Ložisko

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. prosince 2019; kontroly vyžadují 50 úprav .

Ložisko (od "pod hrotem " ) - sestava , která je součástí podpěry nebo dorazu a podpírá hřídel , nápravu nebo jinou pohyblivou konstrukci s danou tuhostí . Fixuje polohu v prostoru, zajišťuje rotaci , odvalování s nejmenším odporem, vnímá a přenáší zatížení z pohyblivé jednotky na ostatní části konstrukce [1] .

Podpěra s axiálním ložiskem se nazývá axiální ložisko .

Základní parametry ložisek: [2]

Maximální dynamické a statické zatížení (radiální a axiální).
Maximální otáčky (ot./min pro radiální ložiska).
Přistávací rozměry.
Třída přesnosti ložisek .
Požadavky na mazání [3] .
Životnost ložisek před známkami únavy , v otáčkách.
Hluk ložiska
Vibrační ložisko

Síly zatěžující ložisko se dělí na:

radiální , působící ve směru kolmém k ose ložiska;
axiální , působící ve směru rovnoběžném s osou ložiska.

Hlavní typy ložisek

Podle principu činnosti lze všechna ložiska rozdělit do několika typů:

valivá ložiska;
kluzná ložiska;

Mezi kluzná ložiska patří také:

Hlavní typy, které se používají ve strojírenství, jsou valivá ložiska a kluzná ložiska .

Valivá ložiska

Valivá ložiska se skládají ze dvou kroužků, valivých těles (různých tvarů) a klece (některé typy ložisek mohou být bez klece), které oddělují valivá tělesa od sebe, drží je ve stejné vzdálenosti a usměrňují jejich pohyb. Na vnějším povrchu vnitřního kroužku a vnitřním povrchu vnějšího kroužku (na koncových plochách kroužků axiálních valivých ložisek) jsou vytvořeny drážky - valivé dráhy, po kterých se odvalují valivá tělesa při provozu ložiska.

Existují také volná ložiska, skládající se z klece a do ní vložených kuliček (viz obrázek níže), která lze vytáhnout.

Existují valivá ložiska vyrobená bez klece. Taková ložiska mají větší počet valivých těles a vyšší únosnost. Mezní otáčky ložisek s plným počtem jsou však mnohem nižší kvůli zvýšené odolnosti vůči kroutícímu momentu.

U valivých ložisek dochází převážně k valivému tření (mezi klecí a valivými tělesy dochází pouze k malým ztrátám kluzným třením), proto se oproti kluzným ložiskům snižují ztráty energie třením a snižuje se opotřebení. Uzavřená valivá ložiska (s ochrannými kryty) prakticky nevyžadují údržbu (změny mazání), otevřená jsou citlivá na vnikání cizích těles, což může vést k rychlé destrukci ložiska.

Klasifikace

Klasifikace valivých ložisek se provádí na základě následujících vlastností:

Podle typu valivých těles
- míč,
- Váleček (jehla, pokud jsou válečky tenké a dlouhé);
Podle typu vnímané zátěže
- Radiální (zatížení podél osy hřídele není povoleno).
- Radiální tah, tah radiální. Vnímejte zatížení podél i napříč osou hřídele. Často je zatížení podél osy pouze v jednom směru.
- Tah (zatížení přes osu hřídele není povoleno).
  - Kuličkové šrouby . Rozhraní šroub-matice je zajištěno přes valivá tělesa.
Podle počtu řad valivých těles
- jedna řada,
- dvojitá řada,
- Víceřadý;
- Samovyrovnávací.
- Nesamočinné.

Podle materiálu valivých těles:
- Zcela ocel;
- Hybridní: ocelové kroužky, nekovová valivá tělesa, obvykle keramická, používané v rychle se otáčejících mechanismech, nejčastěji v motorech s plynovou turbínou ;

Radiální válečkové ložisko
Axiální kuličkové ložisko
Axiální válečkové ložisko
Kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem
Kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem se čtyřbodovým stykem
Valivé ložisko s kosoúhlým stykem (kuželové)
Samonaklápěcí dvouřadé kuličkové ložisko s hlubokou drážkou
Samonaklápěcí radiální válečkové ložisko
Samonaklápěcí válečkové ložisko s kosoúhlým stykem
Samonaklápěcí dvouřadé radiální válečkové ložisko ( sférické )
samonaklápěcí ložisko
Jehlová válečková klec
kuličkový šroub
Balónky

Mechanická teorie

Ložisko je v podstatě planetový mechanismus , ve kterém je unášečem separátor, funkce centrálních koleček plní vnitřní a vnější kroužky a valivá tělesa nahrazují satelity.

Frekvence otáčení klece nebo frekvence otáčení kuličky kolem osy ložiska:

n C = n jeden 2 ( jeden − D ω d m ) , {\displaystyle n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),}

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

kde je rychlost otáčení vnitřního kroužku kuličkového ložiska,

n_{1}

{\displaystyle D_{\omega ))

- průměr koule,

$d_{m}=0,5(D+d)$ - průměr kružnice procházející osami všech valivých těles (kuliček nebo válečků).

Frekvence otáčení koule vzhledem k separátoru:

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\vpravo).

Frekvence otáčení klece při otáčení vnějšího kroužku:

n_{c*}={\frac {n_{3}}{2}}\left(1+{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

kde je rychlost otáčení vnějšího kroužku kuličkového ložiska.

n_{3}

Pro ložisko s kosoúhlým stykem:

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }\cos \alpha }{d_{m}}\right) ,

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }\cos ^{2}\alpha }{d_{m}}}\right).

Z výše uvedených vztahů vyplývá, že při otáčení vnitřního kroužku se separátor otáčí stejným směrem. Frekvence otáčení klece závisí na průměru kuliček konstantně : roste se zmenšováním a klesá se zvětšováním ${\displaystyle D_{\omega ))$ ${\displaystyle d_{m))$ ${\displaystyle D_{\omega ))$ $D_{\omega }.$

V tomto ohledu je rozdíl ve velikosti kuliček v sadě ložisek příčinou zvýšeného opotřebení a selhání separátoru a ložiska jako celku.

Když se valivá tělesa otáčejí kolem osy ložiska, je každé z nich ovlivňováno odstředivou silou , která navíc zatěžuje oběžnou dráhu vnějšího kroužku :

F_{c}=0,5md_{m}\omega _{c}^{2},

kde je hmotnost valivého tělesa,

m

\omega_{c}

je úhlová rychlost separátoru.

Odstředivé síly způsobují přetěžování ložiska při provozu se zvýšenými otáčkami , zvýšený vývin tepla (přehřívání ložiska) a zrychlené opotřebení klece. To vše snižuje životnost ložiska.

V axiálním ložisku působí na kuličky kromě odstředivých sil také gyroskopický moment v důsledku změny směru osy rotace kuliček v prostoru. $M_{r}:$

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}.

Gyroskopický moment bude působit na kuličky a v rotujícím kuličkovém ložisku s kosoúhlým stykem působením axiálního zatížení:

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}\sin \alpha ,

kde je polární moment setrvačnosti hmoty koule;

J=\rho \cdot \pi \cdot D_{\omega }^{5}/60

\rho

je hustota materiálu kuličky;

\omega_{c}

je úhlová rychlost otáčení koule kolem osy hřídele (úhlová rychlost separátoru);

{\displaystyle \omega _{sp))

je úhlová rychlost otáčení koule kolem své osy.

Působením gyroskopického momentu každá kulička obdrží další rotaci kolem osy kolmé k rovině tvořené vektory úhlové rychlosti kuličky a separátoru. Takové otáčení je doprovázeno opotřebením valivých ploch a aby se zabránilo otáčení, mělo by být ložisko zatíženo takovou axiální silou, aby byla splněna podmínka:

T_{f}=M_{r},

kde je moment třecích sil od axiálního zatížení na styčných plochách kuliček s kroužky.

T_f

Konvenční označení valivých ložisek v SSSR a Rusku

Sovětské a ruské značení ložisek se skládá ze symbolu a je standardizováno v souladu s GOST 3189-89 a symbolem výrobce.

Hlavní označení ložiska se skládá ze sedmi číslic hlavního označení (s nulovými hodnotami těchto znaků lze snížit na 2 znaky) a doplňkového označení, které je umístěno vlevo a vpravo od hlavního. V tomto případě je doplňkové označení umístěné vlevo od hlavního vždy odděleno pomlčkou (-) a doplňkové označení umístěné vpravo vždy začíná písmenem. Čtení značek hlavního a doplňkového označení se provádí zprava doleva.

Kluzná ložiska

Definice

Kluzné ložisko - podpěra nebo vedení mechanismu nebo stroje, ve kterém dochází ke tření při klouzání protilehlých ploch. Radiální kluzné ložisko je pouzdro s válcovým otvorem, do kterého je vložen pracovní prvek - vložka, nebo pouzdro z valivého materiálu a mazací zařízení. Mezi hřídelí a otvorem ložiskového pouzdra je mezera vyplněná mazivem, která umožňuje hřídeli volně se otáčet. Výpočet vůle ložiska pracujícího v režimu oddělení třecích ploch mazací vrstvou vychází z hydrodynamické teorie mazání .

Při výpočtu se zjišťují: minimální tloušťka mazací vrstvy (měřeno v mikronech ), tlak v mazací vrstvě, teplota a spotřeba maziv . V závislosti na konstrukci, obvodové rychlosti čepu , provozních podmínkách může být kluzné tření suché , mezní , kapalinové a plynové dynamické . Avšak i ložiska s kapalinovým třením procházejí při rozběhu fází mezního tření.

Mazání je jednou z hlavních podmínek spolehlivého provozu ložiska a zajišťuje nízké tření, oddělení pohyblivých částí, odvod tepla a ochranu před škodlivými vlivy prostředí.

Mazání může být:

kapalina (minerální a syntetické oleje , voda pro nekovová ložiska),
plast (na bázi lithného mýdla a sulfonátu vápenatého atd.),
pevné látky ( grafit , disulfid molybdenu atd.) a
plynné (různé inertní plyny , dusík atd.).

Nejlepší výkonové vlastnosti vykazují porézní samomazná ložiska vyrobená práškovou metalurgií . Porézní samomazné ložisko napuštěné olejem se během provozu zahřívá a uvolňuje mazivo z pórů na pracovní kluznou plochu, v klidu se ochlazuje a absorbuje mazivo zpět do pórů.

Materiály valivých ložisek jsou vyrobeny z tvrdých slitin ( karbid wolframu nebo karbid chrómu práškovou metalurgií nebo vysokorychlostním stříkáním plamenem ), babbits a bronzy , polymerní materiály , keramika , tvrdé dřevo ( železné dřevo ).

FV faktor

PV-faktor je hlavní charakteristika (kritérium) pro hodnocení výkonu kluzného ložiska. Je součinem měrného zatížení P (MPa) a obvodové rychlosti V (m/s). Stanovuje se pro každý valivý materiál experimentálně při testování nebo za provozu. Mnoho údajů o dodržování optimálního FV faktoru je uvedeno v referenčních knihách

Klasifikace

Klasifikace je založena na analýze provozních režimů ložisek podle Gersey-Striebeckova diagramu .

Podíl kluzných ložisek:

v závislosti na tvaru otvoru ložiska:
- jedno nebo více povrchů,
- s odsazenými plochami (ve směru otáčení) nebo bez (pro zachování možnosti zpětného otáčení),
- s odsazením středu nebo bez něj (pro konečnou instalaci hřídelí po montáži);
ve směru vnímání zátěže:
- radiální
- axiální (axiální, axiální ložiska),
- radiální tah;
podle návrhu:
- jednodílný (rukáv; hlavně pro I-1),
- odnímatelné (skládající se z těla a krytu; v podstatě pro všechny kromě I-1),
- vestavěný (rám, který tvoří jeden celek s klikovou skříní, rámem nebo ložem stroje);
podle počtu olejových ventilů:
- s jedním ventilem
- s více ventily;
možná regulace:
- neregulovaný,
- nastavitelný.

Níže je uvedena tabulka skupin a tříd kluzných ložisek (příklady označení: I-1, II-5) .

Skupina	Třída	Způsob mazání	Typ tření	Přibližný koeficient tření	Účel	Oblast použití
I (nedokonalé mazání)
	jeden	Malé množství, dodávka přerušovaná	Hranice	0,1…0,3	Nízké kluzné rychlosti a nízké měrné tlaky	Opěrné válečky dopravníků , pojezdová kola mostových jeřábů
	2	Obvykle kontinuální	polotekutý	0,02…0,1	Krátkodobý provoz s konstantním nebo proměnným směrem otáčení hřídele, nízkými otáčkami a vysokým měrným zatížením	Lineární a formovací stroje Kovací a lisovací zařízení válcovny zdvihací stroje
	3	Olejová lázeň nebo kroužky		0,001…0,02	Mírně se měnící velikost a směr námahy, velká a střední zátěž	Krabice na vozy těžké stroje Výkonné elektrické stroje Těžké převodovky Textilní stroje
	3	Pod tlakem		0,001…0,02	variabilní zátěž	plynové motory Pomalé a lodní motory
II
	čtyři	Kroužky, kombinované nebo pod tlakem	kapalina	0,0005…0,005	Nízké obvodové rychlosti hřídelů, zvláště obtížné provozní podmínky se zatížením, které je proměnlivé ve velikosti a směru	Elektrické stroje středního a malého výkonu Lehké a střední převody Odstředivá čerpadla a kompresory válcovny
	5	Pod tlakem	kapalina	0,005…0,05	Lehce zatížená ložiska s vysokou kluznou rychlostí	Parní turbíny vodní turbíny plynové turbíny Axiální ventilátory Turbodmychadla

Výhody

Spolehlivost ve vysokorychlostních pohonech
Schopný absorbovat značné rázové a vibrační zatížení
Relativně malé radiální rozměry
Umožňují montáž dělených ložisek na čepy klikového hřídele a při opravě nevyžadují demontáž dalších dílů
Jednoduchá konstrukce v nízkorychlostních strojích
Nechte působit ve vodě
Umožněte nastavení mezery a zajistěte přesnou instalaci geometrické osy hřídele
Ekonomické pro velké průměry hřídele

Nevýhody

Během provozu vyžadují neustálý dohled nad mazáním
Poměrně velké osové rozměry
Vysoké ztráty třením při rozběhu a nedokonalé mazání
Vysoká spotřeba maziva
Vysoké nároky na teplotu a čistotu maziva
Snížená účinnost
Nerovnoměrné opotřebení ložiska a čepu
Použití dražších materiálů

Viz také

ABEC - třída přesnosti ložisek

Poznámky

↑ LOŽISKO | Online encyklopedie po celém světě . Získáno 13. listopadu 2010. Archivováno z originálu 11. srpna 2010. (neurčitý)
↑ Výkon ložiska | Ložiska . Datum přístupu: 17. října 2022. (neurčitý)
↑ Mazivo pro ložiska . (neurčitý)

Literatura

Anuryev V.I. Příručka konstruktéra-stavitele strojů: ve 3 svazcích / ed. I. N. Zhestkovoy. - 8. vyd., revidováno. a doplňkové - M .: Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 s. - BBK 34,42 ya2. - MDT 621 001,66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .
Kluzná ložiska // Strojní součásti v příkladech a úlohách: [proc. příspěvek] / Nichiporchik S. N., Korzhentsevsky M. I., Kalachev V. F. a další; pod celkovou vyd. S. N. Nichiporchika. - 2. vyd. - Mn. : Vysoká škola, 1981. - Ch. 13. - 432 s. - BBK 34,44 I 73. - MDT 621,81 (075,8) .
Lelikov O.P. Základy výpočtu a návrhu součástí a jednotek strojů. Poznámky k přednášce předmětu "Strojní části". - M .: Mashinostroenie, 2002. - 440 s. - LBC 34,42. - MDT 621.81.001.66 . - ISBN 5-217-03077-1 .
Iosilevich G. B. Části strojů: učebnice. pro stud. strojírenství specialista. vysoké školy. - M. : Mashinostroenie, 1988. - 368 s. - LBC 34,44. - MDT 62-2 (075,8) . — ISBN 5-217-00217-4 .

Ložisko

Hlavní typy ložisek

Valivá ložiska

Klasifikace

Mechanická teorie

Konvenční označení valivých ložisek v SSSR a Rusku

Kluzná ložiska

Definice

Klasifikace

Výhody

Nevýhody

Viz také

Poznámky

Literatura

Odkazy