest użycie stopowej stali konstrukcyjnej do azotowania i nawęglania. Jest to dobre rozwiązanie, gdy priorytetem jest wysoka twardość powierzchni, a nie trwałość rdzenia. Takie wały są idealne przy wysokich obrotach oraz dużych obciążeniach – zarówno udarowych, jak i zmiennych. W ekstremalnych warunkach stosuje się komponenty z konstrukcyjnej stali stopowej, które wyróżniają się szczególnymi właściwościami, takimi jak kwasoodporność, żaroodporność czy nierdzewność.
Ponadto na rynku dostępne są również rozwiązania żeliwne (w tym wykonane z żeliwa sferoidalnego lub zmodyfikowanego), a także staliwne czy odlewane, oferujące alternatywy dla standardowych wałów stalowych.
Osie i wały – jakie rodzaje mamy na rynku?
Osie i wały składają się z wielu podstawowych komponentów zapewniających ich funkcjonalność i wydajność. Jednym z najważniejszych z nich jest czop – specyficzna powierzchnia mająca bezpośredni kontakt z innymi częściami maszyny. Czopy dzieli się na dwie główne kategorie:
- ruchowe, które umożliwiają przesuwanie się elementów mocowanych na nich podczas pracy maszyny,
- spoczynkowe, na których montowane są części nieruchome.
Dodatkowo osie i wały wyposażone są w różnorodne powierzchnie, takie jak swobodne (przejściowe), które służą do łączenia różnych segmentów lub do umożliwienia przejścia między różnymi częściami maszyny. W ich konstrukcji często znajdują się także pierścienie i kołnierze odgrywające ważną rolę jako powierzchnie oporowe, stabilizujące osadzane na nich elementy, a także zapobiegające ich przemieszczaniu.
W budowie osie i wały mogą przyjmować różne kształty oraz rozmiary, aby dostosować się do specyficznych wymagań danego zastosowania. Wyróżniamy między innymi:
- gładkie,
- pełne kształtowe,
- drążone kształtowe,
- jednolite,
- korbowe,
- stopniowane,
- składane warianty.
Osie z reguły charakteryzują się prostotą konstrukcji, podczas gdy wały mogą być proste, wykorbione, jedno-, dwu- lub wielopodporowe, co wpływa na ich zdolność do przenoszenia obciążeń i adaptacji do różnych warunków pracy. W maszynach często stosuje się wały stopniowane, które ze względu na ich optymalną wytrzymałość są idealnym wyborem w wielu zastosowaniach. Modele korbowe, znane również jako wykorbione, są szczególnie użyteczne tam, gdzie wymagana jest zmiana ruchu obrotowego na postępowo-zwrotny, jak to ma miejsce na przykład w silnikach tłokowych. Ta zdolność do transformacji ruchu sprawia, że są one niezastąpionym elementem w wielu zaawansowanych konstrukcjach maszynowych.
Artykuł stworzył sklep EBMiA.pl oferujący wysokiej jakości koła zębate, piasty, przeguby (https://www.ebmia.pl/275-przeguby) i wiele więcej.
