Тему цього тексту складають три вузли: кардани, муфти й підшипникові вузли. Кожен по-своєму компенсує зміщення, яке виникає між валами, що передають обертання один одному.
Два вали рідко вдається виставити ідеально співвісно. Станина могла повестися під час монтажу, опори стоять на різних рівнях, або привід і механізм змонтовані під кутом одне до одного. Відповідні варіанти зібрано в каталозі: https://promdetali.com.ua/g151828465-kardany-mufty-podshipnikovye.
Три види неспіввісності валів
Неспіввісність валів буває трьох видів. Кутова неспіввісність виникає, коли осі валів перетинаються під кутом. Радіальна виникає, коли осі паралельні, але зміщені одна відносно іншої. Осьова виникає, коли вали зсунуті вздовж спільної осі.
Якщо жодне з цих зміщень не компенсувати, навантаження передається на підшипники не вздовж розрахункової осі, а з перекосом. Саме такий перекос прискорює знос підшипників навіть за номінального навантаження на вал.
Карданний вал для обертання під кутом
Карданний вал передає обертання між валами, розташованими під кутом одне до одного. За компенсацію кутової неспіввісності в ньому відповідає шарнір, установлений на кожному кінці вала.
Один шарнір передає обертання нерівномірно: кутова швидкість вихідного вала коливається за один оберт, навіть якщо вхідний вал обертається зі сталою швидкістю. Два шарніри, установлені на карданному валу правильно, гасять це коливання один одним. Тому пара шарнірів працює інакше, ніж один-єдиний, і саме два шарніри стоять там, де потрібна рівномірна передача обертання.
Жорстка, пружна та компенсувальна муфта
Муфта з’єднує вали, які обертаються майже співвісно, і три її різновиди розраховані на різну неспіввісність. Від того, яку з них обрано, залежить, скільки відхилення вузол витримає без прискореного зносу.
- Жорстка муфта передає обертання без жодного компенсувального елемента і найкраще працює там, де вали вже виставлено точно.
- Пружна муфта гасить невеликі кутові й радіальні відхилення своїм пружним елементом між двома половинами муфти.
- Компенсувальна муфта розрахована на більше зміщення і дозволяє валам працювати з осьовим люфтом, якого жорстка чи пружна муфта не витримають.
Підшипникова опора і підбір за моментом та обертами
Підшипникова опора стає третім елементом вузла тоді, коли вал між приводом і механізмом надто довгий і провисає під власною вагою без проміжної точки опори. Вона тримає вал у розрахунковому положенні там, куди не дотягуються ні кардан, ні муфта.
Кардан, муфту й підшипникову опору підбирають за крутним моментом, який вони мають передати, і за частотою обертання вала. Перевищення будь-якого з цих двох параметрів поступово скорочує ресурс вузла ще до появи видимих ознак зносу, а не лише в момент аварійного зламання.
Вібрація, нагрівання корпусу опори й сторонній шум під час роботи є типовими ознаками того, що вузол змонтовано з перекосом або підібрано під менше навантаження, ніж фактичне. Перевірку варто починати з тієї точки, де ці ознаки проявляються найсильніше, а вже потім оглядати решту вузла. Такий порядок огляду економить час порівняно з демонтажем усього вузла навмання.
