Что такое ось и её основное назначение
Ось — это ключевая деталь в конструкции различных механизмов. Её главная особенность заключается в том, что она не передаёт вращающий момент, как это делает вал, а предназначена для восприятия поперечных (изгибающих) нагрузок. По своей сути, ось представляет собой металлический стержень, чаще всего стальной, который монтируется в специальных опорах. Её основная задача — поддерживать и обеспечивать вращение или фиксацию других деталей, которые на неё установлены.
Отличие оси от вала и виды нагрузок
Важно чётко различать ось и вал. В отличие от вала, который передаёт крутящий момент, ось служит лишь опорой. Однако, подобно валу, она передаёт на свои опоры радиальные и осевые силы, возникающие от веса и работы насаженных деталей. Оси могут быть двух типов: неподвижными и вращающимися. Неподвижная ось аналогична оси колеса телеги — детали вращаются вокруг неё, а сама ось остаётся статичной и испытывает постоянные по направлению нагрузки. Вращающаяся ось жёстко соединена с деталями и вращается вместе с ними, что приводит к возникновению знакопеременных напряжений в её материале.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция соединения оси с установленными на неё элементами напрямую зависит от величины и характера действующих нагрузок, а также от требуемой точности центровки этих деталей. Для производства осей применяются преимущественно углеродистые и легированные стали в виде проката или поковок. В отдельных, менее ответственных случаях, может использоваться стальное литье или литье из модифицированных чугунов.
Термообработка и выбор марок стали
Для придания осям необходимых свойств — прочности, износостойкости, усталостной выносливости — их часто подвергают термической или химико-термической обработке (например, закалке, цементации, азотированию). Выбор марки стали определяется степенью ответственности и нагрузками на деталь. Для неответственных и малонагруженных осей подходят обычные стали марок Ст3, Ст4, Ст5. В более нагруженных механизмах применяются качественные углеродистые стали: Ст6, Ст35, Ст40, Ст45, Ст50. Окончательные размеры и форма оси всегда определяются конкретным типом механизма, в котором она будет работать.