Что такое гибкий вал и его назначение
Гибкий
вал представляет собой особый тип вала, который характеризуется низкой жесткостью на изгиб при одновременно высокой жесткости на кручение. Его основное предназначение — передача вращательного движения между узлами, оси вращения которых могут менять свое положение относительно друг друга. Наиболее частое применение гибкие валы находят в конструкции привода различных ручных машин и инструментов.
Устройство и принцип работы
Конструктивно гибкий вал состоит из сердечника, который представляет собой несколько слоев специально свитой проволоки. Этот сердечник помещен в гибкую защитную оболочку, называемую броней. Важно отметить, что оболочка не вращается; она жестко закреплена с одной стороны на корпусе привода (например, двигателя), а с другой — на корпусе исполнительного механизма (инструмента). Таким образом, вращение от вала привода к валу исполнительного устройства передается именно через гибкий проволочный сердечник, который свободно изгибается внутри неподвижной брони.
Классификация и типы гибких валов
Гибкие валы классифицируются по направлению вращения и по типоразмерам. По направлению вращения различают:
- Валы правого вращения: у них проволоки наружного слоя навиты в левую сторону.
- Валы левого вращения: проволоки наружного слоя навиты в правую сторону.
По конструктивному исполнению и назначению валы делятся на три основных типа:
- Тип В1: Диаметры от 6 до 30 мм (сердечник 0.7–2.5 мм). Применяются в силовых приводах для передачи значительных крутящих моментов. После навивки валов диаметром от 10 мм сердечник, как правило, извлекается.
- Тип В2: Диаметры от 3 до 8.2 мм (сердечник 0.33–0.5 мм). Предназначены для несиловых приводов в системах управления и контроля (например, для приводов спидометров и других приборов в автомобилях).
- Тип В2-А: Диаметры от 3.3 до 5.3 мм (сердечник 0.5 мм). Также используется в приборостроении.
Для изготовления валов типов В1 и В2 используется высококачественная пружинная проволока классов П и В.
Защитная оболочка (броня)
Гибкий вал всегда работает внутри брони, которая выполняет несколько критически важных функций:
- Обеспечивает податливость при изгибе вала в рабочих пределах.
- Обладает достаточной прочностью, чтобы выдерживать случайные перегрузки и изгибы сверх нормы.
- Обеспечивает герметичность, защищая вал от загрязнения и предотвращая вытекание смазки.
Существует несколько видов брони:
- Нормальная броня (Б1): Рукав из стальной профилированной ленты со специальным замком, уплотненным асбестовым или хлопчатобумажным шнуром.
- Усиленная броня (Б2): Имеет дополнительную внутреннюю спираль из стальной ленты или сплющенной проволоки для большей прочности и износостойкости. Может покрываться оплеткой из оцинкованной проволоки.
- Броня с повышенной герметичностью: Оплетка покрывается слоем вулканизированной резины с кордными прослойками. В автомобилестроении часто применяется двухпроволочная броня.
Размер брони подбирается в соответствии с диаметром вала. Чаще всего ее изготавливают из оцинкованной ленты стали марок 08 или 10. В случаях, когда траектория вала практически не меняется, броню можно заменить на трубку из мягкой стали, меди или дюралюминия.
Арматура и монтаж
Для соединения концов гибкого вала с двигателем или инструментом используется специальная арматура. Она бывает двух видов:
- Съемная: Крепится к валу с помощью цангового зажима.
- Несъемная: Фиксируется методом штамповки или пайки. Для пайки обычно применяется оловянно-свинцовый припой марки ПОС-18.
Широко распространена арматура с бронзовыми вкладышами. При монтаже концы гибкого вала впаиваются в расточки шпинделей, а броня — в соответствующие муфты, обеспечивая надежное и герметичное соединение всей системы.
