Изготовление таких элементов, как вал-шестерня, играет важную роль для различных отраслей промышленности, в которых задействованы механизмы редукторов и приводные элементы.
Назначение вал-шестерни и области ее применения
Главная задача вала-шестерни – передача крутящего момента между соседствующими элементами, которые зацепляет вал (например, это могут быть прямозубые шестерни или шестерни с круговым зубом). Сам механизм вала-шестерни представляет собой неразрывное соединение двух функциональных элементов – вала и шестерни – в цельности которых и кроется преимущество детали перед валами с насадными шестернями. Материалом для изготовления такого узла становится углеродистая или легированная сталь, обеспечивающая надежность, прочность и жесткость конструкции. Особенности материалов и конструкция такого изделия предусматривает задействование валов-шестерен в условиях усиленной работы, высоких оборотов и больших нагрузок. Наиболее распространено применение валов-шестерен в приводных механизмах и редукторах. Такие функциональные узлы задействуют в:- нефтегазодобывающей промышленности;
- машиностроении;
- грузоподъемном оборудовании;
- сельскохозяйственной отрасли;
- военном деле;
- кораблестроении и т. д.
Специфика изделия
Из-за эксплуатационных особенностей вал-шестерня относится к группе узлов, часто подверженных серьезному и быстрому износу. Это обусловлено характером работы механизма – во время передачи вращающего момента сам вал-шестерня подвергается влиянию различных сил и испытывает нагрузку на конструкцию. Подобные неблагоприятные воздействия исходят и от опор, и от деталей, имеющих зацепление с валом. Особому износу подвержены валы-шестерни, имеющие коническую форму – на них одновременно воздействуют сосредоточенная радиальная и осевая нагрузка, а сама передача момента вращения способствует последовательному деформированию элементов детали, физическому износу узла. Отсутствие своевременной замены изношенного вала-шестерни чревато его полным выходом из строя и приостановлением эксплуатации оборудования.
Процесс изготовления
Изготовление валов-шестерен предусматривает совокупность технических операций, среди которых: фрезерование, зубонарезание, обработка на сверлильном оборудовании, шлифование заготовки и т. д. При создании детали учитывается специфика сферы эксплуатации детали, желаемый тип вала (гладкий, полый или ступенчатый), форма оси (прямая, гибкая, коленчатая или геометрическая), типы зубьев (прямые, косые или шевронные), размерные характеристики вала-шестерни, тип термообработки элемента. Эти характеристики определяют не только внешний вид вала-шестерни, но и порядок операций, последовательность обработки изделия. Производство валов-шестерен подразумевает задействование продольно-фрезерного оборудования, фрезерно-центровальных установок, многорезцовых токарных станков, горизонтально-фрезерных станков, токарно-копировальных полуавтоматов.