Прецизионные валы: что это такое и как применяются в линейном перемещении

Прецизионные валы — важная составляющая систем линейного перемещения. Они обеспечивают передачу крутящего момента от двигателя к механизмам и широко используются в различных промышленных станках и агрегатах.

В статье мы расскажем все про вал прецизионный: что это такое, где применяется, какие особенности строения и разновидности имеет. Также вы узнаете, из чего делают деталь и какие у нее преимущества. 

Особенности конструкции и производства

Прецизионные валы представляют собой цилиндрические детали в форме трубки, предназначенные для прямолинейного перемещения линейного подшипника или других элементов. Используются в качестве направляющих для шариковых втулок, выполняя функцию внутренней дорожки качения подшипниковой системы, а также в качестве поршней или осей. 

Прецизионные валы изготавливают с соблюдением наилучших показателей круглости, цилиндричности, прямолинейности и шероховатости. От качества и точности изготовления деталей напрямую зависят эксплуатационные свойства линейных подшипников, поэтому к ним предъявляются высокие требования. 

Для улучшения прочностных характеристик комплектующие проходят индукционную закалку на глубину 0,4-3,2 мм (в зависимости от толщины детали). Также валы подвергают бесцентровой шлифовке для получения нужного уровня гладкости. Термообработка с применением высокочастотной технологии придает деталям равномерную твердость в радиальном и осевом направлениях, позволяет предотвратить искривления и другие механические повреждения при интенсивной нагрузке. Помогает стабильно работать на высоких скоростях.

Монтаж комплектующих зависит от типа используемых втулок: закрытых или открытых. В первом случае применяются жесткие опоры, которые устанавливаются на концах вала. Во втором случае на направляющую наносится резьба, куда прикручиваются продольные опорные элементы. 

Разновидности валов по форме

В зависимости от строения прецизионные валы подразделяются на следующие виды:

• Цельные. Это стандартные и самые востребованные комплектующие, которые используются в большинстве систем линейного перемещения. Они выполнены из цельного куска металла, благодаря чему обладают повышенной прочностью и жесткостью. В основном применяются в механизмах, где необходима передача высокого крутящего момента и стойкость к изгибу. Например, их устанавливают в тяжелых машинах и системах передачи энергии.

• Полые. Имеют полость в центре вала. Значительно легче, чем цельные, при этом сохраняют высокие прочностные характеристики. Применяются в механизмах, где снижение веса является критически важным требованием: в оборудовании для автомобильной и робототехнической промышленности. Используются для прокладки дополнительных элементов: кабелей, гидравлики, трубок и т. д.  

• Шлицевые. Оснащены выступами или шлицами по всей длине, которые состыковываются с соответствующими пазами сопряженных элементов. Конструкция с таким плотным сцеплением обеспечивает высокую точность выравнивания вращения и передачи крутящего момента. 

Самые востребованные модели прецизионных валов — цельные и полые. Они обладают характеристиками, которые подходят большинству механизмов с линейными передачами. Другие разновидности комплектующих предназначены для специальных условий использования.

В зависимости от сферы применения валы могут быть гладкие или с нанесением резьбы, дюймовые и с резьбовыми отверстиями радиального типа. Различаются по диаметру и имеют широкий размерный ряд — легко подобрать детали для линейных систем любой сложности.

Преимущества

• имеют минимальный коэффициент трения благодаря малой шероховатости верхнего слоя; 
• выполняются с соблюдением идеальной геометрии сторон, без неровностей и других отклонений от нормы; 
• обеспечивают плавное качение шариков во втулке и равномерное распределение нагрузок за счет высокой точности изготовления;
• сокращают площадь контакта между шариками подшипника и ходовыми дорожками;
• отличаются повышенной стойкостью к износу, служат долго даже при интенсивном использовании;
• эффективны в широком температурном диапазоне: от -20 до +110 °С (в зависимости от материала);
• помогают системам линейных передач работать стабильно и с минимальными погрешностями;
• просты в установке и обслуживании;
• способны качественно работать в загрязненной и агрессивной среде.

Для получения таких характеристик прецизионные валы изготавливают из определенных марок стали и используют специальные покрытия.

Материалы и покрытия

Прецизионные валы делают из различных видов стали: высокоуглеродистой хромистой, низкоуглеродистой и мартенситной нержавеющей. Наиболее востребованные марки: X90CrMoV18, Cf53, Ck55. 

Материалы обладают нужными показателями прочности и износостойкости, выдерживают сильные нагрузки. Не боятся воздействия влаги, перепадов температуры и высокого нагрева. Кроме того, они просты в обработке. 

Углеродистые стали в небольшом количестве содержат углерод, что обеспечивает повышенную устойчивость к износу. Валы из такого материала имеют доступную стоимость и большой эксплуатационный ресурс.

Для повышения надежности комплектующие покрываются хромом. Хромирование обеспечивает дополнительную защиту от ржавчины и химически агрессивных сред. Кроме того, благодаря такой обработке детали приобретают эстетичный блеск.

Также для упрочнения поверхности используют специальное керамическое напыление. Оно улучшает антикоррозионные свойства изделия и показатели по смазыванию.

Комплектующие без дополнительных покрытий имеют менее длительный срок службы и больше подвержены воздействию внешних факторов. У них низкое сопротивление коррозии, что увеличивает риск преждевременного износа. При выборе деталей без покрытия важно высокое качество самой стали. Например, нержавейка сама по себе обладает хорошей устойчивостью к ржавчине и внешним воздействиям и без дополнительной защиты.

Выбор материала зависит от сложности технологических процессов и требований к прочности, коррозионной стойкости и весу валов. Учет этих моментов позволит обеспечить оптимальную производительность комплектующих и длительный срок их службы.

Применение

Прецизионные валы применяются в разных производственных отраслях: в пищевой промышленности, автомобилестроении, металлообработке, сельскохозяйственной деятельности и т. д. Используются в оборудовании, к которому предъявляются высокие требования по точности и надежности. Обеспечивают долговечность механических двигателей, причем зачастую служат даже дольше, чем они.

В планетарных редукторах прецизионные валы позволяют получить четкое движение всех установленных шестеренок. Благодаря идеально гладкой поверхности и минимальной шероховатости комплектующие не создают излишнего трения и способны работать длительное время с повышенной нагрузкой.

Также валы прецизионные применяются в конвейерах и промышленных станках различного назначения: в текстильном оборудовании, упаковочных машинах, 3D-принтерах, фрезерах и других установках. За счет высокой точности вращения позволяют быстро и качественно обрабатывать заготовки из любых материалов.

Надежные прецизионные валы от производителя

Компания ISKRA производит прецизионные валы для промышленного оборудования. Мы контролируем каждый этап изготовления деталей. Готовые комплектующие проходят строгую многоуровневую проверку для подтверждения высокой надежности. Поэтому вы гарантированно получите качественные товары.

Для производства валов мы используем современное оборудование и прочную сталь Cf53. Она выдерживает повышенные нагрузки и устойчива к негативным внешним факторам. Обеспечивает долговечность и износостойкость деталей. 

В каталоге представлен широкий модельный ряд комплектующих для разных условий использования. Благодаря большим производственным мощностям мы выполняем заказы любых объемов.

Купить прецизионные валы можно на нашем сайте с доставкой. Мы привезем товары с курьером по любому адресу в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. В другие регионы отправляем продукцию с помощью надежных транспортных компаний. Также комплектующие можно забрать на нашем складе с самовывозом.

Позвоните нам — опытные консультанты расскажут все про строение и возможности прецизионных валов, подберут подходящие модели и оперативно оформят заказ. Также можете написать свой вопрос в онлайн-чат.