9. Ložiska kluzná a valivá

Ložiska zajišťují vzájemnou polohu pevných a otáčejících se součástí a přenášejí zatížení hřídele na ostatní části stroje. Mezi pohybujícími se plochami hřídele a ložiska vzniká tření. Podle druhu tření dělíme ložiska na kluzná a valivá.

Kluzná ložiska - ve styčné ploše vzniká při pohybu smykové tření
- výhody: jednoduchá konstrukce, malý průměr (ale velká délka!), jednoduchá montáž, tichý,
klidný chod (pro vysoké otáčky), snáší rázové zatížení
- nevýhody: přesná výroba, drahé (deficitní) materiály, kvalitnější mazání (= vyšší nároky na
údržbu, složitější obsluha), velká spotřeba maziva
- výpočet: (stejný jako u hřídelových čepů)

Kluzná ložiska
Hydrostatické-mazání kluzných ložisek zajišťuje oběhové čerpadlo
Hydrodynamické-mazání na principu klínové mezery
Rozběh zastavení


otáčky~0,3s
(mezerní polosuché tření)

součinitel tření- 0,1-0,25

F

součinitel tření

otáčky na~0,5s
(kapalné tření)
součinitel tření 0,001-0,01


Konstrukční provedení kluzných ložisek
Zákl.části: Ložiskové těleso + pouzdro

Na materiál pouzdra je kladena řada protichůdných
Požadavků: hledisko zadírání, cena, velikost tření, smáčivost maziva a dobrá tepelná vodivost

Ložisková pouzdra jsou normalizována 2 druhy
1)celé je z ložiskového materiálu
2)celé je složeno z 2 materiálů- základní mat. a výstelka


Porovnání ložisek: Kluzné tření po vrstvě maziva (kapalné tření)
Výhody:levná, vhodná pro rázy, opravitelná a tichá
Nevýhody: Při rozběhu a doběhu jsou ztráty třením

(v těchto fázích není kapalné tření)nutno je mazat jinak dojde k zadření

          

; ; l se volí:

            

návrh:

kontrola:

 

na zahřátí:

(p – skutečný tlak; obvodová rychlost )

b) axiální ložisko

návrh: (zanedbává se)

(navrhujeme z otlačení)

kontrola:

Pro vhodnější průběh p ve styčné ploše čepy odlehčené
(navrhujeme z otlačení)

- druhy kluzného tření

- hydrodynamické mazání – závisí na otáčkách čepu a viskozitě maziva, účelem je dosáhnout
kapalinového tření (má nejmenší f)

- materiály:
- kovové: olověné a cínové kompozice (nízká ttání), cínové, olověné a cínoolověné
bronzy(vysoká ttání), mosazi, hliníkové bronzy, hliníkové slitiny,
slinované materiály (18 280, 18 344), šedé litiny (42 24 15, 42 24 56)
- nekovové: PTFE materiály, polyvinylacetátové materiály, polykaprolaktamové
materiály, z tvrzených tkanin (tkanina + pryskyřice), hygroskopicky
odolná pryž


- konstrukce:

Valivá ložiska - se zpravidla skládají ze dvou kroužků, valivých tělísek a klece
- podle tvaru tělísek je dělíme na kuličková, válečková, kuželíková, soudečková a jehlová
- typy a hlavní rozměry valivých ložisek jsou mezinárodně normalizovány a uvedeny
v katalozích výrobců (např. ZKL, SKF)

- návrh a výpočet: zvolíme typ ložiska a dle ST vypočítáme (dané hodnoty: zatěžující síly Fr, Fa;
životnost ložiska (v hodinách [Lh] nebo milionech otáček [L]), provozní podmínky)
Porovnání s kluznými ložisky
- valivé tření po vložených tělískách, styk – bodový a přímkový
- výhody – malá, lehká, málo maziva, pro vysoké otáčky, beze ztrát při rozběhu a doběhu
- nevýhody – nevhodné pro vysoké obvodové rychlosti(velká odstředivá síla na kroužky), hlučná

Rozdělení podle konstrukce:
a) jednořadá, dvouřadá
b) podle použitého valivého tělíska

Rozdělení podle směru zatěžující síly:
a) radiální
b) axiální

Radiální jednořadé kuličkové ložisko
- nákres – normální ložisko


Obvodové zatížení vnitřního kroužku ložiska:
Vnější kroužek – neotáčí se a je pevně spojen se skříní
Vnitřní kroužek – otáčí se společně s hřídelí (obvodové zatížení)

Radiální jednořadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem
- snese i axiální síly

to je přehnaný, je to trochu níže

Válečkové radiální jednořadé ložisko typu NJ

opět je ten váleček přehnaný, má být užší

- částečně přenáší axiální sílu v jednom směru
- radiální únosnost válečkového lož. proti kuličkovému je o 60% vyšší(valivý styk je v přímce)

Jehlová ložiska

úzký váleček

a) s klecí – pro vyšší otáčky
b) bez klece – pro nižší otáčky, ale pro vyšší radiální únosnost Důvod – vejde se jich tam víc
c) bez vnitřního kroužku – Důvod – rozměrová nouze
d) bez obou kroužků

Axiální kuličkové ložisko

Výpočet valivých ložisek
Základní pojmy:
- jsou uváděny v katalozích a v normách ložisek

C (N) – základní dynamická únosnost – je to zatížení v Newtonech při kterém dosáhne ložisko 106 otáček
C0 (N) – základní statická únosnost – je to zatížení, které vyvolá u nejíe zatíženého ložiska trvalou deformaci 0,0001 (desetitisícinu) jeho průměru
n (1/min) – dovolený počet otáček

Mazání ložisek
- maznice, broděním, nucené mazání

ložiskové materiály:
- litina
- kompozice
- bronz (Cu + Sn)
- mosaz (Cu + Zn)
- spékané práškové kovy

Mazání ložisek - snižuje tření a odvádí teplo vzniklé třením
- druhy: - dle maziva:
a) mazacími tuky – mají těsnící účinky, neodstřikují, odolnější proti
vodě a korozi, únosnější, malá spotřeba, nepatrná obsluha
b) olejem – lepší mazací schopnosti, odvádějí teplo, snadno se čistí, ale
je nutné těsnění (nebrání vniknutí nečistot do skříně)
c) tuhá maziva – ve vakuu, nepřístupná místa, extrémně vysoké
teploty, jsou to: grafit a sirník molybdeničitý
- stylem mazání:
a) ručně – pro občasné mazání
b) maznice – mazací zátka, knotová maznice, kapací maznice
c) beztlakové dlouhodobé – v olejové lázni – pouze pro uzavřené
skříně (převodovky, klikové skříně, uzavřená tělesa ložisek),
rozstřikem
d) tlakové olejem – oběhové, nutné čerpadlo, pro vysoké otáčky a
důležitá ložiska
- utěsňování:
a) bezdotykové – využívá těsnící schopnosti úzké spáry, neopotřebovává se třením,
pro vysoké otáčky a různé teploty (turbíny), štěrbinová či labyrintová
b) dotykové (třecí) – přitlačením těsnícího prvku k těsněné ploše, nejjednodušší je
plstěný kroužek, nejpoužívanější hřídelové těsnící kroužky (gufero)
c) kombinované – kombinace bezdotykového a třecího

Valivé ložiska:

Kluzné ložiska