Zvyšování kvality výuky technických oborů

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V Základní části strojů Kapitola 30 Valivá ložiska Ing. Dušan Kabát

2 Obsah ÚVOD VALIVÁ LOŽISKA KONSTRUKCE VALIVÝCH LOŽISEK VLASTNOSTI VALIVÝCH LOŽISEK TYPY VALIVÝCH LOŽISEK Kuličková ložiska Válečková a jehlová ložiska Soudečková a kuželíková ložiska OTÁZKY KE KAPITOLE DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE

3 Úvod Výukový materiál se zabývá konstrukcí, typy a možným užitím valivých ložisek v zařízeních. Za výkladem jsou k dané problematice zařazeny kontrolní otázky. Ucelený výukový materiál postihuje oblast základních částí strojů a strojních zařízení. Materiál je určen žákům zejména prvních ročníků strojírenských a se strojírenstvím souvisejících oborů ukončených závěrečnou zkouškou, kde je zapotřebí nabýt znalostí o stavbě strojů a jejich základních konstrukčních prvcích. Stejně tak je možné materiál využít u takovýchto oborů ukončených maturitní zkouškou. Lze ho využívat v předmětech zabývajících se základy strojírenství, jako jsou Strojnictví, Části strojů a mechanismy, Strojírenství nebo Stroje a zařízení, v oborech Mechanik opravář motorových vozidel ( H/01), Autotronik (39-41-L/01), Autoelektrikář (26-57-H/01), Karosář (23-55-H/02), Strojník (23-65-H/01), Klempíř (23-55-H/01), Provozní technika (23-43-L/51) apod. 3

4 1 Valivá ložiska Jsou to normalizované strojní součásti. Jejich výběr lze najít ve strojnických tabulkách. Ucelenější soubory v různých katalozích výrobců nebo prodejců ložisek. Obvykle se skládají z vnějšího kroužku, vnitřního kroužku, valivých tělísek a klece. 1.1 Konstrukce valivých ložisek Vnější a vnitřní kroužek spolu s šířkou ložiska určují základní geometrické parametry ložiska. Vnitřním kroužkem se ložisko lisuje na hřídelový čep, vnějším se ukládá do rámu stroje. Valivá tělíska snižují významným způsobem tření v samotném ložisku. Mohou to být geometrická tělesa s kruhovým průřezem, jako jsou kuličky, válečky, kuželíky, soudečky a jehly. Všechna tato tělesa mají své specifické vlastnosti a určují tak použití ložiska. Klec- může být plechová nebo v poslední době spíše plastová. Má za úkol udržet valivá tělíska mezi sebou v konstantní vzdálenosti. Kryt má za úkol chránit ložisko před vnikáním nečistot do prostoru valivých tělísek a současně zamezit úniku maziva z tohoto prostoru. Může být oboustranný, jednostranný nebo ložisko nemusí být kryto vůbec. Jsou buďto plechové nebo plastové. Jestliže je ložisko zakrytováno oboustranně, nazýváme ho také zapouzdřené. Obrázek 1: Konstrukce valivého ložiska 1.2 Vlastnosti valivých ložisek Vlastnosti valivých ložisek určují jejich použití ve strojích a zařízeních. Jejich pozitivní vlastnosti neboli jejich výhody lze popsat takto: 1. Nízké tření, způsobené odvalováním rotačních tělísek mezi kroužky 2. Stejné ztráty třením při rozběhu, doběhu i při plném provozním zatížení 3. Snášejí vysoké otáčky 4

5 4. Umožňují velká zatížení i za klidu 5. Snášejí vysoké teploty a obvykle nevyžadují zvláštní chlazení 6. Není nutný čas k záběhu - je možné je okamžitě zatěžovat provozními zatíženími 7. Z důvodu nižšího tření se nemusí tolik mazat nižší spotřeba maziva 8. Mají malou konstrukční šířku vhodná i do užších prostor v zařízeních 9. Z důvodu normalizace jednoduchá zaměnitelnost Jejich méně příznivé vlastnosti nevýhody je možné popsat takto: 1. Velmi náročná výroba přesnost jejich částí, speciální výrobní zařízení, použití kvalitních materiálů 2. Z bodu 1 vyplívající vyšší cena 3. Z podstaty konstrukce vysoká hlučnost 4. Netlumí rázy ani vibrace 5. Vyšší stavební výška nelze použít v konstrukcích v místech s nedostatkem prostoru v radiálním směru 1.3 Typy valivých ložisek Valivá ložiska mohou přenášet radiální i axiální zatížení, některá i kombinované zatížení. Základní rozdělení je možné podle tvaru valivých tělísek na kuličková, válečková, soudečková, kuželíková a jehlová. Všechna tato tělíska mají své specifické vlastnosti a určují tak i volbu a používání ložiska v konkrétním místě konstrukce Kuličková ložiska Jsou to nejvyužívanější valivá ložiska. Podle konstrukce je lze rozlišovat na jednořadá, dvouřadá, s kosoúhlým stykem a naklápěcí. Podle směru zatížení na axiální a radiální. Jednořadá kuličková ložiska mohou přenášet pouze radiální zatížení. Ložiska s kosoúhlým stykem mají kuličky opřené o kroužky ze strany. To umožňuje přenášet i určitá axiální zatížení. Dvouřadá kuličková ložiska jsou určena pro velká radiální zatížení a mohou přenášet pouze tato. Ložiska naklápěcí jsou také dvouřadá, kdy se jejich vnější kroužek může naklápět proti vnitřnímu. Tím je umožněno lehké vychýlení osy hřídelového čepu v zařízení např. při průhybu hřídele. Obrázek 2: Kuličková ložiska radiální 5

6 Axiální ložiska se mohou zatěžovat pouze v axiálním směru. Jejich kroužky jsou v demontovaném stavu ložiska jako samostatné a ložisko se skládá do funkčního stavu až na hřídelovém čepu. Obrázek 3: Kuličková ložiska axiální Válečková a jehlová ložiska Jsou určena pro největší silová zatížení radiálního směru. Nemohou z podstaty své konstrukce přenést žádné axiální síly. Jehlová ložiska jsou ve své podstatě ložiska válečková, kdy jehly jsou vlastně velmi štíhlé válečky. Používají se pro velká zatížení, kde není dostatek místa pro vyšší ložisko. Lze je používat i ve variantě bez vnitřního kroužku, kdy se stavební výška tímto ještě sníží. Ve srovnání s válečkovými jsou i dražší. Obrázek 4: Válečkové a jehlové ložisko Soudečková a kuželíková ložiska Soudečková ložiska se využívají podobně jako dvouřadá naklápěcí kuličková ložiska. Mohou přenášet pouze radiální zatížení. Soudečky ale svým tvarem umožňují přenášet větší zatížení než kuličky, proto se umisťují do nejzatěžovanějších míst. Kuželíková ložiska přenáší jak axiální, tak radiální zatížení. Axiální, z důvodu konstrukce pouze v jednom směru. Proto se běžně používají dvě proti sobě pro zachycení tohoto zatížení v obou směrech (pojezdová kola dopravních prostředků). 6

7 Obrázek 5: Soudečkové a kuželíkové ložisko Obrázek 6: Pojištění ložiska na hřídeli 1.4 Otázky ke kapitole 1. Z jakých částí se skládá valivé ložisko doplňte obrázkem? 2. Jmenujte výhody valivých ložisek. 3. Jaké znáte nevýhody valivých ložisek? 4. Popište nevýhody valivých ložisek. 5. Popište základní typy kuličkových ložisek doplňte obrázky. 6. U jednotlivých typů valivých ložisek popište možná přenášená zatížení doplňte obrázky. 7. Kde se používají ložiska válečková a ložiska jehlová? 8. Jaká zatížení jsou schopna přenášet ložiska soudečková a ložiska kuželíková doplňte obrázky? 7

8 2 Doporučená literatura 1. Leinveber, J., Řasa. J., Vávra. P. Strojnické tabulky. Praha: Scientia spol. s r. o., ISBN Kříž, R., Stavba a provoz strojů I, Části strojů. Praha: SNTL, Křiž, R., Strojní součásti I. Praha: SNTL, Mičkal, Karel. Strojnictví- Časti strojů. Praha: Sobotáles, ISBN

9 3 Použitá literatura a zdroje 1. Mičkal, Karel. Strojnictví- Časti strojů. Praha: Sobotáles, ISBN Křiž, R., Strojní součásti I. Praha: SNTL, Kříž, R., Stavba a provoz strojů I, Části strojů. Praha: SNTL, Rybářová, V Strojní součásti a spoje. Dostupné z 9