Transcript 07 siklocsapagyak

VII. SIKLÓCSAPÁGYAK
BEVEZETÉS
A csapágyak csoportosítása
A súrlódás jellege szerint
A terhelés iránya szerint
A kenés jellege szerint
Sikló csapágy
Gördülő csapágy
Radiális
Axiális
Vegyes
Száraz
Hidrodinamikus
Hidrosztatikus
A siklócsapágyak főbb szerkezeti elemei
Tengelycsap
Csapágyház
Csapágypersely
Csapágybélés
Kenőanyag
A SIKLÓCSAPÁGYAK
MŰKÖDÉSÉNEK FIZIKAI
ALAPJAI
A csap és persely közötti súrlódás
változatai
Száraz (Coulomb-féle) súrlódás Fs    Fny
Vegyes súrlódás
  0,2
0,005    0,2
Folyadék (Newton-féle) súrlódás 0,001   0,002
A folyadéksúrlódás származtatása
Az áramlási tér felvétele
Az áramlási tér felvétele
A folyadék egy részének (képzeletbeli)
megfestése
A folyadék mozgása a felső lap
elmozdítása következtében
A folyadék mozgása a felső lap
elmozdítása következtében
A folyadék mozgása a felső lap
elmozdítása következtében
A folyadék mozgása a felső lap
elmozdítása következtében
A felső lap mozgatásához szükséges erő
meghatározása
A felső lap mozgatásához szükséges erő
meghatározása
Fs   s  A
v
 s    lim
z  0 z
v
s 
z
A viszkozitási tényező
Dinamikai viszkozitási tényező ()
v
s 
z
Mértékegysége

s
v
z
Ns
   2
m
   ( p, T )
Poiseuille
0,001 víz
Számértéke   0,1
repceolaj
1
ricinusola j

Nyomásviszonyok a siklócsapágyban
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
A csap helyzete a fordulatszám
függvényében
Stribeck-diagram
A csapágyban lezajló fizikai folyamatok
Olaj besodródása a csap alá (hidrodinamikai kenés)
Hidrodinamikus felhajtóerő keletkezése
Folyadéksúrlódás kialakulása
Folyadékeláramlás a persely végeinél (olajveszteség)
Hőfejlődés
A csapágyak fontosabb számadatai
J  Dd
J: játék
: relatív játék
Dd

d
h0: Minimális résméret
e: excentricitás
e  r  h0
 : relatív excentricitás   e
r
b: a csap hossza
D, R: : a furat átmérője ill. sugara
d, r: a csap átmérője ill. sugara
2e

Dd
A csapra ható dinamikus felhajtóerő
A felhajtóerő meghatározása
Nyomáseloszlás a csapágyhézagban:
2
2
2



6 
1
 2 z    1    cos
p( , z )  2 1      
d  
 d 
3
2
   b    0 1    cos 
0 1    cos 

A felhajtóerő:
F
b
2
 p( , z )  r  d  dz

b
2

b

F  2 d  b    ,  , 

d

 : Sommerfeld-féle csapágyszám
 : A kenőanyaggal érintett terület átfogási szöge
 : Relatív játék
A Sommerfeld-féle  csapágyszám
meghatározása
(J.8.18., 8.19. ábrák)
Félig nyitott csapágypersely
Zárt csapágypersely
esetén (=180°)
esetén (=360°)
A csapágy súrlódási tényezője
A csap kerülete mentén ébredő súrlódási feszültség
v
s 
z
  r  
4
1    cos   
 s  , z  
3

2
r  1    cos 
1    cos   
d
2
A csapra ható teljes súrlódási erő
Fs 
b
2 2
 
0
Fs

F

s
( , z )  r  d  dz
b
2
A csap súrlódási tényezője
b  C: súrlódási szám

     C  ,  , 
d   : Relatív játék

A C súrlódási szám meghatározása
(J.8.20., 8.21. ábrák)
Félig nyitott csapágypersely
esetén (=180°)
Zárt csapágypersely
esetén (=360°)
A csapágy hőmérséklete
A felszabaduló súrlódási hő
Ps  Fs  vker  Ps    F  r  
A csapágy külső felületén eltávozó hő

Q    Acs  t ü  t 0 
Az energiamegmaradás tétele a csapágyra alkalmazva

QP
   Acs  tü  t0     F  r  
s
A csapágy üzemi hőmérséklete
  F  r 
tü 
 t 0 C: súrlódási szám
  Acs
A szükséges kenőanyagmennyiség
A csapágy szélein kiáramló olaj sebessége

1 p
vz 

y2  h y
2 z z   b

2
Az eltávozó foladék hozama

Q  2 v z (r ,  )dAz
→

2
h
v ( r ,  )  r  dr  d



Q2
z
0 r 0
b

Q  r     b  d  I   ,  , 
d


I: átáramlási szám
Az I átáramlási szám meghatározása
(J.8.22., 8.23. ábrák)
Félig nyitott csapágypersely
esetén (=180°)
Zárt csapágypersely
esetén (=360°)
A SIKLÓCSAPÁGYAK
FŐBB SZERKEZETI
KIALAKÍTÁSAI
Osztatlan szemcsapágy
Osztott házú szemcsapágy
Pajzscsapágy
Egyirányú axiális siklócsapágy
Kétirányú axiális siklócsapágy
Talpcsapágy
Hidrosztatikus hordozó (radiális-)
csapágy
Hidrosztatikus talpcsapágy
Gömbcsapágy
Csúcs-csapágy
A SIKLÓCSAPÁGYAK
ANYAGAI
A csapágyház anyagai
Acél
Öntött acél
Öntöttvas
A tengelycsap anyagai
Acél
Edzett acél
A csapágypersely anyagai
1. Bronz
a) Ónbronz (réz + ón)
b) Ólombronz (réz + ólom)
c) Alumíniumbronz (réz + alumínium)
2.
3.
4.
5.
Sárgaréz (réz + horgany)
Öntöttvas
Porfém
Műanyag
a) Poliamid
b) Teflon
c) Műszén
A csapágybélés anyagai
Fehérfém
a) Ón alapú fehérfém (ón + horgany + réz)
b) Ólom alapú fehérfém (ólom + horgany + ón)
Javasolt csapágyanyagok
[S.8.1. (165-168.o.), ]
A SIKLÓCSAPÁGYAK
KENŐBERENDEZÉSEI
Kenőanyagok
1. Ásványolajok (kőolaj lepárlási termékei)
(S.8.11. 175-179.o.)
a) Orsóolaj
b) Könnyű, közepes, nehéz gépolaj
c) Motorolaj
2. Kenőzsírok (ásványolaj + tömítőanyag: szappan, viasz,
parafin)
(S.8.12. (180-181.o.)
3. Víz
4. Levegő
Olajozók
Kanócos
Csepegtető
Kenőgyűrűs
S.8.25. (187.o.)
Zsírzók
Zsírszelence
Zsírzógomb
Zsírzóprés
Az olajveszteség megakadályozásának
módszerei
Veszteséges olajozás
réstömítés
labirinttömítés
Védőtömítések
Nemeztömítés
rúgós tömítés [Simering]
A SIKLÓCSAPÁGYAK
MÉRETEZÉSÉNEK LÉPÉSEI
1. A csapágy kiindulási adatainak felvétele
[S.8.1. tábl. (165. o.)]
a)
A csapágy radiális terhelésének és fordulatszámának
meghatározása
F  ...
b)
c)
N  ...
A csap és a persely anyagának kiválasztása a géptípus
függvényében
A csaphossz-átmérő viszony kiválasztása
b
 ...
d
d)
A csapágy megengedett felületi terhelésének kiválasztása
pmeg  ...
2. A tengelycsap méreteinek előzetes
meghatározása
a)
Előzetes átmérő- és csaphosszmeghatározás a felvett
adatok függvényében
d
b)
F
b
pmeg   
d
b
b   d
d
A tengelycsap szilárdsági ellenőrzése
d3
32 M hj
   meg
3. A tengelycsap kerületi sebességének
meghatározása
a)
Kerület sebesség a fordulatszám ismeretében
v ker
b)
d
 2  N
2
A csap megengedhető kerületi
kiválasztása (S.8.1. tábl. 165. o.)
sebességének
v meg  ...
c)
A kerület sebesség ellenőrzése
v ker  v meg
Ha a feltétel nem teljesül, más anyagot keresünk, és
újraszámoljuk az egészet.
4. A csapágyjáték és a persely átmérőjének
meghatározása
a)
A relatív csapágyjáték felvétele táblázat alapján (J.8.24.
ábra. 189. o.), vagy az alábbi tapasztalati képlet szerint:
  0,8  4 vker
b)
A tényleges csapágyjáték meghatározása
J   d
c)
A persely átmérőjének meghatározása
D J d
5. A minimális csapágyhézag
meghatározása
a)
A csap és a persely átlagos felületi érdességének felvétele
(J. 189. old.)
Ra ,csap  ...
b)
A várható legnagyobb kiemelkedés meghatározása
 persely  4,5  Ra , persely
 csap  4,5  Ra ,csap
c)
Ra , persely  ...
A csapágyhézag biztonsági tényezőjének kiválasztása (J.
189. old. Ott x-szel van jelölve)
nh  ...
d)
A minimális csapágyhézag meghatározása

h0  nh   csap   persely

6. A Sommerfeld-féle  csapágyszám
meghatározása
a)
b)
A csapágy excentricitásának meghatározása
Dd
e
 h0
2
A csapágy relatív excentricitásának meghatározása
2e

Dd
c)
d)
A kenőanyaggal érintett felület átfogási szögének
megállapítása (Csak alul kent esetén =180°, zárt
csapágypersely esetén =360°)
A Sommerfeld-féle  csapágyszám meghatározása ,  és
b/d függvényében (J.8.18, J.8.19. ábra. 184. o.)
b

   ,  ,   ...
d

7. A kenőanyag viszkozitásának
meghatározása
a) A tengely szögsebességének meghatározása
  2  N
b) A kenőanyag dinamikai viszkozitása
F  2

b

d  b      ,  , 
d

c) A kenőanyag kinematikai viszkozitása



 : a kenőanyag sűrűsége
8. A csapra ható teljes súrlódási erő
meghatározása
a) A súrlódási szám meghatározása ,  és b/d függvényében
(J.8.20., 8.21. ábrák)
b

C   ,  ,   ...
d

b) A súrlódási tényező meghatározása
b

    C  ,  , 
d

c) A csapra ható teljes súrlódási erő
Fs    F
9. A csapágy üzemi hőmérsékletének
meghatározása
a) A súrlódási veszteség meghatározása
Ps  Fs  vker
b) Az  hőátadási tényező megállapítása (J. 186. old.)
  ...
c) A csapágyház külső Acs felületének meghatározása
Acs  ...
c) A t0 környezeti hőmérséklet megállapítása
t 0  ...
d) A csapágy üzemi hőmérséklete
Ps
tü 
 t0
  Acs
10. A csapágy illesztésének meghatározása
A relatív játék hőmérsékleti tényezőjének felvétele a csapágy
anyagának függvényében (S.8.3. tábl. 169.o.)
S  ...
a) A hideg csapágy relatív játékának meghatározása
 0   ü  S  t  t 0   106
b) A csapágy illesztésének meghatározása (S.8.4. tábl. 170.o.)
11. A kenőanyagszülséglet meghatározása
a)
Az átáramlási szám meghatározása
függvényében (J.8.20., 8.21. ábrák)
,  és b/d
b

I   ,  ,   ...
d

b) A fajlagos kenőanyagmennyiség meghatározása
b

q    v ker  I   ,  , 
d

c) A csapágy időegységre jutó kenőanyagszükséglete
Q  q  b  d
12. A csapágykonstrukció elkészítése
a) A megfelelő kenőanyag kiválasztása  és tü függvényében
(J.8.8. ábra, vagy S.8.11. tábl. 175. old.)
 ismeretében.
b) A kenési rendszer megtervezése Q
c) A csapágykonsrtukció elkészítse
d) Ajánlott csapágyméretek :
8.13. (182.o.), S.8.14. (183. o.), S.8.15. (184.o.)]
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET