Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

  5) телескопическим – составленным из подвижных в осевом направлении деталей.

Вал может быть сплошным или полым, со шлицами, с фланцем на конце и другими элементами. Особую разновидность представляют гибкий вал и карданный вал, которые позволяют передавать вращающий момент между несоосными и установленными с перекосом деталями. (Примечание: вращающийся момент – мера внешнего силового воздействия на вращающееся тело, изменяющего угловую скорость, обозначают буквой Т и измеряют в Нм.)

Вал отбора мощности – металлический цилиндрической формы (преимущественно) стержень, служащий для передачи вращения от какого-либо двигателя (электрического, бензинового, дизельного и др.) исполнительному механизму, при этом происходит отбор мощности, создаваемой двигателем. Вал отбора мощности может иметь прямое соединение с исполнительным механизмом, например, при наличии бесступенчатой передачи – от реверсивного электродвигателя к шпинделю токарно-винторезного станка. В другом варианте вал отбора мощности имеет выход (т. е. соединение) на редуктор с шестереночно-зубчатой передачей, от которого через другой вал вращение передается исполнительному механизму (например, во многих моделях токарных станков старого образца, выпущенных советскими предприятиями в 70—80-х гг. ХХ в.) в виде шпинделя и винтового вала подачи суппорта. В автомобилях, тракторах всех видов и типов также имеется вал отбора мощности, соединенный с двигателем внутреннего сгорания. В этом случае вал отбора мощности соединяется с редуктором, от которого через другой вал (карданный) вращение передается на мост (или мосты – передний или задний), обеспечивающий вращение колес и поступательное движение автомобиля (или трактора и т. д.). Вал отбора мощности имеется также в тепловозах (всех типов и видов), электровозах, железнодорожных мотодрезинах, электричках, в составах метрополитена. Соответственно мощности двигателей (электрических и внутреннего сгорания) вал отбора мощности имеет исполнение с учетом всех особенностей объекта применения. Но главное требование к валу отбора мощности – прочность, способность выдержать определенные силовые нагрузки (особенно силу крутящего момента), а также температурные перепады в климатических условиях России. Поэтому вал отбора мощности изготавливается из специальных высококачественных сплавов и при этом проходит предварительное испытание на вибростендах, помещенных в особые камеры, где температурный режим меняется от -70 до +60 °С (т. е. вал отбора мощности испытывают в условиях, приближенных к условиям эксплуатации).

Вальцы – полые металлические цилиндры с гладкой поверхностью, широко применяются в резинотехнической промышленности и в производстве пленок из полиэтилена, полистирола и других пластических масс. Формирование указанных пленок осуществляют путем непрерывного выдавливания пластической массы через щель экструдера на вальцы. После вальцов пленка через ролики идет на приемное устройство, где осуществляется намотка на специальную бобину. Применение вальцов позволяет получать полиэтиленовую пленку толщиной от 50 до 200 мм (аналогично получают пленку и из других пластических масс). В резинотехнической промышленности для придания будущему изделию из каучука (или резиновой сырой смеси) определенной формы и приготовления смеси для формования и последующей вулканизации производят пластификацию каучука путем разминания его на теплых гладких вальцах. Зазор между вальцами устанавливается в соответствии с требованиями технологического процесса по каждому виду резинотехнических изделий.

Ванкеля двигатель – роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, был изобретен в 1957 г. немецким конструктором Ф. Ванкелем (ФРГ). Ротор такого двигателя размещен внутри цилиндра, профиль которого выполнен по эпитрохоиде. (Примечание: эпитрохоида – от греч. epi – «на», «над» + trochoeides – «кругообразный» – кривая, описываемая точкой, жестко связанной с окружностью, которая катится по наружной стороне другой окружности.) При этом ротор двигателя установлен так, что он может вращаться на эксцентриковом валу, и соединен жестко с зубчатым колесом. В свою очередь это колесо взаимодействует с другим колесом – неподвижным. Во время работы двигателя Ванкеля ротор с первым колесом обкатывается по второму колесу – неподвижному, при этом его грани скользят по поверхности цилиндра, отсекая переменные объемы камер. Впуск рабочей смеси (бензиновой) осуществляется по специальному каналу, воспламенение смеси осуществляется от свечи зажигания, а выпуск обработанных газов происходит через другой канал. В двигателе Ванкеля обычно применяется трехгранный ротор, а отношение чисел зубьев колес подвижного (первого) и неподвижного (второго) подбирают в соотношении 3/2.

Вариатор – механизм для бесступенчатого регулирования передаточного отношения. Чаще всего в качестве вариатора используют фрикционный механизм, в котором в процессе регулирования изменяют радиусы взаимодействующих поверхностей тел. Вариатор выполняют в виде двух взаимодействующих тел вращения, одно из которых перемещают относительно другого. При этом касание тел может быть внешним или внутренним. В качестве рабочих поверхностей используют конусы, цилиндр и плоскость, сферу и конус, торговые поверхности и др. При регулировании вариатора меняют относительное положение взаимодействующих тел. В некоторых вариантах вариатор выполняют также с промежуточным звеном. Обычно это ролик, кольцо или двухвенцовое колесо, при этом входное и выходное звенья в процессе регулировки сохраняют свое положение, а перемещают только промежуточное звено. Кроме того, промежуточное звено используют в сочетании с основными звеньями различной геометрической формы с внешним и внутренним касанием. От этого сочетания зависят знак и величина передаточного отношения. Вариаторы выполняются также в следующих вариантах:

  1) входное и выходное звенья данного механизма вращаются в одну сторону;

  2) входное и выходное звенья механизма вращаются в разные стороны;

  3) оси конусов механизма расположены под прямым углом, а промежуточное звено выполнено в виде диска с рабочим буртиком;

  4) промежуточное звено механизма гибкое.

По перечисленным выше вариантам диапазон регулирования вариатора обычно составляет 3—6, а коэффициент полезного действия – в пределах от 0,85 до 0,95. В различных технических системах применяются такие вариаторы, как: волновой фрикционный; торовый; клиноременный; многодисковый; планетарный фрикционный.

  I. Волновой фрикционный вариатор представляет собой волновую фрикционную передачу с передаточным отношением, регулируемым путем изменения разности длин дорожек взаимодействия гибкого и жесткого звеньев.

Данный вариатор выполняется и применяется в различных механизмах нескольких видов:

  1) вариатор, в котором регулирование передачи осуществляют осевым перемещением гибкого конусного колеса относительно специального устройства – генератора волн и жесткого колеса;

  2) вариатор, имеющий в своей конструкции гибкое конусное колесо, ролик генератора волн, ориентирующий образующую поверхность гибкого колеса параллельно оси вариатора; жесткое колесо, соединенное со специальной стойкой поступательной парой; при этом варианте перемещают в осевом направлении только жесткое колесо;

  3) вариатор имеет гибкое и жесткое колесо, выполненные в виде дисков; два ролика генератора волн, поджимающие гибкое колесо к жесткому. При радиальном перемещении роликов в таком вариаторе изменяется передаточное отношение механизма.

Данный вид вариатора в своей конструкции содержит такие элементы, как:

  1) жесткое колесо в виде конуса с внутренней рабочей поверхностью;

  2) конусное гибкое колесо, установленное между конусом генератора волн и жестким колесом;

  3) шары, поджимающие гибкое колесо к жесткому, при этом шары перемещают вдоль образующей конуса генератора волн, в результате чего происходит взаимодействие участков жесткого и гибкого звеньев, но с разной длиной дорожек взаимодействия.

Кроме того, изменяется соотношение диаметров дорожек качения шаров, и соответственно изменяется угловая скорость генератора волн при его ведущем конусе. В некоторых случаях ведущим звеном делают генератор волн, но при этом его конус фиксируется в осевом направлении и свободно вращается.

У вариатора имеются:

  1) гибкое колесо;

  2) жесткое колесо;

  3) гибкое звено в виде клинового ремня;

  4) два жестких звена в виде раздвижных шкивов;

  5) звено, расположенное на генераторе волн и перемещаемое в радиальном направлении; оно же поджимает гибкое колесо к жесткому.

В процессе работы такого вариатора конусы шкивов раздвигаются тем больше, чем дальше от оси вращения перемещают звено, расположенное на генераторе волн, и соответственно изменяются длины дорожек взаимодействия остальных звеньев вариатора.