Гнучкі вали

Гнучкі валивикористовуються для передачі обертального руху інструменту при механічній обробці таких виробів, які внаслідок своєї форми, ваги або обсягу важко обробляти на стаціонарних машинах, а також для приведення в рух допоміжних апаратів, наприклад, тахометрів. До гнучких валів можуть бути прикріплені різні інструменти, які можна підводити до важкодоступних робочих поверхонь і, внаслідок незначної ваги гнучких валів, легко підтримувати на будь-якій висоті і в будь-якому положенні.

За конструкцією розрізняють: шарнірні вали, шарнірні ланцюги та власне гнучкі вали.

Шарнірні вали використовують кількості оборотів нижче 500 на хв. і для передачі більш-менш значних зусиль, наприклад, для важких робіт з виправлення або чищення котлів. Вони складаються з окремих ланок, забезпечених по обидва кінці кульовими шарнірами. Найбільше відхилення ланки - близько 45 ° (фіг. 1). Шарнірні вали мають бути побудовані дуже солідно.

Ланцюгові вали служать для руху інструментів, апаратів і тахометрів і складаються з багатьох окремих ланок, захищених металевим рукавом.

Гнучкі вали у сенсі особливо вигідні значної частини оборотів. Вони складаються з серцевини, запобіжного рукава та патронів – сполучного та ручного. Серцевина робиться із сталевих дротів, вигнутих спірально таким чином, щоб між витками не залишалося жодних проміжків (фіг. 2). При виборі гнучкого валу необхідно для кожного випадку встановити напрямок обертання, щоб уникнути розкручування серцевини. Є, однак, способи завиву, придатні для обох напрямків, але при цьому відповідно зменшується коефіцієнт корисної дії гнучких валів.

Перетворюваний обертальниймомент Md для кожного окремого дроту діаметра d приблизно відповідає тому моменту , який здатна була б передати той самий дріт у розкрученому вигляді. Для визначення цих величин служать такі формули:

де N позначає передану роботу в НP, n- число обертів за хвилину, Kd - допустима напруга - дорівнює від 300 до 1400 кг/см 2 залежно від способу навантаження і матеріалу дротів (за даними К. Баха і Hutte).

Для визначення всього діаметра серцевини dобщ. треба помножити d загальне число дротів; оскільки, однак, число дротів у більшості випадків невідоме, рекомендується визначати dобщ. Одночасно для всього діаметра серцевини і для надійності значення, отримане з наведеної вище формули, збільшити на 20-30%.

Для коефіцієнта корисної дії гнучких валів істотне значення має бездоганну якість дротової сталі.

Вживана довжина валів: 1,5; 1,8; 2,0; 2,5: 3,0 м. Вали передачі до 1/3 НР зазвичай мають 1,5 чи 1,8 м; для передачі ж більше 1/3 НР беруть 1,8 або 2,0 м. Найбільші діаметри гнучких валів, що застосовуються, - 100 мм, найбільше число оборотів - 3 500.

Найменший радіус кривизни вигнутого гнучкого валу у стані спокою дорівнює 6-7 dобщ., але під час роботи не можна допускати радіус кривизни нижче 12-15 dобщ. (залежно від якостей запобіжного рукава). При викривленні значно збільшується напруга, якому піддається вал, відповідно зменшується ККД.

Запобіжний рукав робиться з металу і служить для захисту та спрямування серцевини (фіг. 3). У деяких випадках (наприклад, у медичних апаратах, у сирих приміщеннях) рукав забезпечується додатково шкіряною або тканинною оболонкою. Між запобіжним рукавом та серцевиною для кращоїзахисту та напрямки часто вставляється плоска спіраль; між запобіжним рукавом і дротяною серцевиною завжди має знаходитися мастило.

Патрон для зміцнення валу до двигуна б. солідної конструкції, у вигляді виникають дуже значних напруг на розтяг і вигин. Серцевина забезпечується товстою сполучною цапфою, яка б. припаяна до неї м'яким припоєм; всі інші способи з'єднання не досягають мети, а твердий припій або зварювання непридатні тому, що при нагріванні пружність загартованої сталі серцевини значно слабшає. Цапфа з'єднується з моторним валом за допомогою клину, гвинта або муфти. На фіг. 4 показано з'єднання за допомогою ковзної муфти.

Кінець запобіжного рукава загвинчується до відповідної насадки моторного кожуха. Для запобігання валу від надто сильного вигину з'єднувальний патрон часто забезпечується ще особливою втулкою (особливо при підвісних моторах) (фіг. 5).

Ручний патрон служить для з'єднання з інструментом. Тут кінець серцевини також має міцну цапфу, яка, зважаючи на швидке обертання і скрутність мастила, забезпечується кульковим підшипником; при дуже тонких валах, як, наприклад, у зуболікарських бормашинах, застосовні ковзні підшипники. Зовнішній кінець ручного патрона зазвичай має конічний отвор. У валах малого діаметра цапфа також може мати конічну форму для надягання бору або тонку нарізку із затискною муфтою.

Гнучкі вали зазвичай рухаються безпосередньо електромоторами, хоча іноді і за допомогою ремінної передачі. У цих випадках застосовуються електромотори, забезпечені поворотним вимикачем на самому двигуні або тяговим вимикачем при висячих моторах; при невеликих валах вимикач може знаходитися біля ручного патрона.При цьому розрізняють три способи приєднання: 1) Гнучкий вал насаджується безпосередньо на вал двигуна (мотори на візках або підвісні); 2) Гнучкий вал насаджується на вільний кінець контрприводу; 3) Гнучкий вал приводиться в рух за допомогою ступінчастого шківа для зміни швидкостей. До перших двох типів відносяться і такі конструкції, в яких гнучкий вал приєднується до вільного кінця валів інших машин, як, наприклад, ручних свердлилок, пилок, полірувальних, фрезерних та інших верстатів. Різні види інструментів та випадки їх застосування при гнучких валах див.

Джерело: Мартенс. Технічна енциклопедія. Том 5 – 1929 р.