Валом называют цилиндрическую деталь (длина которой значительно превосходит диаметр), предназначенную для передачи вращательного движения и крутящего момента.

Если вал по всей своей длине имеет один диаметр, то он называется гладким; если же диаметр по длине вала различен, то такой вал называют ступенчатым.
Кроме гладких и ступенчатых, валы могут быть специальными, например коленчатые валы, и их необходимо рассматривать отдельно.

Осью называют также цилиндрическую деталь, однако в отличие от вала ось не предназначена для передачи движений и усилий вращения, а служит в основном для фиксации вращающейся детали. Если вал, как правило, вращается, то ось в большинстве своем неподвижна, а вращаются детали, посаженные на эту ось. Исключение из этого общего правила составляет ось колесной пары вагона или локомотива, которая во время работы вращается.

Материалом для изготовления валов и осей служат обыкновенные углеродистые стали преимущественно марок 40 и 45 ГОСТ 1050—60 или Ст. 4 и Ст. 5 ГОСТ 380—60, а также некоторые легированные стали.

Поверхности валов и осей, работающие на трение, рекомендуется до шлифовки термически обрабатывать; в этом случае резко снижается износ и повреждение рабочих поверхностей.

В качестве опор для валов служат различного рода подшипники, которые разделяются на две основные группы: прдшипники скольжения и подшипники качения.

Подшипники скольжения предназначены для воспринятая радиальных усилий, направленных перпендикулярно осевой линии вала.

Воспринятие усилий, направленных вдоль вала, во многих случаях возможно при помощи создания рабочей поверхности не только по внутренней полости, но и на боковой стороне подшипника или при помощи постановки нового упора — так называемого подпятника.

Рис. 89. Подшипники скольжения:
а —разъемный подшипник; б—неразъемный (розеточный) подшипник; 1— корпус; 2—крышка; 3 — вкладыш (рис. а), втулка (рис. б); 4 — штифт; 5 —масленка; б —болт; 7 —гайки; 8 — фундаментный болт; 9 — гайка; 10 — шайба

Форма опорной трущейся поверхности подшипника зависит от формы шейки вала, которая чаще всего бывает цилиндрической, но может быть конической или шаровой.

Основными элементами подшипника скольжения (рис. 89) являются: корпус, прикрепляемый к машине или составляющий одно целое с ее станиной, и вкладыши — детали, закладываемые в корпус подшипника и непосредственно соприкасающиеся с рабочей поверхностью вала. Корпус подшипника может иметь различную форму и выполняется цельным или разъемным.

У подшипников с разъемным корпусом крышки с корпусом соединены болтами или шпильками. Для разгрузки болтов от поперечных усилий крышки к корпусу подшипника припасовывают не по ровной плоскости, а с уступом — с так называемым «замком». Материалом для корпуса подшипника служит чугун или сталь.

Для образования антифрикционных поверхностей подшипника, т. е. поверхностей, которые при работе не повреждали бы шеек вала и в то же время были бы сами достаточно стоики к износу, в подшипник вставляют вкладыши. В неразъемные подшипники обычно запрессовывают вкладыш в виде втулки и закрепляют его стопорным винтом. В разъемные подшипники вставляют вкладыши, состоящие в большинстве своем из двух половинок. Материалом для вкладышей служат антифрикционные сплавы — бронза и специальные чугуны или пластмасса типа «стирокрил».

Иногда взамен вкладышей внутреннюю поверхность подшипника заливают специальным антифрикционным сплавом.

Чтобы предохранить вкладыши от продольного смещения, их делают с буртиками, а для предохранения от проворачивания фиксируют штифтами.

Форма и размеры вкладышей имеют большое значение для работы подшипника. Вкладыши должны быть достаточно прочными и возможно большей поверхностью соприкасаться с корпусом подшипника, благодаря чему улучшаются условия отвода тепла. Чрезмерно слабый вкладыш или малая опорная поверхность его в корпусе может вызывать прогиб вкладыша и защемление вала. Большое значение для нормальной работы подшипника имеет смазка, для чего на валу или на вкладышах выполняют смазочные канавки, обеспечивающие смазывание всей рабочей поверхности вкладыша.

Подшипники качения представляют собой наиболее совершенный вид опор и в современном машиностроении находят все более широкое применение. Подшипники качения разделяются на две основные группы по форме элементов качения: шариковые подшипники и подшипники роликовые, которые в свою очередь могут быть с цилиндрическими роликами, с коническими, витыми, бочкообразными и игольчатыми.

По способу воспринятия нагрузки подшипники качения различаются: на подшипники радиальные, воспринимающие усилия, направленные лишь перпендикулярно оси вала; упорные, воспринимающие усилия, направленные вдоль оси вала, и радиально-упорные, воспринимающие как перпендикулярные, так и продольные усилия.

По способности самоустанавливаться при перекосе вала или корпуса подшипники разделяют на самоустанавливающиеся и несамо-устанавливающиеся. В самоустанавливающихся подшипниках внутренняя обойма имеет возможность смещаться, изменять наклон по отношению к наружной обойме подшипника и тем самым выравнивать перекос, допущенный при монтаже оси или вала.

Преимущество подшипников качения перед подшипниками скольжения заключается в том, что в них трение скольжения заменено трением качения, имеющим меньший коэффициент трения. Следовательно, при подшипниках качения меньшая часть энергии затрачивается на преодоление сил трения и в конечном счете на нагрев подшипника.

Хорошо подобранный и правильно установленный подшипник качения способен работать дольше. Он надежнее подшипника скольжения и не требует частой проверки наличия смазки.

Вместе с тем следует отметить, что попадание в подшипник грязи или песка быстро выводит его из строя. Поэтому при установке подшипников особенно важно принять меры против их загрязнения; подшипник должен быть установлен в хорошо закрытом корпусе.

Посадка подшипника в корпус и насадка на валы могут быть выполнены различно в зависимости от характера и назначения механизма. Однако можно придерживаться одного правила: соединение подшипника с вращающимся элементом должно быть неподвижным, напряженным, а в соединении с неподвижным элементом посадка подшипника должна быть более легкой. Если, например, вал вращается, а корпус неподвижен, то подшипник на вал садится неподвижной посадкой, а в корпус входит более свободно.