Transcript Ložiska – prezentace - Učíme v prostoru

UČÍME V PROSTORU
STROJÍRENSTVÍ
Název předmětu: Stavba a provoz strojů
Název a ID tématu: Ložiska (ST 25)
Zpracoval(a):
Ing. Josef Němeček
LOŽISKA
ROZDĚLENÍ LOŽISEK
LOŽISKA rozdělujeme podle druhu tření na
» Kluzná ložiska
» Valivá ložiska
KLUZNÁ LOŽISKA
Mezi kluzným ložiskem a hřídelí vzniká smykové tření,
které závisí na: tlaku v ložisku, materiálu ložiska, materiálu
hřídele, jakosti povrchů, obvodové rychlosti, provozní teplotě a
mazání ložiska.
DRUHY KLUZNÝCH LOŽISEK
Pouzdro
Pánev
Segmentové ložisko
VLASTNOSTI KLUZNÝCH LOŽISEK
»
Výhody kluzných ložisek:
»
»
»
»
»
»
jednoduchá montáž,
menší vnější průměr oproti valivým ložiskům,
tichý a klidný chod,
nejvyšší provozní otáčky,
snáší rázové zatížení,
některé materiály snáší provoz za obtížných podmínek (bez mazání, vysoké
teploty, chemikálie, vlhké prostředí).
»
Nevýhody kluzných ložisek:
»
»
»
»
»
náročná výroba obou kluzných ploch,
větší délka oproti valivému ložisku,
nutno zabezpečit kvalitní mazání,
vyšší spotřeba maziva, možnost zadření při nekvalitním mazání,
méně vhodná pro častý rozběh a doběh.
MATERIÁL KLUZNÝCH LOŽISEK
»
»
»
»
»
Požadavky na materiál:
- malý součinitel tření,
- odolnost proti opotřebení,
- schopnost jímat tvrdé částice,
- malá tepelná roztažnost a dobrá tepelná vodivost.
»
Nejčastěji používané materiály:
»
- olověné a cínové kompozice (Pb – Sn, Sn – Cu)
»
»
»
»
»
»
»
- bronzy cínové, olověné, cínoolověné, hliníkové
- mosazi
- slitiny hliníku
- spékané kovy
- litiny
- vícevrstvé materiály např. pouzdra KX, KU
- nekovové materiály (PTFE, pryž, tvrzená tkanina, polyamid PA...)
KONSTRUKCE KLUZNÝCH LOŽISEK
»
»
»
»
Ložisková vůle: Ložisková pouzdra: tolerance vnitřního průměru H7, H8
Vůle v ložisku: 0.3 – 2 ‰ průměru čepu.
Vůle závisí na funkci, pracovní teplotě, únosnosti…
Obvyklá uložení: H7/f8 , F7/h6…
»
Výpočet kluzných ložisek: - na tlak: p =
»
»
- součin (p . v) < 𝑝 . 𝑣 𝑑𝑜𝑣
𝐹
𝑆
……musí být splněno…p < pdov
VALIVÁ LOŽISKA
Smykové tření je u nich nahrazeno valivým třením valivých tělísek,
která mají tvar koule, válce, kužele, jehly nebo válečku. Vzniká zde
v menší míře i smykové tření mezi valivými tělísky a klecí.
Základní části valivého ložiska:
- vnější kroužek,
- vnitřní kroužek,
- valivá tělíska,
- klec.
VLASTNOSTI VALIVÝCH LOŽISEK
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Výhody: - menší tření především při rozběhu a doběhu, při nízkých otáčkách a při
kývavém pohybu,
- menší délka ložiska,
- odolnější proti zadření,
- spotřebují méně maziva,
- normalizované typy v několika rozměrových řadách,
- běh bez výrazného oteplení.
Nevýhody: - hůře snáší rázy,
- větší vnější průměr proti kluzným ložiskám,
- nejvyšší otáčky jsou omezeny podle velikosti a typu ložiska,
- při vyšších otáčkách mohou být hlučnější.
DRUHY VALIVÝCH LOŽISEK
VÝPOČTY VALIVÝCH LOŽISEK
STATICKÉ NAMÁHÁNÍ:
»
»
»
»
»
Základní statická únosnost Co– je zatížení, které vyvolá ve středu nejvíce
zatíženého tělíska stykové napětí 4000 MPa.
Ekvivalentní statické zatížení Fe𝟎 - je vypočítané zatížení, které vyvolá ve
stykovém místě ložiska stejnou trvalou deformaci jako skutečné zatížení.
Statická bezpečnost ložiska K0 se kontroluje u ložisek namáhaných velmi
nízkými otáčkami, nebo u ložisek s kývavým pohybem.
»
»
K0 =
Co
Fe0
»
»
»
FAX axiální síla
»
Fe0 = Xo × FR + Yo × FAX
»
Fe0 (náhradní) síla
X, X0 radiální součinitele viz tab.
Y, Y0 axiální součinitele viz tab.
FR radiální síla
DYNAMICKÉ NAMÁHÁNÍ
»
»
»
»
»
Základní dynamická únosnost C – je takové neproměnné zatížení, při kterém
dosáhne většina stejných ložisek základní trvanlivosti 106otáček.
Ekvivalentní dynamické zatížení Fe- je vypočítané zatížení, které má vliv na
životnost ložiska jako skutečné zatížení.
Základní trvanlivost ložiska L (Lh) - je doba provozu ložiska při 90%
spolehlivosti.
»
»
L=
𝐶
𝐹𝑒
𝑝
(10 6 otáček)
p = 3 pro kuličková ložiska
10
3
pro ostatní ložiska
»
p=
»
𝑛 = 𝑜𝑡áč𝑘𝑦 𝑙𝑜ž𝑖𝑠𝑘𝑎
»
Lh=
C 𝑝
𝐹𝑒
×
106
𝑛×60
ℎ𝑜𝑑
Fe = X × FR + Y × FAX
1
𝑚𝑖𝑛
MAZÁNÍ LOŽISEK
»
Důvody mazání
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Snižuje tření.
Odvádí teplo vzniklé třením z ložiska.
Mazivo zabraňuje vnikání prachu a vody do ložiska.
»
»
Kapalinné tření – mazivo zcela odděluje vzájemně se pohybující plochy,
f = 0.001 – 0.01
Druhy kluzného tření
Suché tření – kluzné plochy bez maziva, f = 0.1 – 0.5
Mezní (polosuché) tření – při změně velikosti zatížení nebo rychlosti pohybu se
vrstva maziva poruší, dochází k přímému dotyku třecích ploch, f = 0.01 – 0.1
MAZIVA
»
Druhy maziv
»
»
»
»
Kapalná maziva - oleje
kritéria:
druh oleje: motorový, ložiskový, kompresorový…
vlastnosti: viskozita, bod tuhnutí, bod vzplanutí, bod hoření, karbonizační číslo…
»
»
»
»
Plastická maziva - mazací tuky (nepřesně „vazelíny“)
kritéria:
druh mazacího tuku: pro valivá ložiska, pro ložiska vodních čerpadel…
vlastnosti: zmýdelnění (Ca, Na, Li), číslo penetrace (konzistence), bod skápnutí
Tuhá maziva: - Přírodní krystalický grafit
- Sirník molybdeničitý (obchod. Název „Molyka“)
- Prášková maziva na bázi směsi teflonu, parafínu apod.
»
»
Plynná maziva : Použijí se tehdy, kdy se jiná maziva porušují či odpařují.
(Vzduch, N2, CO2)
MAZÁNÍ LOŽISEK
Hydrodynamický princip mazání:
»
»
Uplatňuje se čerpací účinek klínové drážky.
Při nízkých otáčkách ale dochází k dotyku a opotřebení stykových
ploch.
Hydrostatický princip mazání:
»
mazivo je do ložisek vtlačováno čerpadlem
Systémy mazání:
»
»
»
»
»
»
»
»
- broděním,
- kroužkové mazání,
- rozstřikem,
- olejovou mlhovinou
- oběhové mazání (viz obr. hydrostat. mazání)
- ruční olejničkou,
- mazacím lisem,
- knotové mazání.
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
MRÁZ, Libor. Stavba a provoz strojů I. Vyd. 1. Zlín: Publikace pro vnitřní
potřebu SPŠ Zlín