Kołnierz wału
Kołnierz wału to prosty, ale ważny element maszyny, który można znaleźć w wielu zastosowaniach związanych z przenoszeniem mocy , zwłaszcza w silnikach i przekładniach . Kołnierze służą jako ograniczniki mechaniczne, elementy ustalające i łożysk . Prosta konstrukcja zapewnia łatwą instalację.
Ustaw styl śruby
Pierwsze masowo produkowane kołnierze wałów były kołnierzami śrubowymi i były używane głównie na wałach liniowych we wczesnych młynach produkcyjnych. Te wczesne kołnierze wałów były typami pełnych pierścieni, wykorzystujących śruby dociskowe z łbem kwadratowym, które wystawały z kołnierza. Wystające śruby okazały się problemem, ponieważ mogły zaczepić się o ubranie pracownika podczas obracania się na wale, wciągając pracownika do maszyny.
Kołnierze wału doczekały się kilku ulepszeń do lat 1910-1911, kiedy William G. Allen i Howard T. Hallowell senior, pracując niezależnie, wprowadzili komercyjnie opłacalne śruby ustalające z łbem sześciokątnym , a Hallowell opatentował kołnierz wału z tą bezpieczną śrubą ustalającą. Jego kołnierz zabezpieczający został wkrótce skopiowany przez innych i stał się standardem branżowym. Wynalezienie kołnierza zabezpieczającego było początkiem przemysłu śrub z gniazdem wpuszczanym.
Kołnierze śrub ustalających są najlepiej stosowane, gdy materiał wału jest bardziej miękki niż śruba ustalająca. Niestety śruba dociskowa powoduje uszkodzenie wału – wybrzuszenie materiału wału – co utrudnia regulację lub zdjęcie kołnierza. W celu wyeliminowania tego problemu często obrabia się małe powierzchnie płaskie na wale w miejscach wkrętów dociskowych.
Styl mocowania
Kołnierze wału typu zaciskowego zostały zaprojektowane w celu rozwiązania problemów związanych z kołnierzem śruby ustalającej. Występują w wersjach jedno- i dwuczęściowych. Zamiast wystawać do wału, śruby działają w celu ściśnięcia kołnierza i zablokowania go na miejscu. Połączenie między wałem a kołnierzem odbywa się za pomocą tarcia. Łatwość użytkowania jest zachowana dzięki tej konstrukcji i nie ma uszkodzeń wału. Ponieważ śruby ściskają kołnierz, równomierny rozkład siły jest wywierany na wał, co prowadzi do siły trzymania, która jest prawie dwukrotnie większa niż w przypadku kołnierzy ze śrubami ustalającymi.
Chociaż kołnierze zaciskowe działają bardzo dobrze przy stosunkowo stałych obciążeniach, obciążenia udarowe mogą spowodować zmianę położenia kołnierza na wale. Wynika to z bardzo dużych sił, jakie może wytworzyć stosunkowo niewielka masa podczas uderzenia w porównaniu z obciążeniem przykładanym statycznie lub stopniowo. Opcjonalnie do zastosowań z tego typu obciążeniem można wykonać podcięcie na wale i użyć kołnierza zaciskowego w celu utworzenia pewnego ogranicznika, który jest bardziej odporny na obciążenia udarowe.
Być może najbardziej innowacyjnym i użytecznym kołnierzem jest dwuczęściowy kołnierz zaciskowy. Dwuczęściowe kołnierze wału typu zaciskowego można zdemontować lub zainstalować na miejscu bez konieczności usuwania innych elementów z wału. Dwuczęściowa konstrukcja zapewnia większą siłę zacisku niż zacisk jednoczęściowy, ponieważ cała siła jest przenoszona bezpośrednio na mocowanie wału. Ponadto dwuczęściowy kołnierz ma dwukrotnie więcej śrub niż jeden element. W konstrukcjach jednoczęściowych strona nie dokręcona zapewnia siłę ujemną, ponieważ musi utrzymywać otwarty kołnierz, aby umożliwić umieszczenie go na wale. Pojedynczy napinacz musi przeciwdziałać tej sile, jak również zapewniać własną siłę zacisku.
Zaciski dwuśrubowe nadal zapewniają siłę tylko z dwóch stron (jeden wymiar). Cztery (lub więcej) zaciski śrubowe zapewniają siłę z czterech (lub więcej) stron, a tym samym dwóch wymiarów.
Obroże Quick-Clamping są odmianą jednoczęściowego stylu kołnierzy. Zasada połączenia jest taka sama. Jedyna różnica polega na tym, że zamiast dokręcania śruby wystarczy użyć dźwigni do otwierania i zamykania kołnierza. Jest to o wiele szybsze i nie wymaga żadnych narzędzi.
Zaciski osiowe
Kolejnym udoskonaleniem kołnierzy wału jest to, że pojedyncza śruba i nakrętka otaczają wał. Śruba (gwint zewnętrzny) ma rzazu , tworzące palce, które są dociskane do wału podczas dokręcania na nim nakrętki. Można je znaleźć na nowoczesnych statywu i tulejach zaciskowych . Jeśli są dokręcone kluczem, mogą być bardzo ciasne.
Kołnierze wiertnicze
Podczas wiercenia kołnierz wiertniczy składa się z ciężkiej rury umieszczonej nad wiertłem w przewodzie wiertniczym .
Zastosowania kołnierzy wału
Kołnierze wałów można znaleźć praktycznie w każdym typie maszyn i często są one akcesoriami do innych elementów. Zdolne do spełniania wielu ról, kołnierze wałów często utrzymują łożyska i koła zębate na wałach, umieszczają komponenty w zespołach silnika i skrzyni biegów oraz służą jako ograniczniki mechaniczne. Kołnierze wałów są stosowane w urządzeniach i maszynach przemysłowych, a także w lekkich zastosowaniach, takich jak wieszaki na ubrania, wyposażenie domowej siłowni, a nawet stoły do piłkarzyków.