Темы этого текста составляют три узла: карданные валы, муфты и подшипниковые узлы. Каждый по-своему компенсирует смещение, которое возникает между валами, передающими вращение друг другу.
Два вала редко удается выставить идеально соосно. Станина могла повести себя во время монтажа, опоры стоят на разных уровнях, или привод и механизм смонтированы под углом друг к другу. Соответствующие варианты собраны в каталоге: https://promdetali.com.ua/g151828465-kardany-mufty-podshipnikovye.
Три вида несоосности валов
Несоосность валов бывает трех видов. Угловая несоосность возникает, когда оси валов пересекаются под углом. Радиальная возникает, когда оси параллельны, но смещены одна относительно другой. Осевая возникает, когда валы сдвинуты вдоль общей оси.
Если ни одно из этих смещений не компенсировать, нагрузка передается на подшипники не вдоль расчетной оси, а с перекосом. Именно такой перекос ускоряет износ подшипников даже при номинальной нагрузке на вал.
Карданный вал для вращения под углом
Карданный вал передает вращение между валами, расположенными под углом друг к другу. За компенсацию угловой несоосности в нем отвечает шарнир, установленный на каждом конце вала.
Один шарнир передает вращение неравномерно: угловая скорость выходного вала колеблется за один оборот, даже если входной вал вращается с постоянной скоростью. Два шарнира, установленные на карданном валу правильно, гасят это колебание друг другом. Поэтому пара шарниров работает иначе, чем один-единственный, и именно два шарнира стоят там, где нужна равномерная передача вращения.
Жесткая, пружинная и компенсирующая муфта
Муфта соединяет валы, которые вращаются почти соосно, и три ее разновидности рассчитаны на разную несоосность. От того, какую из них выбрано, зависит, сколько отклонения узел выдержит без ускоренного износа.
- Жесткая муфта передает вращение без какого-либо компенсирующего элемента и лучше всего работает там, где валы уже выставлены точно.
- Пружинная муфта гасит небольшие угловые и радиальные отклонения своим пружинным элементом между двумя половинами муфты.
- Компенсирующая муфта рассчитана на большее смещение и позволяет валам работать с осевым люфтом, которого жесткая или пружинная муфта не выдержат.
Подшипниковая опора и подбор по моменту и оборотам
Подшипниковая опора становится третьим элементом узла тогда, когда вал между приводом и механизмом слишком длинный и провисает под собственным весом без промежуточной точки опоры. Она держит вал в расчетном положении там, куда не дотягиваются ни кардан, ни муфта.
Кардан, муфту и подшипниковую опору подбирают по крутящему моменту, который они должны передать, и по частоте вращения вала. Превышение любого из этих двух параметров постепенно сокращает ресурс узла еще до появления видимых признаков износа, а не только в момент аварийного поломки.
Вибрация, нагревание корпуса опоры и посторонний шум во время работы являются типичными признаками того, что узел смонтирован с перекосом или подобран под меньшее нагрузку, чем фактическое. Проверку стоит начинать с той точки, где эти признаки проявляются сильнее всего, а уже потом осматривать остальной узел. Такой порядок осмотра экономит время по сравнению с демонтажем всего узла наугад.
