Расчет и проектирование прецизионных валов
Прецизионные валы изначально отличаются от обычных изделий, а именно более высокой точностью и прочностью металла. Они используются для систем линейного перемещения, в том числе в станках с ЧПУ и современном 3D оборудовании. Прецизионные валы могут быть изготовлены из высокопрочной легированной стали и способны воспринимать большие нагрузки при высоких скоростных режимах.
Забегая наперед, отметим, что описать все особенности проектирования валов в одной статье невозможно. Это очень точная и ответственная конструкторская работа.
Показатели для расчета валов
С учетом того, что основные критерии работоспособности валов находятся в плоскости жесткости и прочности, то именно эти факторы учитывают при расчетах. Под прочностью следует понимать возможности вала сопротивляться воздействию постоянных нагрузок. При этом прецизионный вал не должен разрушается из-за расчетных нагрузок.
Для расчетов используются различные формулы и методы. Однако конечная прочность всегда зависит от материала изделия. И выбор таких сталей будет огромен: начиная от углеродистых марок 20-50 и заканчивая легированной сталью марок 20Х или 40ХН. В некоторых случаях используются высокопрочные титановые сплавы по типу ВТ-9 и другие.
Чтобы реализовать расчеты и быть уверенным в прочности детали, следует определить наибольшее напряжение в определенных точках риска. Также важно понимать максимальные показатели напряжения для выбранного материала.
Используя полученные расчеты, конструктор задает прочностные характеристики с небольшим запасом прочности. Разумеется, на все вышеописанные показатели будут влиять особенности материала и технологии изготовления (термическая, термохимическая обработка и условия эксплуатации).
На заметку. Еще одним расчетным показателем прецизионных валов является их жесткость. То есть способность материала сопротивляться нагрузкам без разрушения целостности и критических деформаций.
Как вы понимаете, валы должны выдерживать все нагрузки, в том числе прогибы под большим весом, углы поворота и кручение. В обязательном порядке конструкторы проверяют изделие по всем условным характеристикам.
Немаловажно учитывать при расчетах усталость металла, которая будет влиять на сопротивление разрыву, предел выносливости и многие другие коэффициенты.
Как проектируют современные прецизионные валы
С появлением современных технологий и специального программного обеспечения, процесс проектирования становится более простым, но не менее точным. Конструкторы используют ПО для измерения прочностных характеристик, точной формы вала и других показателей.
Однако проверочные (тестовые) мероприятия всегда производятся в режиме реального времени на специальных установках. В целом весь процесс проектирования можно разбить на несколько шагов:
- Первым шагом в проектировании прецизионного вала является определение необходимых параметров, таких как длина, диаметр и материал. Данные параметры зависят от конкретных требований механизмов, которые будет использоваться вместе с валом.
- Второй шаг определяет конкретные нагрузки, которые будут действовать на вал. Например, динамические или статические нагрузки, а также крутящий момент и деформации. От точности расчетов будет зависеть долговечность механизма.
- Третий шаг заключатся в выборе типоразмера и формы вала. Это могут быть сплошные, полые и другие варианты прецизионных валов. Соответственно, нужно подобрать оптимальный по прочности материал.
Теперь проектировщик может определиться с точностью изготовления изделия. Производство валов осуществляется на высокоточном оборудовании, так как готовые изделия от компании «Техникс» имеют официальные допуски и проходят тщательный контроль качества.
Мы описали лишь десятую часть от расчетной и проектировочной работы. Но даже с учетом этой статьи можно понять, насколько сложным является внешне простое оборудование.
Купить готовые изделия, а также проконсультироваться с нашими менеджерами по подбору валов вы можете по электронной почте
- Комментарии