PROJEKT STANOWISKA DO BADAŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH PARAMETRÓW ŁOŻYSK TOCZNYCH Rafał JURECKI Politechnika Świętokrzyska Edward POKROPIŃSKI, Dariusz WIĘCKOWSKI, Łukasz ŻOŁĄDEK Przemysłowy Instytut Motoryzacji Streszczenie: W pracy przedstawiono założenia techniczne stanowiska badawczego do realizacji badań stanowiskowych łożysk tocznych. Jedną z metod sprawdzania (badania) łożysk jest ich badanie jako elementów już zabudowanych w określonym zespole i badanych w warunkach dotyczących całego zespołu. W artykule przedstawiono założenia techniczne i projekt specjalnego stanowiska do badań łożysk tocznych, bez konieczności zabudowy łożysk w konkretnym zespole. Badania stanowiskowe są szeroko stosowane ze względu na ich zalety. Realizacja badań symulacyjnych (na stanowiskach) polega na możliwie wiernym odtworzeniu rzeczywistych warunków pracy łożyska zamontowanego w urządzeniu. Stanowiska do takich badań są skomplikowane i kosztowne, ale uzyskiwane wyniki są pewniejsze i precyzyjniej, niż w przypadku innych metod, uwzględniają wpływ różnych obciążeń eksploatacyjnych na trwałość obiektu. Słowa kluczowe: łożyska toczne, badania stanowiskowe, projektowanie stanowisk WSTĘP Łożyskami [1, 2, 6, 9] nazywane są części maszynowe podtrzymujące wały i osie lub osadzone na nich ruchome elementy. Ich zadaniem jest przenoszenie na kadłub maszyny sił działających na osadzone w nich części maszynowe oraz zmniejszenie tarcia podczas względnego ruchu czopów i łożysk. Ten artykuł dotyczy stanowiskowych badań łożysk tocznych. Materiały stosowane na łożyska powinny charakteryzować się takimi właściwościami, jak: - wysoka odporność na zatarcie, - mały współczynnik tarcia suchego, - wysoka odporność na korozję, - wysoka wytrzymałość na nacisk w temperaturze pracy, - wysoka wytrzymałość zmęczeniowa, - dobre przewodnictwo cieplne, - dobra stabilność geometryczna, - dobra obrabialność. Na rys. 1 przedstawiono przykładowe uszkodzenia łożysk tocznych w trzech zasadniczych grupach łożysk (w zależności od kierunku przejmowania obciążeń łożyska tocznych: a) poprzecznych, b) wzdłużnych, c) skośnych. Jedną z metod sprawdzania (badania) łożysk jest ich badanie jako elementów już zabudowanych w określonym zespole i badanych w warunkach odpowiednich dla eksploatacji dotyczących.
a b c Rys. 1 Przykłady uszkodzonych elementów łożysk tocznych: a uszkodzone kulki w wyniku pittingu, b uszkodzona bieżnia wewnętrzna w wyniku pittingu, c uszkodzone wałeczki w wyniku pittingu PODSTAWOWE CECHY I PARAMETRY ŁOŻYSK TOCZNYCH Łożyska toczne charakteryzują się właściwymi dla nich cechami i parametrami mającymi wpływ na dobór odpowiedniego łożyska w danym zastosowaniu [4, 5, 6, 7, 8, 9]. Podstawowe parametry łożysk tocznych to: d średnica otworu, D średnica zewnętrzna, B lub T szerokość łożyska poprzecznego lub skośnego, H wysokość łożyska wzdłużnego, r oraz r1 promienie zaokrąglenia (ścięcia montażowe) między powierzchniami montażowymi: czołową i walcową lub stożkową. Charakterystyczne cechy funkcjonalne łożysk tocznych to: cichobieżność, luzy, materiały, tarcie, temperatura pracy. Do tego wyróżniane są parametry związane z nośnością łożysk: 1) Nośność statyczna bazowa (spoczynkowa),co odnosi się do łożysk, których pierścienie obracają się względem siebie bardzo powoli (do 10 obr/min) (według [8] są nieruchome) lub wychylają się w niewielkich granicach. 2) Nośność statyczna bazowa promieniowa, Cor [8] obciążenie statyczne promieniowe odpowiadające obliczonemu naprężeniu stykowemu w środku najbardziej obciążonej powierzchni styku elementu tocznego z bieżnią, o wartości: - 4600 MPa w przypadku łożysk kulkowych wahliwych; - 4200 MPa w przypadku wszystkich innych łożysk poprzecznych kulkowych; - 4000 MPa w przypadku wszystkich łożysk poprzecznych wałeczkowych. 3) Nośność statyczna bazowa osiowa, Coa [8] obciążenie statyczne osiowe przyłożone w osi łożyska odpowiadające obliczonemu naprężeniu stykowemu w środku najbardziej obciążonej powierzchni styku elementu tocznego z bieżnią: - 4200 MPa w przypadku łożysk wzdłużnych kulkowych; - 4000 MPa w przypadku wszystkich łożysk wzdłużnych wałeczkowych. 4) Nośność dynamiczna bazowa (ruchowa), C, odnosi się do łożyska, w którym pierścienie obracają się względem siebie (według niektórych źródeł, np. [4] pierścień zewnętrzny jest nieruchomy a obraca się pierścień wewnętrzny)i są poddane pewnemu obciążeniu. Nośność ruchowa jest to wyrażona w niutonach wartość obciążenia, przy którym łożysko osiągnie trwałość równą 1mln obrotów.
5) Nośność dynamiczna bazowa promieniowa, Cr [8] obciążenie promieniowe o stałej wartości i kierunku, które może być przeniesione przez łożysko toczne przy trwałości nominalnej równej jednemu milionowi obrotów. 6) Nośność dynamiczna bazowa osiowa, Ca [8] obciążenie osiowe centralne o stałej wartości i kierunku, które może być przeniesione przez łożysko toczne przy trwałości nominalnej równej jednemu milionowi obrotów. Wartości nośności są zamieszczane w tabelach wymiarowych podanych w katalogach łożysk tocznych. Oprócz powyższego występują obciążenia równoważne (zastępcze) [8]: obciążenie równoważne statyczne promieniowe, Por; obciążenie równoważne statyczne osiowe, Poa; obciążenie równoważne dynamiczne promieniowe, Pr; obciążenie równoważne dynamiczne osiowe, Pa. PODSTAWOWE PARAMETRY ŁOŻYSK TOCZNYCH Trwałość Dla pojedynczego łożyska tocznego trwałość jest to liczba obrotów wykonanych przez jeden z pierścieni łożyska względem drugiego pierścienia do wystąpienia pierwszych widocznych objawów zmęczenia materiału jednego z pierścieni lub elementów tocznych [8]. Trwałość łożyska może być również wyrażana jako czas pracy w godzinach przy danej prędkości obrotowej. Zależność między trwałością, nośnością ruchową i obciążeniem zewnętrznym określa się z ogólnego wzoru: L = ( C P )p (1) gdzie: L trwałość, w milionach obrotów, C nośność ruchowa, w dan, P obciążenie zastępcze, w dan, p wykładnik potęgowy; dla łożysk kulkowych p = 3,dla łożysk wałeczkowych p = 10/3. W maszynach i urządzeniach pracujących przy stałej liczbie obrotów na minutę, trwałość łożysk określa się często w godzinach pracy łożyska Lh ze wzoru: L h = L 106 n 60 = 16660 n gdzie: n prędkość obrotowa łożyska [min -1 ]. ( C P )p [h] (2) Trwałość nominalna (umowna) Jest to trwałość odpowiadająca niezawodności 90% w normalnych warunkach pracy, przy obecnie stosowanych materiałach i jakości wytwarzania [8]. Trwałość nominalną oznacza się symbolem L10 i określa następująco: dla łożysk poprzecznych: dla łożysk wzdłużnych: L 10 = ( C r P r ) p (3) L 10 = ( C a P a ) p (4)
Trwałość modyfikowana, Lna [8] Jest to trwałość uzyskana przez skorygowanie trwałości nominalnej dla żądanego poziomu niezawodności, specjalnych właściwości materiału i warunków pracy. Jako kryterium charakteryzujące pracę łożyska, często wystarcza określenie trwałości nominalnej, L10. Trwałość modyfikowana, Lna, jest to trwałość nominalna modyfikowana dla niezawodności (100-n)% łożyska o specjalnych właściwościach i pracującego w niekonwencjonalnych warunkach pracy. Wyrażona jest zależnością: L na = a 1 a 2 a 3 L 10 (5) gdzie: Lna skorygowana trwałość, przy czym n oznacza różnicę między niezawodnością 100% a żądaną, natomiast a oznacza metodę obliczeń za pomocą współczynników a1, a2, a3; a1 współczynnik niezawodności, a2 współczynnik materiałowy, a3 współczynnik warunków pracy (zależy głównie od smarowania i czystości łożyskowania). Niezawodność Niezawodność pojedynczego łożyska jest to prawdopodobieństwo, że łożysko osiągnie lub przekroczy określoną trwałość [8]. Graniczna prędkość obrotowa Największa dozwolona prędkość obrotowa dla danego łożyska nazywa się dopuszczalną prędkością obrotową lub graniczną prędkością obrotową ngr. Dopuszczalna prędkość obrotowa a typy łożysk Maksymalna prędkość obrotowa łożysk tocznych różni się nie tylko w zależności od typu łożyska, ale także od jego rozmiaru, typu koszyka, obciążeń, metody smarowania, odprowadzania ciepła itd. ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU STANOWISKA Podstawowym celem budowy stanowiska do badań łożysk tocznych jest potrzeba ich sprawdzania bez konieczności zabudowy w konkretnym zespole. Badania takie mają na celu weryfikację jakości łożysk, jako elementu konstrukcyjnego stosowanego w urządzeniach o różnym stopniu zaawansowania technicznego. Umożliwia to pozyskanie dodatkowej wiedzy przydatnej dla konstruktorów w procesie projektowania urządzeń, tak aby nie tylko zbudować urządzenie spełniające założenia i wymagania konstrukcyjne, ale również mieć na uwadze oddziaływanie takiego urządzenia na środowisko [12]. Podstawowe parametry stanowiska Przyjęto, że stanowisko powinno spełniać następujące wymagania: sposób osadzenia łożyska w obudowie: ruchomy wał (pierścień wewnętrzny łożyska), nieruchoma obudowa (pierścień zewnętrzny łożyska), prędkość obrotowa pierścienia ruchomego (wewnętrznego) łożyska: maksimum 700 min -1 750 min -1 ; stały kierunek obrotów w lewo lub w prawo; nie przewiduje się pracy z wahadłowym naprzemiennym kierunkiem obrotów,
obciążenie promieniowe (poprzeczne) łożyska: maksymalna siła promieniowa 100 kn; siła o jednym zwrocie, obciążenie osiowe (wzdłużne) łożyska: maksymalna siła osiowa 100 kn; siła o jednym zwrocie, realizacja obciążenia: oddzielna obciążenia promieniowego i osiowego lub obu obciążeń jednocześnie zależnie od przypadku badania. Układ mechaniczny Stanowisko powinno mieć budowę modułową, umożliwiającą zmianę konfiguracji jego zespołów odpowiednio do potrzeb. Zasadniczymi zespołami stanowiska są: podstawa stanowiska, elektryczny silnik napędowy prądu przemiennego, wał/wały napędowe, przekładnia między silnikiem napędowym a podstawowym zespołem (modułem) stanowiska wrzeciennikiem, jako zespół zastosowany opcjonalnie (odpowiednio do przyjętych warunków badań), zespół podstawowy stanowiący wrzeciennik przejmujący obciążenia badawcze poprzeczne (promieniowe) i wzdłużne (osiowe) badanego obiektu, zespoły wymiennych piast przyłączeniowych mocowane do zespołu podstawowego (wrzeciennika), na których osadzane będą badane łożyska na zasadzie ruchomego wału, zespół opraw (obudów) badanych łożysk, wsporniki do mocowania wrzeciennika, wsporniki do wykonawczego układu realizacji obciążenia badanych obiektów, zespół elementów łączących wsporniki stanowiska, Elektrohydrauliczny układ realizacji obciążenia Układ ten obejmuje siłowniki elektrohydrauliczne realizujące obciążenie poprzeczne (promieniowe) i wzdłużne (osiowe) badanych łożysk, rozdzielacz, zasilacz hydrauliczny, przewody i zawory. Układ smarowania i chłodzenia Układ smarowania i chłodzenia zapewniający obiegowe smarowanie i chłodzenie łożysk wrzeciennika stanowiska i badanych obiektów, a także wspomagające chłodzenie zewnętrzne składa się z dwóch niezależnych obwodów zawierających zasilacze hydrauliczne, przewody i zawory oraz wentylatory. Układ pomiarowo-sterujący Zespół pomiarowy powinien zapewniać pomiar następujących wielkości: prędkość obrotowa badanego obiektu, siła poprzeczna (promieniowa) działająca na badany obiekt, siła wzdłużna (osiowa) działająca na badany obiekt, temperatura oleju smarującego badany obiekt i główny zespół wrzeciennik (temperatura badanego obiektu i wrzeciennika),
parametry drgań badanego obiektu (opcja), czas. Zespół sterujący powinien zapewniać sterowanie stanowiskiem według zadanego programu badawczego pod względem następujących wielkości: prędkość obrotowa wrzeciennika, siła poprzeczna (promieniowa) działająca na badany obiekt, siła wzdłużna (osiowa) działająca na badany obiekt, temperatura oleju smarującego badany obiekt i główny zespół wrzeciennik (temperatura badanego obiektu i wrzeciennika), parametry drgań badanego obiektu (opcja), czas trwania poszczególnych odcinków i całego programu badania. Układ pomiarowo-sterujący powinien: zapewniać automatyczny nadzór nad pracą stanowiska i badanych obiektów, reagować w razie pojawienia się nieprawidłowości, sygnalizując stany alarmowe i wyłączając stanowisko. Akwizycja danych Układ akwizycji danych powinien umożliwiać rejestrację przebiegów wybranych wielkości fizycznych w czasie rzeczywistym, z określoną częstotliwością i długością pomiarowego odcinka czasu oraz umożliwiać ich wizualizację i odczyt zmierzonych wartości. PROJEKT STANOWISKA Układ mechaniczny stanowiska Ogólny układ stanowiska przedstawiono na rys. 2. Napęd stanowiska (badanego obiektu) realizowany jest za pomocą silnika elektrycznego prądu przemiennego 1, poprzez wał napędowy 2, z kompensacją długości. Zasadniczym zespołem jest wrzeciennik 3 przejmujący obciążenie poprzeczne i wzdłużne z badanego obiektu 5 osadzonego na piaście przyłączeniowej 4. Obciążenia o stałym zwrocie: poprzeczne (promieniowe) Pr i wzdłużne (osiowe) Pa realizowane jest za pomocą siłowników elektrohydraulicznych, odpowiednio 6 i 7. Rys. 2 Ogólny układ stanowiska: 1 elektryczny silnik napędowy; 2 wał napędowy;3 wrzeciennik; 4 piasta przyłączeniowa badanego obiektu; 5 badany obiekt; 6 siłownik realizujący siłę poprzeczną (promieniową); 7 siłownik realizujący siłę osiową (wzdłużną); 8 podstawa stanowiska; P r siła poprzeczna; P a siła osiowa.
Wrzeciennik stanowiska składa się z wału podpartego w łożyskach, obudowy i pokryw obudowy z uszczelnieniami. Zamontowany jest między dwoma wspornikami mocowanymi do podstawy stanowiska. Wał wrzeciennika, ma przenosić obciążenia promieniowe, osiowe oraz napęd stanowiska. Podparty jest na dwóch łożyskach osadzonych w obudowie wrzeciennika. WSTĘPNE ZAŁOŻENIA schemat obliczeniowy wału, rozstaw podpór (łożysk) wału A i B: la = 0,680 m, długość wysięgowego odcinka wału: lb = 0,320 m, obciążenie zewnętrzne wału (siły czynne): siła poprzeczna obciążająca badany obiekt Fr = 100 kn max; siłę osiową obciążającą badany obiekt Fa = 100 kn max pominięto w rozważaniach, ponieważ działając centralnie wzdłuż osi wału ma być przenoszona przez łożysko B., przenoszony moment obrotowy: moment pochodzący od oporów łożysk badanych i wrzeciennika oraz od uszczelnień pominięto w rozważaniach, ze względu na jego mały udział w całkowitym obciążeniu wału, zmiana kierunku obracania wału: może wystąpić w rodzajach badań realizowanych przez stanowisko; nie przewiduje się zmiennych wahadłowo obciążeń skrętnych, materiał wału: stal 40H ulepszana cieplnie Na rys. 3 przedstawiono wzdłużny przekrój wrzeciennika. Rys. 3 Wrzeciennik ogólna budowa przekrój pionowy wzdłużny: 1 piasta napędowa; 2 pierścień uszczelniający; 3 pokrywa obudowy wrzeciennika po stronie łożyska A; 4, 20 przyłącze hydrauliczne wlotu oleju smarującego; 19 zaślepka kanału olejowego; 6, 28 korek spustu oleju; 7 nakrętka łożyskowa z podkładką; 8 pierścień dystansowy; 9 pierścień uszczelniający; 10 wspornik A wrzeciennika; 11 łożysko A wrzeciennika; 12 obudowa wrzeciennika; 13 pierścień dystansowy (do regulacji i napięcia łożysk);14 odpowietrznik; 15 korek wlewu oleju; 16 podkładki regulacyjne (do regulacji napięcia łożysk); 17 łożysko B wrzeciennika; 18 wspornik B wrzeciennika; 21 pierścień uszczelniający; 22 piasta przyłączeniowa z czopem osadzenia badanych łożysk; 23 śruba; 24 korek poziomu oleju; 25 czujnik temperatury; 26 przyłącze hydrauliczne wylotu oleju smarującego; 27 pokrywa obudowy wrzeciennika po stronie łożyska B; 29 pierścień uszczelniający; 30 śruba z nakrętką (wariant 2 alternatywa rozwiązania 1); A, B, C teoretyczne punkty przyłożenia obciążeń poprzecznych.
ZESPÓŁ ZABUDOWY BADANYCH OBIEKTÓW Zespół powinien zapewniać warunki osadzenia badanych łożysk zgodnie z wytycznymi dotyczącymi montażu podawanymi w katalogach. Przyjęto, że zespół będzie się składał z dwu zasadniczych części: piasty przyłączeniowej z czopem osadzenia łożyska na pierścieniu wewnętrznym, mocowanej do wału wrzeciennika, obudowy łożyska. Przykład zespołu przedstawiono na rys.4. Rys. 4 Osadzenie i zabudowa badanych łożysk tocznych: 1 wał wrzeciennika stanowiska; 2 piasta przyłączeniowa z czopem osadzenia badanych łożysk; 3 śruba złączna; 4 podkładka sprężysta; 5 pokrywa wewnętrzna obudowy badanych łożysk; 6 obudowa badanych łożysk; 7 pokrywa zewnętrzna obudowy badanych łożysk; 8, 9, 10, 11, 12, 13 kanały oleju smarującego; 14 pierścień uszczelniający; 15 pierścień uszczelniający o przekroju okrągłym; 17, 18, 19 zaślepka kanału olejowego; 20 zaślepka kanału; 21 zaślepka kanału olejowego; 22, 23 badane łożyska; 24 tuleja dystansowa między łożyskami; 25 pierścień dystansowy; 26 pierścień osadczy sprężynujący; 27 przyłącze hydrauliczne wlotu oleju smarującego; 28 przyłącze hydrauliczne wylotu oleju smarującego; 29 czujnik temperatury oleju; 30 korek spustowy oleju ; 31 stopka czujnika drgań; 32 czujnik drgań; 33 śruba blokady obrotu obudowy badanych łożysk; 34 końcówka naciskowa siłownika siły promieniowej; 35 końcówka naciskowa siłownika siły osiowej. Napęd stanowiska W celu doboru elektrycznego silnika napędowego oszacowano moment tarcia łożysk wrzeciennika, łożysk badanych oraz uszczelnień. Przyjęto, że silnik powinien mieć moment obrotowy 2,5-3 razy większy niż największa oszacowana wartość momentu oporów a osiąganą prędkość obrotową zgodną z założeniami opisanymi w punkcie 3.Oszacowania oporów ruchu dokonano następująco [3, 5, 10, 11]. OPORY RUCHU ŁOŻYSK WRZECIENNIKA Moment tarcia łożysk obliczono na podstawie [11]:
M = 0,5μPd (6) gdzie: M moment tarcia Nm, μ stały współczynnik tarcia łożyska, P równoważne obciążenie dynamiczne łożyska N, d średnica otworu łożyska mm. Dla przykładowego łożyska A (stożkowe nr kat. HR32324J): P = 62,9 kn = 62 900 N, d = 120 mm, μ = 0,0018, stąd: MA = 6,793 Nm. Dla przykładowego łożyska B (stożkowe nr kat. 32332): P = 375 kn = 375 000 N, d = 160 mm, μ = 0,0018, stąd: MB = 54 Nm. OPORY RUCHU BADANYCH ŁOŻYSK Przyjęto największy współczynnik tarcia μ = 0,0024 dla łożysk skośnych kulkowych dwurzędowych i największą średnicę otworu łożyska d = 80 mm (zgodnie z założeniami). Dynamiczne obciążenie równoważne według [5]: P = XFr+YFa (7) e = 0,68, dla (Fa/Fr) e X = 1, Y = 0,92, dla (Fa/Fr) > e X = 0,67, Y = 1,41 Ponieważ (Fa/Fr) = (100/100) = 1 > = 0,68 to X = 0,67, Y = 1,41, stąd: P = 208 kn. Po obliczeniu: moment oporu ruchu badanych łożysk wynosi: MBAD = 19,968 Nm Opory uszczelnień wrzeciennika Wartości oporów ruchu pierścieni uszczelniających typu simmering oszacowano na podstawie danych zamieszczonych w [10]. Pierścień uszczelniający po stronie łożyska A, rozmiar A 110x140x12, dla średnicy wału 110 mm i prędkości obrotowej 750 min -1 strata mocy ΔP =80 W, moment oporu ruchu M = 1,019 Nm. Pierścień uszczelniający po stronie łożyska B, rozmiar A 210x240x15, dla średnicy wału 210 mm i prędkości obrotowej 750 min -1 strata mocy ΔP = 250 W, moment oporu ruchu M = 3,183 Nm. Opory uszczelnienia obudowy i czopa osadzenia badanego obiektu Pierścień uszczelniający obudowę i czop, rozmiar A 110x140x12, dla średnicy wału 110 mm i prędkości obrotowej 750 min -1 strata mocy ΔP = 80 W, moment oporu ruchu M = 1,019 Nm. Suma oporów ruchu łożysk i uszczelnień Moment oporów Mop=6,793+54+19,968+1,019+3,183+1,019 = 85,982 Nm; przyjęto 86 Nm. Moc oporów przy prędkości obrotowej 750 min -1 Pop = 6,75 kw.
Dobór silnika napędowego Zgodnie z założeniami moment obrotowy i moc silnika powinny być 2,5-3 krotnie wyższe niż oszacowane maksymalne parametry oporów łożysk i uszczelnień i uwzględniając powyższe oszacowanie, wynosić: maksymalny moment obrotowy 215-258 Nm, maksymalna moc 17-20 kw. Ogólny schemat stanowiska przestawiono na rys. 5 i 6. Rys. 5 Stanowisko badawcze - widok ogólny z boku: 1 elektryczny silnik napędowy; 2 piasta silnika napędowego; 3 piasta redukcyjna; 4 wał napędowy; 5 piasta redukcyjna; 6 piasta napędowa wrzeciennika; 7 wspornik wrzeciennika A ; 8 wrzeciennik; 9 wspornik wrzeciennika B ; 10 wał wrzeciennika; 11 piasta przyłączeniowa z czopem osadzenia badanych łożysk; 12 obudowa badanego obiektu; 13 wspornik D siłownika pionowego; 14 element dociskowy siłownika poziomego; 15 spiralne podkładki sprężyste; 16 przetwornik (czujnik) siły; 17 spiralne podkładki sprężyste; 18 siłownik poziomy; 19 wspornik C siłownika poziomego; 20 element łączący wsporniki B i C, 4 szt.; 21 blokada siłownika poziomego; 22, 23, 24 płyty fundamentowe (podstawa stanowiska); L = 3730 mm, H = 1920 mm Rys. 6 Stanowisko badawcze - widok ogólny z góry
Układ smarowania Założono, że układ powinny zapewniać ciśnienie oleju do 0,4 MPa i wydatek do 10 dm 3 /min, z płynną regulacją ciśnienia i przepływu. Schemat układu smarowania zakładanego w projekcie zamieszczono na rys. 7. Rys. 7 Schemat obwodów smarowania łożysk wrzeciennika oraz badanych łożysk: A wrzeciennik, B obudowa łożysk badanych, 1 zbiornik oleju smarującego, 2 filtr wstępnego oczyszczania, 3 zespół pompy oleju z silnikiem elektrycznym, 4 zawór zwrotny, 5 zawór regulacyjny, 6 filtr dokładnego oczyszczania oleju, 7 chłodnica oleju, 8 termometr, 9 przepływomierz, 10 - manometr Układ realizacji obciążenia W stanowisku przewidziane jest zastosowanie elektrohydraulicznego układu realizacji siły obciążającej łożyska: promieniowej Fr i osiowej Fa. W układzie takim energia przenoszona jest przez ciecz roboczą pod ciśnieniem. PODSUMOWANIE W artykule przedstawiono założenia techniczne i projekt stanowiska badawczego do realizacji badań stanowiskowych łożysk tocznych. Zaproponowana koncepcja stanowiska charakteryzuje się następującymi cechami: 1. Założenie wariantów sterowania zarówno manualnego jak też automatycznego daje możliwość wyboru sposobu prowadzenia badań odpowiednio do wymagań i potrzeb. 2. Zapewnienie powtarzalności testów. 3. Możliwości opracowywania, zastosowania i wykorzystania złożonych algorytmów sterowania stanowiskiem oraz realizacji (odpowiednio do wykonywanego zadania) modyfikowalnych algorytmów pracy pozwalających zachować bez zmian podstawowy układ stanowiska. 4. Akwizycja danych pomiarowych. 5. Zapamiętywanie w systemie komputerowym poszczególnych konfiguracji pomiarowych (tworzenie bibliotek gotowych scenariuszy przebiegów badań). 6. Możliwości modernizacji i rozbudowy stanowiska.
REFERENCES [1] Z. Jaśkiewicz. Łożyskowania toczne w pojazdach mechanicznych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1971. [2] W. Korewa, and K. Zygmunt. Podstawy konstrukcji maszyn, część 2, 4 th ed., Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1973. [3] L.W. Kurmaz. Podstawy konstrukcji maszyn. Projektowanie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1999. [4] Łożyska toczne dobór i obliczenia, http://pkm.edu.pl/; http://bearings.webpassion.pl/; http://e-zipk.ia. [5] MOTION&CONTROL NSK Łożyska toczne. Katalog Nr E 1102f.pdf NSK Ltd. 2005. www.wama.com.pl/upload/pliki/lozyska_toczne_calosc.pdf. [6] Łożysko (mechanika) https://pl.wikipedia.org/wiki/%c5%81o%c5%bcysko_(mechanika). [7] PN-ISO 15:2002: Łożyska toczne. Łożyska poprzeczne. Wymiary główne, układ ogólny, 2002. [8] PN-ISO 281:1994: Łożyska toczne. Nośność dynamiczna i trwałość, 1994. [9] B. Reymer. [ed.]: Mały Poradnik Mechanika, Vol. 2: Podstawy konstrukcji maszyn. Maszynoznawstwo, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1994. [10] Simrit: Simmerings and Rotary Seals. Freundenberg Simrit GmbH & Co. KG/Technical Manual, 2007. [11] SKF rolling bearings catalogue. SKF Group 2013 www.skf.com/binary/77-121486/skf-rolling-bearings-catalogue.pdf. [12] A.N. Wieczorek. Designing machinery and equipment in accordance with the principle of sustainable development. in Management Systems in Production Engineering, Vol. 17, No. 1, 2015, pp. 28-34. DOI: 10.12914/MSPE-05-01-2015 dr inż. Rafał Jurecki Politechnika Świętokrzyska w Kielcach Al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Polska e-mail: r.jurecki@tu.kielce.pl mgr inż. Edward Pokropiński, dr hab. inż. prof. nzw. Dariusz Więckowski, mgr inż. Łukasz Żołądek Przemysłowy Instytut Motoryzacji ul. Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa, Polska e-mail: e.pokropinski@pimot.eu, d.wieckowski@pimot.eu, l.zolodek@pimot.eu Data przesłania artykułu do Redakcji: 07.2016 Data akceptacji artykułu przez Redakcję: 10.2016