Kształtowanie czopów wałów

Zalecenia dotyczące kształtowania poszczególnych czopów wału są następujące:

• kształt i wielkość czopa wejściowego wału są zdeterminowane innymi elementami konstrukcyjnymi, przenoszącymi napęd z lub do wału (sprzęgło). Często na etapie projektowania wału konstrukcja tego elementu nie jest znana, dlatego też zaleca się stosować znormalizowane wymiary czopów wałów walcowych lub stożkowych. Należy również zaznaczyć, że na końcu czopa należy zastosować odpowiednie odsadzenie w celu osiowego ustalenia wspomnianego elementu konstrukcyjnego.
• czopy służące do osadzenia łożysk tocznych muszą mieć wymiar średnicy i długości, odpowiadający wymiarom wewnętrznego pierścienia łożyska; dla średnic powyżej 35mm są to średnice o wymiarach będących wielokrotnością 5mm a dla średnic powyżej 110mm wielokrotnością 10mm. Dodatkowo średnica czopa wału pod łożysko toczne musi mieć odpowiednią tolerancję wymiaru średnicowego oraz chropowatość powierzchni. W zależności od występującego w tym miejscu stanu obciążeń (reakcje) musi również być zapewnione odpowiednie ustalenie osiowe łożyska (wcisk łożyska, pierścienie osadcze, sprężynujące lub nakrętki łożyskowe). Należy też zaznaczyć, że przejście z powierzchni czopa do powierzchni oporowej powinno nastąpić po promieniu możliwie dużym (ze względu na zjawisko karbu), ale nie większym niż promień zaokrąglenia na łożysku.
• czopy służące do osadzania kół na wale powinny być zwiększone od wymiaru w zarysie teoretycznym od 5 do 10% ze względu na konieczność wykonania w tym miejscu odpowiednich rowków wpustowych, bądź wielowypustowych, umożliwiających przeniesienie momentu obrotowego z wału na koło i odwrotnie. Przy czym należy przyjąć zasadę, że nim większa średnica wału, tym mniejsza wartość dodanego wymiaru z podanego zakresu. W przypadku czopów o dużych średnicach często korzystniejszym, ale często i droższym rozwiązaniem jest, zastosowanie w miejsce połączenia wpustowego lub wielowypustowego połączenia wciskowego, które to umożliwia lepsze wyrównoważenie wału. Długość czopa wału zdeterminowana jest zazwyczaj wymaganą długością połączenia lub szerokością piasty koła, a sam czop powinien być położony w ten sposób, aby wał był obciążony siłami w punktach określonych w założonym na początku obliczeń stanie naprężeń.
• powierzchnie przejściowe wału, na których nie są osadzane żadne elementy mogą być wykonane w tolerancji warsztatowej. Różnica średnic między sąsiadującymi czopami nie powinna przekraczać 20%, ze względu na możliwość spiętrzenia naprężeń. Jeżeli średnice mają jednak przekraczać wspomnianą granicę należy rozważyć zastosowanie powierzchni stożkowej czopa przejściowego lub podwójnego stopniowania. W przypadku wału z czopem wejściowym, konieczne jest również zapewnienie odpowiedniej powierzchni, na uszczelnienie wału w korpusie.

W celu odpowiedniego ukształtowania długości czopów wału niezbędne jest obliczenie odpowiednich połączeń wału, przenoszących momenty skręcające.