Ložiska – maturitní otázka

Otázka: Ložiska

Předmět: Strojírenská technologie

Přidal(a): Jakub

Ložiska – Strojní součásti, určenému k otočnému uložení hřídelů, které umožňuje snížení tření při vzájemném otáčivém nebo posuvném pohybu strojních dílů.

VALIVÁ LOŽISKA

Výhody

Menší tření -> vyšší účinnost (i při rozběhu/doběhu, malé otáčky, kývavý pohyb)
Nepotřebují zaběhávat
Menší délka ložiska
Většina typů radiálních ložisek zachycuje i axiální síly
Odolnější vůči zadření
Možnost plného silového zatížení za klidu
Menší nároky na údržbu (menší spotřeba maziva)
Všechna jsou normalizovaná (běžně dostupné pro výměnu)
Umožňují vysoké otáčky hřídelů (až 30 000 min -1) a vysoké teploty

Nevýhody

Hůře snáší rázy
Mají větší vnější průměr
Při vyšší otáčkách jsou hlučné
Výroba náročná na přesnost -> vyžaduje speciální strojní zařízení

VÝHODY POUŽITÍ VALIVÝCH LOŽISEK (V POROVNÁNÍ S KLUZNÝMI LOŽISKY):

Valivá ložiska
- mezi čepem a tělesem jsou valivá tělíska (s bodovým nebo přímkovým stykem)
Kluzná ložiska – čep se přímo stýká s pánví v ploše
- menší tření – vyšší účinnost, menší oteplení
- malá spotřeba maziva, vysoká odolnost proti zadření
- možné vyšší provozní teploty
- přenos velkých zatížení při rozběhu i doběhu
- možnost práce při vyšších otáčkách
- snadná údržba

ROZDĚLENÍ VALIVÝCH LOŽISEK

Podle směru zatížení:

Radiální
Axiální
Kombinovaná (radiálně-axiální)

Podle tvaru valivého elementu:

Kuličková
Válečková
Soudečková
Kuželíková
Jehlová

Podle formy styku valivého tělesa s kroužkem:

S bodovým stykem – Kuličková
S čárovým stykem – Válečková, Soudečková, Kuželíková, Jehlová

Podle počtu řad valivého tělesa:

Jednořadá
Dvouřadá
Víceřadá

HLAVNÍ ČÁSTI VALIVÉHO LOŽISKA

Ložisko se skládá z kroužku vnitřního, kroužku vnějšího, klece, krytování a valivého elementu – Rozteč valivých elementů zajišťuje klec. Klec je výlisek z plechu, který je spojen bodovým svařovaní nebo nýtováním

3. DRUHY TĚSNĚNÍ:

Dotykové těsnění (třecí)
- příkladem je plstěný kroužek, u kterého se při montáži, musí obdélníkový průřez těsnění dostat do lichoběžníkového tvaru drážky v tělese ložiska
- Těsnění Gufero – je velmi rozšířeným způsobem těsnění. Je vyrobeno z tvrdé syntetické pryže a těsnicí břit je přitlačován na hřídel kovovou pružinou navlečenou po obvodu na Gufero. Protože dotyková plocha je malá, má Gufero také nízké ztráty. Nevýhodou jsou vysoké požadavky na drsnost povrchu hřídele a ztráta těsnosti při poškození povrchu hřídele
Bezdotykové těsnění
- mezi hřídelí a tělesem je vytvořena dlouhá úzká mezera.
- Nejjednodušším příkladem je štěrbinové těsnění. Většího utěsnění se dosáhne, když se u štěrbiny střídají malé prostory s velkými. Unikající kapalina nebo plyn musí měnit svou rychlost, dochází k víření a větším ztrátám energie tohoto plynu nebo kapaliny.
Kombinace dotykového a bezdotykového těsnění
- pokud se použije dotykové i bezdotykové těsnění, vznikne kombinované těsnění U těsnění uvedeném na obrázku plstěný kroužek zcela uzavírá prostor ložiska a labyrint brání přístupu nečistot (které by mohly poškodit těsnicí plochu) k tomuto kroužku.

ÚČEL MAZÁNÍ, MAZIVA

Účel:

snížení tření
- vytvořením vrstvy maziva se od sebe oddálí třecí plochy a sníží se velikost koeficientu tření a tím i ztrát v ložisku. Toto má význam hlavně u kluzných ložisek, kde je velká třecí plocha
odvod tepla
- především u těch způsobů mazání, kdy mazivo cirkuluje, odvádí mazivo tepelnou energii ze třecích stykových ploch
odvod nečistot
- vzájemným třením může dojít k vylamování nepatrných pevných částic ze stykových ploch. Pokud nejsou tyto nečistoty odvedeny mazivem ze stykových ploch, mohly by vyvolat další poškození materiálu

Maziva, se dělí podle své viskozity na:

kapalná maziva
- nejčastěji se používají minerální oleje. Typickým příkladem je mazání motoru automobilu
plastická maziva
- typickým příkladem je vazelína.
tuhá maziva
- jsou méně rozšířena. Tuhým mazivem je např. grafit.

MONTÁŽ VALIVÝCH LOŽISEK

nejefektivnější způsob montáže kuličkových ložisek je montáž ložiska s využitím ručního nebo hydraulického lisu a různých přípravků. Montáž větších ložisek usnadňuje jejich ohřev v olejové lázni při teplotě až 80°C.
Postup při montáži válečkových ložisek závisí na tom, zda je ložisko rozebíratelní nebo nerozebíratelné.
Jednořadá válečková ložiska jsou ve většině případů rozebíratelná, proto se vnější a vnitřní kroužky dají montovat odděleně. Válečky v kleci tvoří s přírubovým kroužkem soudržný celek a mohou se po bez přírubovém kroužku posouvat. K montáži kroužků se používá obvyklých pomůcek, např. narážecích pouzder, popř. pouzder úderných.
Dvouřadá naklápěcí válečková ložiska jsou nerozebíratelná, proto se musí montovat v celku. Jelikož vnější kroužek se dá naklápět, je nutné věnovat pozornost tomu, aby se nevzpříčil. K měření radiální vůle se používá spároměr. Vůle musí být u obou válečků stejná a měří se u válečků v horní poloze, musí se vnější kroužek nadzvednout. U velkých ložisek, kde je zvedání vnějšího kroužku obtížné, měří se u spodních nezatížených válečků.

NĚKTERÉ DRUHY KLUZNÝCH LOŽISEK

Ložisková pouzdra (s výstelkou nebo bez výstelky)
Ložisková pouzdra skružovaná (s výstelkou nebo bez výstelky)
Ložiskové pánve (s výstelkou nebo bez výstelky)
Ložiskové kroužky axiální
Kloubová ložiska
Kloubová ložiska s rozšířeným vnitřním kroužkem

Podle směru zatížení

radiální – síla působí kolmo na osu otáčení (válcová styková plocha)
axiální – síla působí ve směru osy otáčení (rovinná styková plocha)
kombinované – síla může do jisté míry působit v obou směrech (kuželová nebo kulová styková plocha)

MATERIÁL LOŽISKOVÉHO TĚLESA

Vyrábí se z běžné oceli nebo litiny. Materiál ložiskového tělesa musí být pevný, odolávat vibracím a pro svou větší spotřebu dostupný. Ložisková tělesa bývají často odlévaná nebo svařovaná a materiál musí být vhodný pro daný způsob výroby.

MATERIÁL POUZDRA A PÁNVE

Na materiál pouzdra je kladena řada požadavků: minimalizace tření a možnosti zadírání, dobrá smáčivost maziva, tepelná vodivost a v neposlední řadě i cena. Podle potřebných vlastností se používají tyto materiály: olověné a cínové kompoziční materiály, slitiny hliníku a mědi (mosazi a bronzy), spékané práškové kovy, litina nebo plast (teflon).
U vícevrstvých ložisek lze kluzné vlastnosti zlepšit vnitřní tenkou vrstvou ze slitin olova, cínu, hliníku nebo mědi, nanesené slinováním, naprašováním nebo galvanicky. V ložisku může být použita i mezivrstva z niklu, která zabraňuje difuzi atomů cínu z kluzné vrstvy do vrstvy nosné, a tím kluzné vlastnosti vrstvy zůstanou zachovány po celou dobu životnosti ložiska.