Wały - mechanika

Wał jest częścią maszyny, najczęściej w kształcie walca, obracająca się wokół własnej osi wraz z zamocowanymi na niej elementami, służąca do przenoszenia momentu obrotowego. Na wale mogą być osadzone np. koła zębate, piasty, tarcze hamulcowe.

Przy montażu wałów należy przestrzegać następujących zasad:

-zapewnić właściwe położenie wału względem innych części maszyn

-zapewnić właściwe, zgodnie z dokumentacją techniczną, luzy promieniowe i poosiowe przy montażu wałów w łożyskach

-zachować właściwą, zgodnie ze szczegółowymi warunkami technicznymi, powierzchnię przylegania czopa wału do panewek

Zanim przystąpimy do montażu wału w łożyskach ślizgowych należy sprawdzić osadzenie panewek w korpusie, skontrolować czopy wału oraz dokładnie je umyć i wytrzeć. Następnie przystępuje się do dopasowywania łożysk ślizgowych do czopów wału. Potem czopy i panewki powtórnie się myje, a otwory olejowe przedmuchuje sprężonym powietrzem. Następnie powierzchnie czopów i panewek pokrywa się cienką warstwą oleju i montuje się wał. Do dokręcania pokryw łożysk należy stosować klucz dynamometryczny, stosując taką wielkość momentu obrotowego jaką uwzględniono w instrukcji montażowej.

            Luz promieniowy pomiędzy czopem wału a panewką można uzyskać przez stosowanie o odpowiedniej grubości podkładek w miejscach podziału panewek. Wielkość luzu promieniowego pomiędzy czopem a panewką zależy od rodzaju stopu łożyskowego, średnicy czopa, liczby obrotów wału, obciążenia łożyska i przyjętego rodzaju pasowania. Podczas montażu należy ustalić luz promieniowy zgodnie z danymi zawartymi w instrukcji montażu. Do wielkość luzu promieniowego stosuje się szczelinomierz, czujniki lub drut ołowiany. Drut o średnicy ok. 1 mm umieszcza się między czopem a panewką wzdłuż tworzącej wału. Po kilkakrotnym obróceniu wału wyjmuje się spłaszczony drut i mierzy się jego grubość, która odpowiada w przybliżeniu wielkości luzu promieniowego.

            Właściwy luz poosiowy wału należy ustalić podczas montażu. Wartość poosiowych luzów zależy od przeznaczenia montowanej konstrukcji i powinna być określona w instrukcji montażu. Szczególnie ważne jest utrzymanie określonych luzów poosiowych w przypadku, gdy na wale są zamontowane elementy konstrukcyjne, powodujące powstawanie w czasie pracy sił działających wzdłuż osi wału, jak na przykład stożkowe przekładnie zębate, sprzęgła cierne itp. Zbyt duży luz poosiowy wału może w tych przypadkach powodować wadliwą pracę całego zespołu.

            W niektórych wałach (wałach wielopodporowych) istnienie luzów poosiowych jest konieczne ze względu na nagrzewanie się wałów podczas pracy, co powoduje ich wydłużenie. Podczas montażu wymagany luz poosiowy, który uzyskuje się przez splanowanie grubości kołnierzy panewek lub przez stosowanie dystansowych podkładek. W niektórych konstrukcjach wymagany luz poosiowy uzyskuje się przez wkręcanie lub wykręcanie śruby oporowej.

            Po montażu wałów należy dokonać sprawdzenia wału względem innych części. Sprawdzanie to dokonuje się różnymi metodami.

Chcąc sprawdzić położenie wału względem dwóch prostopadłych płaszczyzn. Na kątowniku zamocowujemy  prostopadle do siebie dwa czujniki. Przesuwamy kątownik wzdłuż płaszczyzn podstawowych sprawdzając odchyłki położenia wału.

            Często również zachodzi konieczność sprawdzenia współosiowości dwóch wałów. Wtedy to na jeden wał zakładamy zacisk ze śrubą. Obracamy równocześnie oba wały i wykonujemy pomiary za pomocą szczelinomierza luz pomiędzy śrubą a drugim wałem w kilku położeniach. Różnica pomiędzy największym i najmniejszym luzem podzielona przez dwa jest miarą przesunięcia osi wałów.

Istnieje również dokładniejszy sposób sprawdzania współosiowości wałów. Na zacisku zamocowanym do jednego z wałów umieszczamy czujnik. Obracamy oba wały odczytując różnicę wskazań czujnika i w ten sposób ustalamy wielkość przesunięcia osi wałów.

Gdy chcemy sprawdzić prostopadłość wałów powinniśmy umieścić strunę równolegle do wału. Takie umieszczenie struny umożliwia ruchomy krążek, a jej naciągnięcie ciężarek. Prostopadłość obu wałów zachodzi jeżeli znacznik umieszczony na wale dotyka struny przed i po obróceniu o 180 stopni.

Natomiast równoległość dwóch wałów można sprawdzić:

-za pomocą średnicówki lub suwmiarki, jeżeli odległość pomiędzy osiami wałów nie przekracza 1 m

-za pomocą struny i dwóch kątowników

-za pomocą umocowanych do wałów znaczników i struny naciągniętej prostopadle do wału (znaczniki w położeniu wyjściowym i po obrocie wału o 180 stopni powinny dotykać struny, a jeżeli nie dotykają, świadczy to o nierównoległości wałów)

-za pomocą specjalnych sprawdzianów

Warto zwrócić uwagę na sposoby łączenia wałów. Wały współosiowe łączy się za sobą za pomocą sprzęgieł stałych lub rozłącznych. Sprzęgła rozłączne dają się rozłączyć podczas ruchu wału. Natomiast sprzęgła stałe można rozłączyć tylko przez ich demontaż. Łączenie wałów współosiowych stosuje się np. pomiędzy wałem silnika napędowego i wałem maszyny oraz w przypadkach, gdy wał wykonany jest z dwóch lub paru części ze względu na jego długość lub skomplikowany kształt.