KLUZNÁ LOŽISKA Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice
Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
KLUZNÁ LOŽISKA Kluzná ložiska umožňují přenos sil mezi dvěma relativně se pohybujícími povrchy za přítomnosti kluzného tření. Mezi ložiskem a hřídelí vzniká kluzné tření, které způsobuje opotřebení součásti a ztrátu energie. Na velikost tření má vliv tlak v ložisku, materiál ložiska i hřídele, kvalita povrchů, obvodová rychlost a provozní teplota. Velikost tření lze ovlivnit vhodnou konstrukcí uložení a mazáním kluzných ploch. Kluzná ložiska se běžně vyrábí pro obvodové rychlosti 70 až 80 m/s, speciální pro rychlost až 100 m/s. Mezi ložiskem a hřídelí vzniká kluzné tření, které způsobuje opotřebení součásti a ztrátu energie. Na velikost tření má vliv tlak v ložisku, materiál ložiska i hřídele, kvalita povrchů, obvodová rychlost a provozní teplota. Velikost tření lze ovlivnit vhodnou konstrukcí uložení a mazáním kluzných ploch.
VÝHODY A NEVÝHODY KLUZNÝCH LOŽISEK Výhody minimální prostorové nároky konstrukční jednoduchost, opravitelnost schopnost tlumení nárazů a chvění pomocí vrstvy maziva mezi čepem a ložiskem možnost dosáhnout přesné vedení hřídele možnost provozu bez maziva možnost vymezení radiální vůle tichý bezhlučný chod i při vysoké frekvenci otáček Nízká cena Nevýhody kluzných ložisek: vyšší ztráty kluzným třením ve srovnání s valivými ložiskami vyšší opotřebení čepů a ložisek při jejich vzájemném dotyku poměrně velká spotřeba maziva nutnost záběhu po montáži u některých druhů ložisek
KLUZNÁ LOŽISKA
ROZDĚLENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Podle tvaru funkčních ploch rovinné kluzné uložení (vedení obráběcích strojů) radiální kluzné ložiska axiální kluzné ložiska kombinované Podle použitého maziva bez přítomnosti maziva s pevným mazivem (grafit) s plastickým mazivem (mazací tuky) s kvapalným mazivem (mazací oleje) s plynným mazivem (vzduch, plyn)
ROZDĚLENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Podle způsobu zatížení statické zatížení dynamické zatížení kombinované zatížení Podle vzájemného pohybu nosných částí rotační lineární Podle konstrukce dělená nedělená
ROZDĚLENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK 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)
PŮSOBÍCÍ SÍLY V KLUZNÝCH LOŽISKÁCH
KONSTRUKČNÍ PROVEDENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Kluzná ložiska se skládají z pánve nebo pouzdra uloženého v ložiskovém tělese, které umožňuje připevnění ložiska rámu stroje, nebo jiné nosné konstrukci.
KONSTRUKČNÍ PROVEDENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Kluzná ložiska jsou vyráběna jako pouzdra (tvar dutého válce), pánve (pouzdro dělené v podélné ose) nebo segmenty. Vkládají se do ložiskového tělesa, které může být samonosné nebo je tělesem součásti.
KONSTRUKČNÍ PROVEDENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Pouzdra Jsou výrobně a konstrukčně nejednodušší. Při jejich montáži/demontáži se musí demontovat hřídel, hlavně když je ložisko uprostřed. Používají se pro malé zatížení a malé kluzné rychlosti. Pouzdra mohou být s výstelkou nebo bez výstelky. Z hlediska konstrukce mohou být s přírubou nebo jednoduché válcové, taktéž můžou být delená. Pánve Obvykle se skládají ze dvou částí, delící rovina prochází obvykle vodorovní osou ložiska. Výhodou pánve je možnost demontáže ložiska bez nutnosti demontáže hřídele Segmentová ložiska Mají kluznou plochu pánve tvořenou několika segmenty, které se mohou naklápět a ustavit do nejvhodnější pracovní polohy Vyznačují se klidným chodem, používají se u vysokootáčkových hřídelů
MATERIÁLOVÉ PROVEDENÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Na materiál pouzdra je kladena řada protichůdných požadavků. Materiál pánví, pouzder, výstelek by měl splňovat zejména tyto požadavky: velká zatížitelnost velká odolnost proti zadírání malé opotřebení čepů v oblasti mezního mazání velká dynamická pevnost a odolnost proti únavě za vyšších teplot malá tvrdost malý modul pružnosti velká odolnost proti korozi velká chemická afinita k mazivům snadná obrobitelnost, dosažení velmi hladké kluzné plochy dobrá tepelná vodivost, malá roztažnost možnost dobrého metalurgického spojení s ocelí nízká cena, snadná dostupnost
MAZÁNÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Mazání je nejúčinnějším prostředkem pro snížení tření a omezení nebo potlačení projevů opotřebení tuhých těles. Je nutný dosáhnout stav, při kterém se v třecím uzle oddělí pohybující se povrchy tuhých třecích těles od sebe pomocí vrstvy maziva, ve které probíhá samotný vlastní proces tření. Vlastnosti maziva ovlivňují velikost mechanických, energetických a materiálových ztrát a tím ohraničují technickou životnost tribotechnického systému. Rozlišujeme maziva tuhé plastické kapalné plynné.
MAZÁNÍ KLUZNÝCH LOŽISEK Mazání tukem Používá se pro malé tlaky a malé kluzné rychlosti nebo tam, kde nelze použít olej. Tuk částečně chrání ložisko proti vnikání nečistot. Použití je omezeno teplotou ložiska. K přívodu maziva se používá mazací lis, který mazivo tlačí přes mazací hlavici. Mazání olejem Olej má lepší mazací schopnosti, odvádí teplo a dá se čistit. Nutné je kvalitní těsnění. Olej se přivádí na mazaná místa mnoha způsoby, např. kapáním z maznice, rozstřikem rotující části mechanismu (nutná je uzavřená skříň), tlakem čerpadla a dalšími způsoby. Způsob přívodu oleje závisí na kluzných rychlostech. Mazání tuhými mazivy se používá ve zvláštních případech, zejména při extrémním tepelném zatížení (např. ložiska vozíku v sušicích zařízeních). Jako mazivo slouží grafit.