Материалы валов и осей

Выбор материала, термической и химико-термической обработки определяется конструкцией вала и опор, нагружением и условиями эксплуатации вала.

Для изготовления валов используют:

· углеродистые стали марок 20, 30, 40, 45 и 50;

· легированные стали марок 20Х, 40Х, 40ХН, 12Х26ЧА, 40ХН2МА;

· титановые сплавы ВТЗ-1, ВТ6 и ВТ9 [2, с. 266].

Быстроходные валы-шестерни, требующие высокой поверхност­ной твердости, выполняют из цементируемых сталей марок 12ХНЗА, 12Х264А и др.

Валы под насадные зубчатые колеса серийных редукто­ров изготовляют из улучшенной стали 45 (Н=255 ... 285 НВ) и стали 40Х

(Н = 269 ... 302 НВ).

Для изготовления фасонных (коленчатых и с большими фланцами) и тяжелых валов применяют, как стали, так и высокопрочные (с шаровидным графитом) и модифицированные чугуны. Чугунные валы облада­ют:

· меньшей прочностью, но

· более совершенными формами (особенно коленчатые),

· меньшей чувствите­льностью к смещению опор; особенно в многоопорных валах: благодаря меньшему, чем у стали, модулю упругости;

· повы­шенной демпфирующей способностью благодаря структуре чугуна, поэтому эти валы лучше работают в условиях динамических нагрузок.

В качестве заготовок для стальных валов диаметром до 150 мм обычно используют круглый прокат, для валов большего диаметра и фасонных валов – поковки. Валы подвергают токарной обработке и последующему шлифованию посадочных мест (высоконапряженные валы шлифуют по всей длине).

Шероховатость поверхностей цапф валов под подшипники качения нормального класса точности назначают не менее Ra=1,6…2,5мкм [1, с.321]. Участки валов, контактирую­щие с уплотнительными манжетами, имеют твердость поверхности не менее 30...50HRC, а шероховатость Rа = 0,25…0,40 мкм [1, с.370].

Торцы валов выполняют с фасками для облегчения посадки насажива­емых деталей и во избежание повреждения рук рабочих.