Підшипники цапфи - це дуже спеціалізовані підшипникові механізми. Іноді вал повинен не тільки обертатися, але й вузол, з'єднаний з валом, також повинен обертатися. В інших випадках вал повинен вільно рухатися круговими рухами. Ваш плечовий суглоб - це підшипник цапфи. Це кульовий і гніздовий вузол, що дозволяє вашій руці вільно обертатися, але все ще міцно прикріплений. Інженери розглядають вимоги вимог руху і розробляють підшипники цапф для виконання поставленого завдання.
Розміщення координат
Щоб уявити, де розміщений підшипник цапфи, намалюйте на аркуші паперу великий знак «плюс» (+). Позначте горизонтальну лінію "X", а вертикальну лінію "Y". Там, де лінії перетинаються, візуалізуйте лінію, що йде прямо вгору від паперу. Це вісь "Z". Там, де стикаються всі три лінії, там розміщений опорний цапф Через підшипник цапфи проходить вал або серія валів. Підшипники цапф, як правило, не просто цілісні, а цілий вузол, який утримує вали, але все ж дозволяють валам вільно крутитися або коливатися.
Конструкції несучих цапф
Спочатку інженер розглядає вимоги до руху валу. Можливо, цим валам доведеться обертатися, але також, можливо, їм доведеться коливатися з боку в бік або вгору і вниз через координатний простір X-Y - Z. Підшипники цапф, можливо, повинні підтримувати кілька валів, кожен з яких має свої унікальні рухи. Сконструювати підшипниковий шарнір непросто. Інженери покладаються на програми автоматизованого проектування (САПР), які допомагають їм складати креслення.
Використовує
Типовим використанням підшипникового вузла цапфи є гвинт із змінним кроком. Пропелер повинен обертатися, але кут лопатей повинен бути змінений під час обертання гвинта. Основа кожного леза має вал. Вал леза блокується з підшипником цапфи. Складною серією важелів і шестерень вал лопаті обертається в підшипнику цапфи, тоді як інша частина підшипника підтримує головний обертовий вал. Інжинірингова компанія Andritz AG в Граці, Австрія, розробила такий підшипник для морських гвинтів.
Проблеми стресу
Оскільки вали коливаються, гойдаються і крутяться в одній централізованій точці, на підшипник цапфи надходить велика напруга. У підшипнику цапфи гребного гвинта весь тяг опори знаходиться на головному валу. Поки гвинт обертається і тягне, відцентрова сила намагається відірвати лопаті від маточини. У сільськогосподарському обладнанні спінінговий вал обертає лезо румпеля, але весь носій леза повинен розгойдуватися вгору-вниз, щоб врахувати різні місцевості. Інженери враховують рівень напруги при проектуванні підшипника цапфи, тому він не розпадається під час використання.