HODINA Č. 32 NÁZOV PREDMETU: STROJNÍCVO Teória x Cvičenia Laboratórne cvičenia Dátum: Téma vyučovacieho bloku: Téma vyučovacej hodiny: Hlavné body: Ložiská Klzné ložiská 1. Druhy a rozdelenie ložísk, konštrukcia 2. Radiálne klzné ložiská 3. Axiálne klzné ložiská Domáca úloha: Kontrola: OTOČNÉ ULOŽENIA A LOŽISKÁ DEFINÍCIA Otočné uloženia sú strojné časti, ktorých hlavnou funkciou je: - vymedziť vzájomnú polohu dvoch častí stroja (hriadeľ, rám), - umožniť rotáciu uloženej časti (hriadeľa). Rozdelenie ložísk podľa síl, ktoré sú schopné zachytiť: - radiálne, - axiálne, - radiálne / axiálne, sú schopné zachytiť aj druhú zložku zaťaženia o určitej veľkosti.
Rozdelenie ložísk podľa pracovného princípu (druhu mechanického odporu): 1. Klzné (uloženie s plošným dotykom), kontakt medzi plochami je sprostredkovaný iba vrstvou maziva, Časti klzného ložiska: - teleso, - veko, - ložiskové puzdro (dutý valec), (1) alebo - ložisková panva (dutý valec rozdelený pozdĺžne na dve polovice), (2) alebo - ložiskové segmenty (3). 1a 1b 2 3 Časti klzných ložísk 1a puzdro, 1b bimetalické puzdro (z dvoch materiálov, materiál v kontakte s rotujúcou časťou má dobré klzné vlastnosti), 2 panva je na rozdiel od puzdra axiálne rozdelená, 3 klzné segmenty
2. Valivé (uloženie s valivým dotykom), rotujúce časti sú oddelené valivými elementmi, najčastejšie guľôčkami alebo valčekmi. Guľôčkové radiálne ložisko 1 - vonkajší krúžok, 2 - vnútorný krúžok, 3 - valivé elementy/telieska, 4 klietka (vymedzuje vzájomnú polohu valivých elementov), 5 - kryt valivých elementov (nemusí byť vždy prítomný) Všimnite si tri charakteristické rozmery ložiska! Porovnanie vlastností klzných a valivých ložísk Tabuľka
KLZNÉ A VALIVÉ ULOŽENIE HRIADEĽA ROZDIELY Klzné ložisko a uloženie Všimnite si mazivo na dne ložiskového telesa 1 2 Valivé ložiská a uloženie 1 radiálne ložisko (uloženie), schopné zachytiť aj určitú axiálnu silu, 2 uloženie hriadeľa s obojsmerným axiálnym ložiskom a radiálnym ložiskom
MATERIÁLY A ORIENTAČNÉ TLAKY Hriadeľ by mal byť tvrdší približne o 100 HB než ložisko vzhľadom na výmenu. Dovolený tlak klesá so zvyšovaním obvodovej rýchlosti. Kompozície Mäkké, odolné proti zadieraniu, znáša rázy, neobmedzené klzné rýchlosti, Sn, Pb do 100 C, ako výstelky ložísk, p max 40 MPa Bronzy Veľké a dynamické zaťaženia, pre klzné rýchlosti do 6 m.s -1 u Al, Sn bronzov, neobmedzené u Pb bronzov, odolný proti opotrebovaniu a zadieraniu, do 250 C, Pb br. p max 50 MPa, Sn br. p max 90 MPa, Al br. p max 120 MPa Zliatiny Al Tvrdé materiály pre veľké rázy a malé rýchlosti do 4 m.s -1, p max 40 MPa Spekané Kovy Pórovité nasýtia sa mazivom a sú potom samomazné, pre pokojný chod, malé rýchlosti do 4 m.s -1, teploty do 80 C, p max 2 MPa Sivá liatina Lacná, pre pokojné zaťaženie, malé klzné rýchlosti do 5 m.s -1 a zaťaženia, p max 6 MPa Plasty Vrstvené materiály Bezmazné ložiská, malá záťaž, malé rýchlosti do 2 m.s -1, do agresívneho prostredia, p max 2 MPa p max 70 MPa TRENIE Pri rotácii a kontakte v uložení vzniká trenie. Charakterizuje ho faktor trenia. Suché Plochy sú v styku bez maziva f = 0,1 0,2 Polosuché Medzi plochami je nesúvislá vrstva maziva f = 0,01 0,1 Kvapalinové Klzné plochy sú úplne oddelené mazivom f = 0,001 0,01
Hydrostaticky mazané ložiská mazivo je tlačené do ložiska čerpadlom Hydrodynamicky mazané otáčaním hriadeľa je mazivo nasávané MAZIVÁ Tuk - pre malé tlaky a klzné rýchlosti, tam kde nemožno použiť olej, mazivo zabraňuje vnikaniu nečistôt, je vtláčané do ložiska. Olej - odvádza teplo, lepšie maže, dá sa čistiť, nutné tesnenie, privádza sa rozstrekom, kvapkaním, tlakom Tuhé - pri extrémnom tepelnom namáhaní, grafit, sírnik. VÝPOČET KLZNÉHO LOŽISKA Všeobecne; posudzuje a kontroluje sa: Dĺžkový pomer pre výpočet nosnej dĺžky ložiska; volí sa Dovolený tlak Dovolené oteplenie l 0, 4 1,5 d F p pd (MPa) S D p v p v (MPa.m.s -1 ) Vicvrstvové nemazané materiály: 1,5 MPa.m.s -1 Sivá liatina, spekané kovy: 10 MPa.m.s -1 Plasty: 30 MPa.m.s -1 Kompozície, bronzy, zliatiny hliníka: 100 MPa.m.s -1 Odporúčaná hodnota ložiskovej vôle d 0,001 0,006 d mm Voľbou uloženia vôľou, Počíta sa maximálna a minimálna vôľa v min, v max, Pre/z: HMRD, DMRD, hmrh, dmrh Odporúčané uloženia: H7/e8, H7/f7, H7/g6
PRÍKLAD Navrhnite a skontrolujte radiálne ložisko zaťažené silou F = 42 000 N. Hriadeľ má priemer d = 40 mm, otáčky n = 600 min -1. Klzný materiál voľte cínový bronz STN 42 3016, p d = 90 MPa, dovolené oteplenie (p.v) D = 100 MPa.m.s -1, dĺžkový pomer λ = 0,5 Radiálne klzné ložisko 1 výstelka, 2 puzdro (panva), 3 ložiskové teleso Výpočet dĺžky ložiska z dĺžkového pomeru: Kontrola tlaku: l l d 0,540 20 mm d F p pd (MPa) S F 42000 p 52,5 d l 40 20 MPa 52,5 < 90 MPa p p D (MPa) Kontrola oteplenia: Ložisko na tlak vyhovuje D p v p v (MPa.m.s -1 ) 1 n min 1 600 ns 10 s -1 60 60 p v p d n 52,5 4010 66 MPa.m.s -1 66 < 100 MPa.m.s -1 D p v p v (MPa.m.s -1 ) Ložisko na oteplenie vyhovuje
Kontrola ložiskovej vôle: d d 0,001 0,006 0,001 0,006 40 0,04 0,24 mm Volím dve uloženia s vôľou ST: uloženia s vôľou: H7 HMRD +0,025 mm e8 hmrh -0,050 f7 hmrh DMRD 0 dmrh -0,089 dmrh 40H7/e8 v min = 0,025 mm v max = 0,075 mm 40H7/f7 Vzorce pre výpočet: Výpočet vôlí: ÚLOHY: vyhľadať v ST mechanické parametre ložiskových materiálov Nakresliť obrázok pre vôľu Vypísať vzorce pre výpočet uloženia s vôľou Vypísať parametre uloženia 40H7/f7 zo ST Ktoré uloženie vyhovuje lepšie intervalu d?