Эксцентриковые валы: устройство, материалы, изготовление на заказ

Эксцентриковый вал – это деталь, у которой ось вращения смещена относительно геометрической оси одного или нескольких участков (эксцентриков). При вращении такой вал создаёт возвратно-поступательное движение или вибрацию. Эксцентриковые валы применяются в прессах, вибраторах, грохотах, насосах, станках-качалках, регулировочных механизмах. Их изготовление требует высокой точности расположения эксцентриситета. В этой статье разберём конструкцию, материалы и технологию производства на заказ.

Устройство эксцентрикового вала

В отличие от обычного вала, у эксцентрикового один или несколько участков смещены относительно оси вращения на величину эксцентриситета (e). Чаще всего эксцентриситет выполняется на средней части вала, а цапфы (посадочные места под подшипники) остаются соосными с осью вращения. Основные параметры:

• Эксцентриситет (e) – величина смещения, от долей мм до десятков мм.
• Фазовый угол – угол между эксцентриками (для многоэкцентриковых валов).
• Ширина эксцентрика – длина смещённой части.

Виды эксцентриковых валов

• Одноэксцентриковые – один смещённый участок. Используются в кулачковых прессах, вибраторах.
• Двухэксцентриковые (с двумя смещёнными участками) – для создания сложного движения (грохоты, сортировочные установки).
• Коленчатые валы – разновидность эксцентриковых (несколько эксцентриков с разным фазовым углом). Двигатели внутреннего сгорания, компрессоры.
• Эксцентриковые валы с противовесами – для балансировки вибраций (быстроходные механизмы).

Материалы для эксцентриковых валов

• Сталь 45 – улучшаемая, для средненагруженных и тихоходных валов (вибраторы, прессы). Термообработка – улучшение (закалка+высокий отпуск).
• Сталь 40Х, 40ХН – повышенная прочность, сопротивление усталости. Для ответственных быстроходных эксцентриков, коленчатых валов.
• Сталь 20Х, 18ХГТ – цементуемые (поверхностная твёрдость HRC 58-62). Для высокоизносных эксцентриков, работающих с трением.
• Чугун СЧ20, СЧ25 – редко, для малонагруженных валов с демпфированием.

Технология изготовления эксцентрикового вала на заказ

1. Подбор заготовки – кованая поковка или прокат большего диаметра (с учётом эксцентриситета).
2. Центровка – сверление центровых отверстий с учётом эксцентриситета (или смещённые центры для обработки эксцентрика).
3. Токарная обработка – сначала обточка соосных цапф, затем обработка эксцентрика со смещённой установкой или на специальном станке. Токарные работы.
4. Фрезерование – шпоночных пазов, шлицев, лысок. Фрезерные работы.
5. Сверление масляных каналов (для подшипников). Сверлильные работы.
6. Термообработка – улучшение, закалка ТВЧ или цементация в зависимости от требований.
7. Шлифование – цапф и эксцентрика под подшипники. Шлифовальные работы.
8. Контроль – измерение эксцентриситета (на контрольном стенде или КИМ), геометрии, твёрдости.

Часто задаваемые вопросы

Автор: технический отдел «МеталУслуги.Ру»