Вибір матеріалу і термічної обробки валів і осей визначається критеріями їх працездатності, в тому числі критеріями працездатності цапф з опорами. Значимість останніх критеріїв у випадку опор ковзання може бути визначальною.
Основними матеріалами для валів і осей служать вуглецеві і леговані сталі завдяки високим механічним характеристикам, здатності до зміцнення і легкості отримання циліндричних заготовок прокаткою.
Для більшості валів застосовують термічно оброблювані среднеугле-родістие і леговані сталі 45, 40Х. Для високонапряженних валів відповідальних машин застосовують леговані стали: 40ХН, 40ХН2МА, ЗОХГТ, ЗОХГСА та ін Вали з цих сталей зазвичай піддають поліпшенню, загартуванню з високим відпусткою або поверхневому загартуванню з нагріванням ТВЧ і низьким відпусткою (шліцьові вали).
Швидкісні вали, обертаються в підшипниках ковзання, вимагають вельми високої твердості цапф; їх виготовляють з цементуемих сталей 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ або азотіруемих сталей типу 38Х2МЮА. Високу зносостійкість мають хромовані вали. З досвіду автомобілебудування хромування шийок колінчастих валів збільшує ресурс до перешліфовування в 3 ... 5 разів.
Для валів, розміри яких визначаються умовами жорсткості, міцні, термічно оброблені стали доцільно застосовувати тільки тоді, коли це визначається вимогами довговічності цапф, шліців і інших зношуються поверхонь. Вали великих діаметрів виготовляють із труб з приварними або насадними фланцями або звареними з листів також з приварними фланцями. Застосування зварних валів потужних гідротурбін приводить до економії 20 ... 40% металу.
Для виготовлення фасонних валів - колінчастих, з великими фланцями і отворами - і важких валів поряд зі сталлю застосовують високоміцні чавуни (з кулястим графітом) і модифіковані чавуни. Менша міцність чавунних валів в значній мірою компенсується більш досконалими формами валів (особливо колінчастих), меншою чутливістю в багатоопорних валах до зміщення опор (завдяки меншому модулю пружності) і меншою динамічним навантаженням зважаючи підвищеної демпфирующей здібності.
Як заготовок для сталевих валів діаметром до 150 мм зазвичай використовують круглий прокат, для валів більшого діаметру і фасонних валів - поковки.
Вали піддають токарної обробці і подальшого шліфуванню посадочних поверхонь. Високонапряженние вали шліфують по всій поверхні. Торці валів для полегшення насадки деталей, щоб уникнути обмятій і пошкодження рук робочих виконують з фаскою
1.2 матеріал деталі і його характеристики
Характеристика матеріалу 35
Марка : /Td>
35
Замінник: /Td>
30, 40, 35г
Класифікація : /Td>
Сталь конструкційна вуглецева якісна
Застосування: /Td>
деталі невисокої міцності, які відчувають невеликі напруги: осі, циліндри, колінчаті вали, шатуни, шпинделі, зірочки, тяги, обода, траверси, вали, бандажі, диски та інші деталі. /Td>
Хімічний склад у% матеріалу 35. /Span>
C /Td>
Si /Td>
Mn /Td>
Ni
S
P
Cr
Cu
As
0.32 - 0.4
0.17 - 0.37
0.5 - 0.8
до 0.25
до 0.04
до 0.035
до 0.25
до 0.25
до 0.08
Температура критичних точок матеріалу 35. /Span>
Ac 1 = 730, Ac 3 (Ac m ) = 810, Ar 3 (Arc m ) = 796, Ar 1 = 680, Mn = 360
Механічні властивості при Т = 20 o З матеріалу 35. /Span>
Сортамент
Розмір
Напр.
s в
s T
d 5
y /Td>
KCU /Td>
термообр.
- /Td>
мм /Td>
- /Td>
МПа /Td>
МПа /Td>
% /Td>
% /Td>
кДж/М 2
- /Td>
Поковки /Td>
до 100
В
470 /Td>
245 /Td>
22 /Td>
48 /Td>
490 /Td>
Нормалізація /Td>
Поковки /Td>
100 - 300
В
470 /Td>
245 /Td>
19 /Td>
42 /Td>
390 /Td>
Нормалізація /Td>
Поковки /Td>
300 - 500
В
