Podstawy Konstrukcji Maszyn

Podstawy Konstrukcji Maszyn Wykład 6 ŁoŜyska Dr inŝ. Jacek Czarnigowski Pojęcia podstawowe ŁoŜysko element słuŝący do przejmowania sił działających na oś lub wał i przenoszący je na obudowę oraz słuŝący do ustalania połoŝenia ich względem podstawy poprzeczne obciąŝenie prostopadłe do osi obrotu poprzeczno - wzdłuŝne wzdłuŝne obciąŝenie równoległe do osi obrotu

Pojęcia podstawowe ŁoŜyska Ślizgowe obciąŝenie przenoszone jest podczas ślizgania się dwóch powierzchni między sobą Toczne występuje dodatkowy element między dwoma czopami toczący się po nich ŁoŜyska toczne Zalety: Mały współczynnik tarcia µ = 0,00 0,003 Opory podczas rozruchu są równie małe jak w czasie ruchu ustalonego DuŜa sztywność i małe odkształcenia pod wspływem obciąŝenia Prosty sposób smarowania, małe zuŝycie smaru DuŜa nośność w odniesieniu do jednostki długości Zmiana warunków pracy na mały wpływ na jakość pracy Prosty montaŝ i demontaŝ Małe koszty eksploatacji 2

ŁoŜyska toczne Wady: Nie tłumią drgań, przenoszą je na korpus DuŜy hałas podczas pracy Pracują gorzej niŝ ślizgowe w warunkach duŝych przyspieszeń DuŜa cena łoŝysk o duŝych wymiarach DuŜe wymiary w kierunku poprzecznym do osi ŁoŜyska toczne Konstrukcja: Elementy toczne naraŝone są na duŝe obciąŝenia i naciski. Wykonywane są zatem ze stali chromowej o twardości 59-65 HRC. Dla zmniejszenia tarcia są szlifowane i czasami dogładzane oscylacyjnie 3

ŁoŜyska toczne Klasyfikacja łoŝysk - elementy toczne: Kulka Wałeczek Baryłka Igiełka StoŜek ŁoŜyska toczne Klasyfikacja łoŝysk nominalny kąt działania: α nominalny kąt działania łoŝysk kąt zawarty między punktami styku elementu tocznego z bieŝniami a płaszczyzną prostopadłą do osi łoŝyska 0 0 0 α < 45 Poprzeczne 0 0 45 α < 90 WzdłuŜne 4

ŁoŜyska toczne Klasyfikacja łoŝysk wzajemne odchylanie się pierścieni: Zwykłe bez moŝliwości odchylenia pierścieni Wahliwe z moŝliwością odchylenia jednego pierścienia Samonastawne z moŝliwością odchylenia obu pierścieni ŁoŜyska toczne Klasyfikacja łoŝysk uzupełniające cechy konstrukcyjne: Liczba rzędów elementów tocznych jednorzędowe, dwurzędowe Rozmieszczenie bieŝni Uszczelnienie 5

ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko kulkowe zwykłe: Zastosowanie: ObciąŜenia poprzeczne oraz niewielkie wzdłuŝne. Krótkie sztywne wały. ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko kulkowe wahliwe: Zastosowanie: ObciąŜenia poprzeczne. Ugięcie osie do 2-3 o Bardzo mały kąt działania α 6

ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko kulkowe skośne jednorzędowe: Zastosowanie: ObciąŜenia poprzeczne i wzdłuŝne. Mogą dobrze ustalać wałki Bardzo duŝy kąt działania α < 45 0 Muszą pracować parami. Układy X lub O. Musi być zacisk wstępny. ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko kulkowe skośne dwurzędowe: Zastosowanie: ObciąŜenia poprzeczne i wzdłuŝne. Mogą dobrze ustalać wałki. Przenoszenie obciąŝeń wzdłuŝnych w obu kierunkach Bardzo duŝy kąt działania α < 45 0 Zacisk wstępny uzyskiwany w czasie produkcji 7

ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko wałeczkowe: Zastosowanie: Wyłącznie siły poprzeczne Bardzo czułe na na współosiowość. Małe tarcie i duŝa nośność. Konieczna specjalna konstrukcja aby ustalić wałki. ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko igiełkowe: Zastosowanie: Wyłącznie siły poprzeczne. DuŜa nośność. Bardzo czułe na na współosiowość. Małe wymiary. MoŜliwość zabudowy bez bieŝni. 8

ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko stoŝkowe: Zastosowanie: ObciąŜenia poprzeczne i wzdłuŝne. Mogą dobrze ustalać wałki Kąt działania 0 < α < 35 0 Muszą pracować parami. Układy X lub O. Musi być zacisk wstępny. ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko baryłkowe: Zastosowanie: ObciąŜenia poprzeczne i małe wzdłuŝne. ŁoŜyska wahliwe Często tuleja środkowa jest stoŝkowa w celu dobrego zamocowania 9

ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko wzdłuŝne: Zastosowanie: ObciąŜenia wzdłuŝne. Poprzeczne mogą być przenoszone w zaleŝności od konstrukcji. ŁoŜyska toczne - typy ŁoŜysko specjalne: 0

ŁoŜyska toczne - zuŝycie Przyczyny zuŝycia łoŝysk Procesy naturalne Błędy ŁoŜyska toczne - zuŝycie Naturalne zuŝycie łoŝysk ZuŜycie ścierne ZuŜycie zmęczeniowe Największe w okresie docierania (mln cykli). Potem się stabilizuje. Przy duŝych luzach ponownie gwałtownie wzrasta Pojawia się dopiero w końcowym okresie trwałości łoŝysk. Widoczne jako wykruszenia (wŝery). Główna przyczyna awarii łoŝysk

ŁoŜyska toczne - zuŝycie Inne przyczyny zuŝycia łoŝysk Błędny proces technologiczny Zła konstrukcja węzła łoŝyskowego Błędy w montaŝu i eksploatacji ŁoŜyska toczne - zuŝycie 2

ŁoŜyska toczne - trwałość Trwałość łoŝyska jest to ilość obrotów w milionach, które wykona 90% łoŝysk danej partii zanim wystąpią pierwsze objawy zuŝycia. Jest ona określona dla stałej prędkości obrotowej i stałego obciąŝenia. L [mln obrotów] ŁoŜyska toczne - trwałość Trwałość godzinowa czas do wystąpienia pierwszych oznak zmęczenia. L h = 0 6 L [ ] n 60 h Prędkość obrotowa [obr/min] 3

ŁoŜyska toczne - trwałość Trwałość jest zaleŝna od obciąŝenia. L P q = const. q = 3 0 q = 3 ŁoŜyska kulkowe ŁoŜyska wałeczkowe ŁoŜyska toczne - nośność W celu porównywania i doboru łoŝysk przyjęto pojęcie nośności. Nośność Spoczynkowa Dynamiczna (ruchowa) 4

ŁoŜyska toczne - nośność Nośność spoczynkowa (C 0 ) obciąŝenie łoŝyska, które nie wywołuje odkształcenia plastycznego w miejscu styku elementu tocznego z bieŝnią większego niŝ 0,000 średnicy elementu tocznego. Stosowane do łoŝysk obracających się z prędkością poniŝej 0 obr/min lub łoŝysk jedynie się wychylających. ŁoŜyska toczne - nośność Nośność dynamiczna (C) obciąŝenie łoŝyska, które powoduje, Ŝe przy obracającym się pierścieniu wewnętrznym 90% łoŝysk z partii uzyskuje trwałość mln obrotów. ObciąŜenie w tym przypadku jest tylko poprzeczne lub wzdłuŝne (w zaleŝności od typu obciąŝenia) Zatem: C L = P q 5

ŁoŜyska toczne obciąŝenie zastępcze ObciąŜenie zastępcze jedna siła oddziałująca na łoŝysko tak samo jak dwie siły: wzdłuŝna i poprzeczna. P = V X F + Y r F a F r siła poprzeczna obciąŝająca łoŝysko F a siła wzdłuŝna obciąŝająca łoŝysko V współczynnik obrotu obciąŝenia względem łoŝyska V = - ruchomy wałek V =,2 - ruchoma oprawa ŁoŜyska toczne obciąŝenie zastępcze ObciąŜenie zastępcze jedna siła oddziałująca na łoŝysko tak samo jak dwie siły: wzdłuŝna i poprzeczna. P = V X F + Y r F a X współczynnik obciąŝenia poprzecznego Y współczynnik obciąŝenia wzdłuŝnego Oba współczynniki dobiera się z katalogu łoŝysk. Są one określone indywidualnie dla łoŝyska. Występują w 2 parach. JeŜeli dominuje siła poprzeczna Fa e V F r Pierwsza para Np. X=, Y=0 F V F JeŜeli dominuje siła wzdłuŝna a > r Wielkość charakteryzująca konstrukcję wewnętrzną łoŝyska (katalog) e Pierwsza para Np. X=0,56, Y=,54 6

ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna Trwałość i nośność efektywna wynikają ze zmian warunków pracy łoŝyska względem warunków nominalnych. L e a a a = 2 3 Ce Pe q ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna a współczynnik niezawodności L a a e = 2 3 q C e a P e Niezawodność [%] 90 95 96 97 98 99 a 0,62 0,53 0,44 0,33 0,2 7

ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna a 2 współczynnik materiałowy L a a e = 2 3 q C e a P e a 2 = - materiały klasyczne dla łoŝysk a 2 > - materiały specjalne (wytapianie próŝniowe) a 3 współczynnik warunków tarcia i smarowania zaleŝy przede wszystkim od warunków eksploatacji, to znaczy smarowania i czystości. a 3 = 0,5-5 ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna C e efektywna nośność L e C e a a2 a P e = 3 q Uwzględnia temperaturę pracy łoŝyska C = C e f t Temperatura łoŝyska [ o C] 50 200 250 300 Współczynnik f t 0,98 0,90 0,75 0,60 8

ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna P e obciąŝenie efektywne L e C e a a2 a P e = 3 q Uwzględnia moŝliwość wystąpienia sił dynamicznych i innych obciąŝeń trudnych do przewidzenia lub oszacowania w momencie projektowania maszyny. P = P e f d ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna f d współczynnik obciąŝenia dynamicznego Koła zębate: docierane lub szlifowane V=4-50m/s strugane lub frezowane V=2-0m/s nieobrobione V do 3m/s praca pokojna bez uderzeń: np. maszyny elektryczne, normalne napędy przy stałym obciąŝeniu praca ze zmiennymi obciąŝeniami, przy działaniu sił masowych lub z uderzeniami: silniki tłokowe, napędy łańcuchowe praca z duŝymi obciąŝeniami i uderzeniami f d =f d *f d2 f d =,05-,4 f d =,-,6 f d =,6-2,5 f d2 =-,2 f d2 =,2-,5 f d2 =,5-3 9

ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna f d współczynnik obciąŝenia dynamicznego Napędy pasowe i linowe f d pasy klinowe i liny konopne pasy skórzane pojedyncze z napręŝaczem oraz pasy z tkanin pasy skórzane, gumowe taśmy stalowe liny stalowe 2-2,5 2,5-3 3,5-5 5-6 ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna f d współczynnik obciąŝenia dynamicznego Koła samochodowe (i inne ogumione) samochody osobowe lekkie samochody osobowe cięŝkie samochody cięŝarowe i traktory samochody cięŝarowe cięŝkie i przyczepy f d,3,4,4,5-,6 Koła pojazdów szynowych wagony dobrze resorowane wagony nieresorowane lub źle resorowane lokomotywy oraz tendry wagony tramwajowe,2-,3,3-,6,3-,6 20

ŁoŜyska toczne trwałość i nośność efektywna f d współczynnik obciąŝenia dynamicznego Ogólna budowa maszyn f d spokojna praca bez uderzeń spokojna praca z moŝliwością przeciąŝenia do 25% lub małymi wstrząsami, np. lekkie obrabiarki, transportery normalna praca z moŝliwością przeciąŝenia do 50% lub z wstrząsami i uderzeniami, np. średnie obrabiarki, lekkie dźwigi praca przy duŝych obciąŝeniach z uderzeniami, np. cięŝkie obrabiarki, małe walcarki, bębny czyszczące, haki dźwigów cięŝka praca i duŝe uderzenia lub siły masowe, stoły walcarek, traki, łamacze kamienia i rudy -,2,2-,8,8-2,5 2,5-3,5 ŁoŜyska toczne prędkość graniczna Prędkość graniczna n gr największa dozwolona prędkość obrotowa łoŝyska. Jest ona charakterystyczna dla kaŝdego łoŝyska ZaleŜy ona od: typ i konstrukcja wewnętrzna łoŝyska, wielkość łoŝyska, konstrukcja i materiał koszyka, dokładność wykonania łoŝyska, obciąŝenie zewnętrzne łoŝyska, sposób smarowania i chłodzenia. 2

ŁoŜyska toczne prędkość graniczna Prędkość graniczna n gr nie powinna być przekraczana. Istnieją przypadki gdy naleŝy ją obniŝyć: Dla łoŝysk silnie obciąŝonych gdy C/P < 5 n o =0,8n gr Gdy kąt działania siły wypadkowej przekracza 0 0 n o =k n gr k=0,8 - łoŝyska kulkowe zwykłe k=0,6 - łoŝyska baryłkowe k=0,45 - łoŝyska stoŝkowe k=0,35 - łoŝyska kulkowe wahliwe ŁoŜyska toczne tracie Moment tarcia: d M = µ P 2 Umowny współczynnik tarcia Rodzaj łoŝyska kulkowe stoŝkowe baryłkowe Walcowe, igiełkowe Średnica wewnętrzna łoŝyska Umowny współczynnik tarcia 0,005 0,0020 0,0025 0,0040 22

ŁoŜyska toczne dobór łoŝysk Kryteria doboru rodzaju łoŝysk: Wartość, kierunek i charakter obciąŝenia Prędkość obrotowa Wymagana dokładność biegu i sztywności łoŝyska Wolna przestrzeń do zabudowy Współosiowość gniazda i czopa MoŜliwości i warunki montaŝu i eksploatacji Cena Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka Dobrać łoŝyska do wałka z przykładu 5.0. Dane: R A = 674 N R B = 823 N P w = 754 N L h = 2 000 h n = 000 obr/min d = 25 mm P w = 754 N R A = 674 N R B = 823 N 23

Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka Zakładamy, Ŝe łoŝyska będą pracować niezaleŝne. Oznacza to, Ŝe jedno łoŝysko przenosi tylko siłę poprzeczną a drugie poprzeczną i wzdłuŝną. P w = 754 N R A = 674 N R B = 823 N Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko A. Przenosi tylko siłę poprzeczną R A MoŜemy zastosować dwa typy łoŝysk Kulkowe zwykłe Wałeczkowe R A = 674 N 24

Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko A. Przenosi tylko siłę poprzeczną R A Kulkowe zwykłe L h n 60 C = P 6 0 R A R A = 674 N q P = q = 3 3 = 6 2000 000 60 C = 674 0 5004 N Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko A. Przenosi tylko siłę poprzeczną R A Kulkowe zwykłe Wymiary główne dynamiczna Nośność statyczna Graniczna prędkość obrotowa C =5004 N Oznaczenie Wymiary związane z zabudową min max max d D B rs C Co smar olej Odmiana da Da ras mm N obr/min Z 2Z RS 2RS N NR mm 25 37 7 0.3 3400 2200 7000 20000 6805 27 35 0.3 47 8 0.3 7250 4000 5000 8000 6005 27 43 0.3 47 2 0.6 000 5500 5000 8000 6005 28 43 0.6 52 5.0 4000 6950 2000 5000 6205 30 47.0 62 7. 22400 000 000 4000 6305 3 55. 80 2.5 35900 9000 9000 000 6405 34 70.5 Zatem łoŝysko: 6305 25

Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko A. Przenosi tylko siłę poprzeczną R A Wałeczkowe R A = 674 N L h n 60 C = P 6 0 0 P = R A q = 3 3 0 = 6 2000 000 60 C = 674 0 q 2049 N Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko A. Przenosi tylko siłę poprzeczną R A Wałeczkowe Wymiary Nośność łoŝyska Maksymalna prędkość obrotowa d D B Dynamic Statyczna smar olej Typ zna Co C NU C =2049 N Oznaczenia Wymiary Wymiary pod zabudowę Typ NJ Typ NUP Typ N d D E F r r d a min max mm N obr/min mm mm 4 3400 7350 5000 8000 NU204 NJ204 NUP 204 N 204 30 37,3 40 27,0 25 26 29 32 38 8 8300 0800 3000 6000 NU2204 NJ2204 - - 30 37,3 40 27. 25 26 29 32-5 20400 600 2000 5000 NU304 NJ304 NUP 304-3,8 40,5 44,5 28,5,0 26,5 27 30 33 42 20 47 47 52 25 52 52 62 62 5 8 7 24 5300 20800 26000 38000 8800 2900 5000 24500 2000 000 9500 9000 5000 NU205 4000 NU 2205 2000 NU305 000 NU 2305 NJ205 NJ 2205 NJ305 NJ 2305 NUP 205 NUP 2205 NUP 305 NUP 2305 N 205 - N 305-35 35 39 39 42,3 45 42,3 45 48,7 53 48,7 53 Zatem łoŝysko: NU 205 32 32 35 35,, 2,3 2,3 30 3 30 3 3,5 33 3,5 33 d b min 34 34 37 37 d c min 37 37 40 40 d d max 43-5 - D a max D b min 42 42 42 45,5 47 47 47 47 55,5 55 55,5 r a r b max max 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 26

Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko B. Przenosi tylko siłę poprzeczną R B oraz siłę wzdłuŝną P w P w = 754 N R B = 823 N Zatem łoŝysko musi przenosić oba obciąŝenia. MoŜna zastosować łoŝysko kulkowe skośne dwurzędowe Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka ŁoŜysko B. Przenosi tylko siłę poprzeczną R B oraz siłę wzdłuŝną P w P w = 754 N R B = 823 N P = V X R Dla łoŝysk kulkowych skośnych dwurzędowych. Seria 32 i 33: X=, Y=0,73; X=0,62, Y=,7; e=0,68 P R w B 754 = = 0,4< e = 0,68 823 q L h n 60 C = P 6 0 q = 3 + Y V = B P w P = 823 + 0,73 754 = 2373 N 27

Przykład 6.0 Proste łoŝyskowanie wałka 3 = 6 2000 000 60 C = 2373 0 2273 N Wymiary podstawowe Nośność łoŝyska Maksymalna prędkość obrotowa d D B dynami Statycz smar olej czna na mm N 5 35 42 7 40 47 20 47 52 25 52 62 62 5,9 9 7,5 22,2 20,6 22,2 20,6 25,4 25,4 850 3700 400 9000 5600 9000 7000 26000 22800 5500 950 8000 2700 0800 3700 3400 9600 6600 3000 0000 0000 9500 9000 8500 8000 7500 7500 8000 0,072 5000 0,3 5000 4000 3000 2000 000 0000 0000 Masa Oznaczenie 0,0 0,9 0,7 0,23 0,9 0,37 0,38 3202 3302 3203 3303 3204 3304 3205 3305 3305 D Wymiary d d D r a d a min mm 5 22, 29 23 20 25 35,2,5 27 2 7 25,6 27,9 20 30 32,5 25 35,5 39,4 40,2 34 39,9 40, 43,8 45,6 52,9 5,8,5,5 2,5 2 2 27 3 3 34 35 40 57 Wymiary pod zabudowę 22 23 26 27 3 32 32 D a max mm 30 36 35 4 4 45 46 55 55 r a max 0,6 0,6 Zatem łoŝysko: 3305 ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk ŁoŜyska skośne jednorzędowe (kulkowe oraz stoŝkowe) zawsze pracują w zespołach odpowiednio ustawionych wzajemnie łoŝysk. Celem takiego podejścia jest zabezpieczenie przed rozłączeniem się łoŝyska pod wpływem siły wzdłuŝnej ŁoŜysko zaciskane ŁoŜysko rozluźniane 28

ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Aby zabezpieczyć się przed rozluźnieniem łoŝyska stosuje się takie ich ustawienie aby wzajemnie zabezpieczały się przed takim zjawiskiem. Występują dwa układy: Układ X Układ O ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Przy pojawieniu się siły wzdłuŝnej ŁoŜysko jest luzowane ŁoŜysko jest zaciskane ŁoŜysko jest zaciskane ŁoŜysko jest luzowane Wymagają zabezpieczenia 29

ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Zabezpieczeniem jest siła napięcia wstępnego nazywana siłą zacisku wstępnego ŁoŜysko jest zaciskane tak duŝą siłą aby w momencie pojawienia się siły wzdłuŝnej rozluźniającej je nie wystąpił brak styku na powierzchniach oporowych Siła zacisku wstępnego zaleŝy od konstrukcji łoŝyska i obciąŝenia osiowego F z Fr = 2 Y ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Siła zacisku wstępnego jest zatem dodatkowym obciąŝeniem wzdłuŝnym dla zespołu łoŝysk F za FrA = 2 Y A F zb FrB = 2 Y B Przy zastosowaniu dwóch róŝnych łoŝysk ich siły zacisku wstępnego są róŝne. Ale układ moŝe być zaciśnięty tylko jedną z tych sił 30

ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Zacisk zaleŝy od układu i wielkości sił Fz rozluznian y F w F z zaciskany z zaciskany JeŜeli: F < F To siła zacisku wstępnego układu wynosi: F = z uklad F z rozluzniany z rozluznian y ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Zacisk zaleŝy od układu i wielkości sił Fz rozluznian y F w F z zaciskany JeŜeli: F z zaciskany > Fz rozluzniany oraz: Fw > Fz zaciskany Fz rozluzniany To siła zacisku wstępnego układu wynosi: F = z uklad F z rozluznian y 3

ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk W obu powyŝszych przypadkach siła obciąŝenia wzdłuŝnego łoŝyska wynosi: F w F aa = F z rozluzniany F = F + F ab z rozluzniany w ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk Zacisk zaleŝy od układu i wielkości sił Fz rozluznian y F w F z zaciskany JeŜeli: F z zaciskany > Fz rozluzniany oraz: Fw < Fz zaciskany Fz rozluzniany To siła zacisku wstępnego układu wynosi: F = z uklad F z zaciskany 32

ŁoŜyska toczne zespoły łoŝysk W tym przypadku siła obciąŝenia wzdłuŝnego łoŝyska wynosi: F w F aa = F z zaciskany F w F ab = F z zaciskany Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk Dobrać łoŝyska do wałka z przykładu 5.0. Zastosować układ łoŝysk kulkowych skośnych jednorzędowych w układzie X. Dane: P w = 754 N R A = 674 N R B = 823 N P w = 754 N L h = 2 000 h n = 000 obr/min d = 25 mm R A = 674 N R B = 823 N 33

Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N Do obliczenia obciąŝenia potrzebujemy współczynnika Y dla kaŝdego łoŝyska Dla ułatwienia przyjmijmy zastosowanie dwóch jednakowych łoŝysk kulkowych skośnych jednorzędowych Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N Z katalogu łoŝysk dla tego typu mamy: e Współczynniki obliczeniowe F a/f r? e F a/f r>e X Y X Y,4 0 0,35 0,57 34

Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N F za = Wymagany zacisk wstępny łoŝysk wynosi: F z rozluzniany RA = = 468 N 2 Y F zb = F z zaciskany RB = 2 Y = 599 N Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N PoniewaŜ: F za = 468 N < F zb = 599 N F Zatem siły obciąŝające łoŝysko wynoszą: aa = FzB + Fw F ab = F zb = 599 + 754 = 2353 N = 599 N 35

Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N Stąd obciąŝenia zastępcze łoŝysk ŁoŜysko A F R aa A 2353 = =,4 > e =,4 674 PA = V X RA + Y FaA = 0,35 674 + 0,57 2353 = 927 N Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N ŁoŜysko B F R ab B 599 = = 0,88 < e =,4 823 PB = V X RB + Y FaB = 823 + 0 599 = 823 N 36

Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N C A Zatem odpowiednio wymagane nośności łoŝysk: = P A L h n 60 q 2000 000 60 3 = 929 6 0 0 6 = 7289 N C B = P B L h n 60 q 2000 000 60 3 = 823 6 0 0 6 = 6339 N Przykład 6.02 ŁoŜyskowanie wałka zespołem łoŝysk R A = 674 N P w = 754 N R B = 823 N C A =7289 N Dobór łoŝysk: C B =6339 N Nośność łoŝyska Maksymalna prędkość Wymiary obrotowa dynamicz statyczna Smar Olej na d D B C C0 n Oznaczenie Wymiary pozostałe d D r r a da min Wymiary pod zabudowę mm N obr/min - mm mm 25 52 5 400 7650 9500 4000 62 7 9000 2200 8500 2000 7205 B 7305 B 36,3 39,6 42,3 48,5 2 0,8 24 27 3 32 Da max 46 55 ra max 37

ŁoŜyska toczne - smarowanie ŁoŜyska toczne wymagają małej ilości smaru Rola smarowania:. Zmniejszenie zuŝycia 2. Ochrona przed korozją 3. Odprowadzanie ciepła 4. Ochrona przed zanieczyszczeniami Rodzaje smarów: Olej Smar plastyczny Smar stały ŁoŜyska toczne - smarowanie Sposoby smarowania: Kropelkowo Zanurzeniowo Mgłą olejową 38

ŁoŜyska toczne - uszczelnianie Celem uszczelniania jest zabezpieczenie przed wydostawaniem się środka smarującego z obudowy oraz przenikaniem zanieczyszczeń do środka: Rodzaje uszczelnień: Bezstykowe Stykowe ŁoŜyska toczne - uszczelnianie Uszczelnienie bezstykowe Tzw. Uszczelnienie labiryntowe Stosowane przy mało zapylonych środowiskach i duŝych prędkościach obrotowych. Zaletą jest brak tarcia. 39

ŁoŜyska toczne - uszczelnianie Uszczelnienie stykowe Pierścienie filcowe V<4 m/s Pierścienie uszczelniające V<2 m/s ŁoŜyska toczne zabudowa i osadzanie Osadzone Luźne 40

ŁoŜyska toczne zabudowa i osadzanie Osadzone Luźne ŁoŜyska toczne zabudowa i osadzanie Osadzone Luźne 4

ŁoŜyska toczne zabudowa i osadzanie Osadzone Osadzone ŁoŜyska ślizgowe ŁoŜyska ślizgowe łoŝyska w których powierzchnia czopa ślizga się po powierzchni panwi. ŁoŜyska niesmarowane ŁoŜyska smarowane hydrodynamicznie hydrostatycznie 42

ŁoŜyska ślizgowe Materiały na łoŝyska Czopy są najczęściej elementami wałów zatem wykonane są ze stali i w zaleŝności od materiału są lub nie utwardzane Panew wykonane są z róŝnych materiałów w zaleŝności od konstrukcji łoŝyska: Stopy cyny i ołowiu: Polimery termoplastyczne: SnSb8Cu4 ciągła praca, duŝe prędkości pracy Poliamid PA6, PA2 PbSb5SnAs średnie natęŝenie pracy Polietylen PE-HD PbSb0Sn6 łoŝyska samochodowe Polistyren PS Poliacetal POM Politereafluoroetylen (teflon) ŁoŜyska ślizgowe niesmarowane Współpraca moŝliwa dzięki odpowiedniemu zróŝnicowaniu materiałów pod względem: - Twardości elementów - Rodzaju materiałów 43

ŁoŜyska ślizgowe niesmarowane Dobór i projektowanie łoŝysk opiera się na dwóch wielkościach: Nacisk dopuszczalny p dop Parametr Zeunera (pv) dop Materiały łoŝyska p dop [MPa] (pv) dop [MPa m/s] Stal - mosiądz Stal - poliamid Stal - poliacetal Stal - teflon 4 5 0 56 0,6 0,8 0,4 0,7 0,05 0,5 0,6,0 ŁoŜyska ślizgowe smarowane hydrodynamiczne ObniŜenie tarcia poprzez uzyskanie tarcia płynnego: Wtłoczenie warstwy rozdzielającej odbywa się poprzez dynamiczne wtłoczenie oleju w wyniku względnego ruchy dwóch powierzchni 44

ŁoŜyska ślizgowe smarowane hydrodynamiczne Obszar filmu olejowego ŁoŜyska ślizgowe smarowane hydrodynamiczne Dobór i projektowanie łoŝysk opiera się takŝe na dwóch wielkościach: Nacisk dopuszczalny p dop Parametr Zeunera (pv) dop Z uwzględnieniem między innymi: - lepkości dynamicznej oleju, - temperatury pracy - moŝliwości odchylenia się osi panwi i czopa 45