Слајд 1
МАШИНСКИ ЕЛЕМЕНТИ II ЛЕЖИШТА Београд, 2013/2014. год.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
Циљ теме је упознати се са:
1
Особинама и поделом лежишта
2
Трењем између додирних површина у лежиштима
3
Мазивима
4
Довођењем мазива и направама за подмазивање
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
Циљ теме је упознати се са:
5
Конструкцијом лежишта и подмазивањем
6
Облицима лежишта
7
Налегањима рукавца и лежишта
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
Циљ теме је упознати се са:
8
Материјалом за лежајне чауре, постељице и кућице
9
Прорачуном радијалних лежишта
10
Прорачуном аксијалних лежишта
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ОСОБИНЕ И ПОДЕЛА Лежишта су ослонци осовина и вратила са којима се ови ослањају својим рукавцима. Лежиште је такав спој где се један елемент обрће у другом који мирује. Ако се елемент креће транслаторно по другом елементу који мирује онда је то ВОЂИЦА. Особине клизних лежишта: ДОБРЕ 1. Једноставна конструкција и израда 2. Нису осетљива на ударе
3. Погодна су за велике брзине 4. Дуг им је век рада ЛОШЕ 1. Велики отпор трења (нарочито у почетку рада) 2. Велика потрошња мазива
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ОСОБИНЕ И ПОДЕЛА Према конструктивном изгледу и врсти трења:
ЛЕЖИШТА
КЛИЗНА са трењем клизања
КОТРЉАЈНИ са трењем котрљања
Према правцу деловања оптерећења:
ЛЕЖИШТА
РАДИЈАЛНА
АКСИЈАЛНА
РАДИЈАЛНО-АКСИЈАЛНА
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ТРЕЊЕ ИЗМЕЂУ ДОДИРНИХ ПОВРШИНА У ЛЕЖИШТИМА ТРЕЊЕ
СУВО
МЕШОВИТО
ФЛУИДНО
Подмазивање је поступак довођења мазива у лежишни спој (постељица-рукавац) с циљем да се смањи отпор трења који проузрокује: - утрошак енергије
- хабање додирних површина споја - загревање У начелу подмазивање се може остварити као: - ПОТПУНО – филм мазива је непрекидан
- НЕПОТПУНО – граничним филмом мазива
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПОТПУНО ПОДМАЗИВАЊЕ Подмазивање потпуним филмом мазива је вид подмазивања при коме су делови који се подмазују потпуно раздвојени флуидом за подмазивање.
ПОТПУНО ПОДМАЗИВАЊЕ
ХИДРОСТАТИЧКО
- додирне површине су раздвојене
- треба применити пумпу
ХИДРОДИНАМИЧКО
ЕЛАСТО-ХИДРОДИНАМИЧКО
- кретање делова омогућује непрекидан филм
- под великим оптерећењем долази до деформација додирних површина које омогућују формирање непрекидног филма мазива
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ХИДРОДИНАМИЧКО ПОДМАЗИВАЊЕ
- при одређеној брзини клизања долази до раздвајања рукавца и лежајне чауре филмом мазива
- жлеб доводи до наглог пада притиска у лежишту - ове жлебове треба избегавати, а довод мазива вршити одозго или са стране као на слици а), или израдити спиралне жлебове
На почетку и на крају лежишта притисак уља је једнак НУЛИ, док је на средини највећи.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ХИДРОДИНАМИЧКО ПОДМАЗИВАЊЕ
n pr
- Прелазни број обртаја при коме долази до хидродинамичког подмазивања
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
НЕПОТПУНО ПОДМАЗИВАЊЕ Непотпуно подмазивање се остварује под следећим условима: - мала брзина кретања тела 2 - нема оформљеног клина мазива.
v
2
1 При кретању тела 2 по телу 1 услед мале брзине тело 2 скида – грће мазиво испред себе и тако настаје непотпун додир делова јер се на неким површинама налази мазиво чији је филм испрекидан. Овакво подмазивање није препоручљиво.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
РЕЛАТИВНА ДЕБЉИНА ФИЛМА МАЗИВА Показатељ вида подмазивања је релативна дебљина филма мазива
h Ra 1 1 5
Дебљина мазива
Збир средњих одступања профила
- За гранично подмазивање - За мешовито подмазивање
1,5
- За еласто-хидродинамичко подмазивање - За хидродинамичко и хидростатичко подмазивање
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАЗИВА Мазива се примењују да смање трење и да одведу један део топлоте.
МАЗИВА
МАСТИ
УЉА
Подела уља:
УЉА
БИЉНА
ЖИВОТИЊСКА
МИНЕРАЛНА
Минерална уља се највише употребљавају јер су најпостојанија и најјефтинија.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАЗИВА Најважнија особина уља је његов ВИСКОЗИТЕТ.
ВИСКОЗИТЕТ
СТАТИЧКИ
ДИНАМИЧКИ
ВИСКОЗИТЕТ је количина уља добијена под одређеним условима. Ти услови су: - одређена температура
- одређени отвор кроз који цури уље - одређено време
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАЗИВА СПЕЦИФИЧНА ТЕЖИНА
ТАЧКА ПАЉЕЊА ТАЧКА ОЧВРШЋАВАЊА САДРЖАЈ ВОДЕ, ПЕПЕЛА САДРЖАЈ КИСЕЛИНА
0,225
N25 - означава кинематску вискозност
0, 225P
-означава динамичку вискозност
50
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАЗИВА Означавање уља по SRPS стандарду:
УЉА ЗА ЗУПЧАНИКЕ HIP
УЉА
МОТОРНА УЉА М
УЉА ЗА ЛЕЖИШТА L
ТУРБИНСКА УЉА TU
УЉА ЗА ВРЕТЕНА V
МАСТИ се састоје од разних врста уља којима су додати сапуни: калијумов, калцијумов, натријумов и литијумов. Подмазивање с машћу се препоручује у прљавој атмосфери. Маст штити рукавац од прашине. Једноставније је и јефтиније од подмазивања уљем. Подмазивање машћу се врши на тај начин што повишена температура топи маст, тако да уље у њој врши своју функцију подмазивања.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАЗИВА Калцијумове масти - не растварају се у води - употребљавају се при радним температурама до 70 oC
Натријумове масти - растварају се у води - употребљавају се при радним температурама 200 oC
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАЗИВА За подмазивање лежишта доста се користе: - за мале брзине клизања - ГРАФИТ - за осцилаторна кретања - МОЛИБДЕНДИСУЛФИД (MoS2) - за јача ударна оптерећења Испоручују се: - у праху - у облику пасте - као мешавина са мастима или уљем МОЛИБДЕНДИСУЛФИД (MoS2) – употребљава се за радне темпераруре од - 180 до 450 oC ГРАФИТ – јефтинији је од MoS2 - боље проводи топлоту - слабије пријања за делове - на 400 oC почиње да оксидира
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ДОВОД МАЗИВА И НАПРАВЕ ЗА ПОДМАЗИВАЊЕ Систем за подмазивање треба да обезбеди следеће услове: - да прими довољну количину мазива
- да врши дозирање мазива према потреби одређене чистоће, вискозности и температуре.
ПОДМАЗИВАЊЕ
ПОЈЕДИНАЧНО ИЛИ ЦЕНТРАЛНО
СТАЛНО ИЛИ ПЕРИОДИЧНО
СЛОБОДНО ИЛИ ПРИНУДНО
Према врсти мазива направе за подмазивање могу бити:
НАПРАВЕ
За УЉА
За МАСТИ
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПОДМАЗИВАЊЕ УЉИМА Појединачно непрекидно подмазивање може бити: - ПРОТОЧНО или ЦИРКУЛАРНО
- СЛОБОДНО или ПРИНУДНО
Слободно непрекидно подмазивање
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПОДМАЗИВАЊЕ МАСТИМА Маст се користи за подмазивање лежишта и лежаја када су:
- мала оптерећења - за спороходна и осцилаторна кретања - за зглобне везе.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПОДМАЗИВАЊЕ МАСТИМА
ЦЕНТРАЛНО ПОДМАЗИВАЊЕ - Остварује се развођењем масти са једног места до више радних површина
- За ово подмазивање користе се пумпе (зупчастe) са резервоаром
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
КОНСТРУКЦИЈА ЛЕЖИШТА И ПОДМАЗИВАЊЕ Мазиво се доводи кроз отворе у лежишту до канала или комора за подмазивање.
Овалне површине на лежишној чаури се израђују из разлога да се створи хидродинамички притисак.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ОБЛИЦИ ЛЕЖИШТА Лежишне чауре могу се уграђивати непосредно у носеће делове машина, или могу бити у посебним кућицама.
Радијална клизна лежишта могу бити једноделна и дводелна. Једноделна лежишта се примењују кад је монтажу са рукавцем могуће извести аксијално.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ОБЛИЦИ ЛЕЖИШТА Дводелна лежишта састоје се из доњег и горњег дела кућице
у које се уграђују дводелне лежишне чауре, а спајање се изводи завртњима.
Лежишна чаура се ослања на цилиндричну површину кућице.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ОБЛИЦИ ЛЕЖИШТА
Лежишна чаура се ослања на сферну површину кућице.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
АКСИЈАЛНА ЛЕЖИШТА Аксијална лежишта за пренос мањих сила могу се додиривати равним колутом са или без радијалних канала за подмазивање.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
РАДИЈАЛНА ЛЕЖИШТА Радијална лежишта намењена су за преношење радијалних и аксијалне силе.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
НАЛЕГАЊЕ РУКАВЦА И ЛЕЖИШТА Величина зазора утиче на носивост лежишта и на положај рукавца у лежишној чаури. Зазор при великим брзинама мора бити велики, а при малим брзинама мали. Са повећањем зазора мора се повећати и вискозност уља. Релативни зазор
:
Зазор
Z d
Пречник рукавца
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
НАЛЕГАЊЕ РУКАВЦА И ЛЕЖИШТА Одређивање релативног зазора
у зависности од притиска
5,5
15
p
и брзине
v
.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
НАЛЕГАЊЕ РУКАВЦА И ЛЕЖИШТА Налегања која се најчешће користе код лежишта.
У горњој таблици приказане су вредности зазора у лежишту када су познати пречник рукавца и налегање.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
НАЛЕГАЊЕ РУКАВЦА И ЛЕЖИШТА Одређивање налегања из дијаграма за познати пречник рукавца и релативни зазор.
50
0,5
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
МАТЕРИЈАЛ ЗА ЛЕЖАЈНЕ ЧАУРЕ, ПОСТЕЉИЦЕ И КУЋИЦЕ Материјали за клизне делове лежишта треба да су:
- отпорни на хабање - имају мали коефицијент трења. Најчешће се израђују од: - челика
- сивог лива - легура обојених метала - пластичних маса - синтерованог материјала. Ређе се израђују од:
- гуме - дрвета.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Носивост лежишта је највећа сила предвиђеном веку трајања.
F
коју лежиште може да пренесе у
Димензионисање лежишта врши се из услова површинског притиска:
F p pd d b
F N - радијално оптерећење
b mm d mm
– ширина лежишта
– пречник рукавца Да би се постигло флуидно трење притисак у уљу треба да је једнак или већи од средњег површинског притиска.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Код лежишта код којих није обезбеђено флуидно трење, загревање и хабање рукавца зависе од притиска и брзине.
( p v)
- карактеристика загревања
За изабрани материјал постељице и рукавца из горње таблице очитавамо вредности за површински притисак, брзину и карактеристику лежишта .
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Средњи специфични притисак уља
pm
према Фалцу:
d n 2 pm N / mm 9 3, 66 10 h0
d mm
– пречник рукавца
1 n min – број обртаја рукавца Pa s – динамичка вискозност – релативни зазор
Z mm
– средњи зазор у лежишту
h0 mm – дебљина филма уља
уља
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Хидродинамичко подмазивање почиње када је филм уља:
min 3 m
Да би се обезбедило хидродинамичко подмазивање мора бити испуњен услов:
F p pm d b 2 p N / mm
– средњи површински притисак
b mm
– ширина лежишта
d mm
– пречник рукавца
F N
– радијално оптерећење
pm N / mm2
– средњи специфични притисак уља
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Одређивање Сомерфилдовог броја S 0 :
Релативна дебљина филма уља:
2h0 Z
12
Динамичка вискозност уља:
p 2 S0
1,3
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Количина уља потребна за подмазивање:
Q 3 107 d 2 b n l / min Развијена количина топлоте у лежишту:
v m / s F N
60 F v QR kJ / min 1000 - брзина клизања - радијално оптерећење
- коефицијент трења
0,002 0,1
Лежишта са мешовитим трењем: Лежишта са течним трењем:
0,05 0,003
- зависи од врсте лежишта
- врсте подмазивања - материјала
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Температура у лежишту:
QR kJ / min
QR 0 C t t0 A - развијена количина топлоте у лежишту
t0 0C
- температура околине лежишта
A m2
- расхладна површина лежишта и вратила
kJ / min m2 0C
0,85 1, 25 1, 7
- коефицијент прелаза топлоте
- при малом струјању ваздуха
- за нормално струјање ваздуха - за појачано струјање ваздуха
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН РАДИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА На основу искуства из ове области може се усвојити:
A (25 35) d b 10d 2
за
d 100mm
A (20 25) d b 10d
за
d 100mm
2
Мање вредности за расхладну површину лежишта треба бирати за КРАТКА клизна лежишта кад је:
b / d 0,8 Температура у лежишту у нормалним условима не би требало да пређе 50 до 60 0С, максимално:
tmax 80 0C
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН АКСИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Површински притисак у аксијалном лежишту са непотпуним подмазивањем:
4 F p 2 pd d
- за пуни рукавац
4 F p 2 pd 2 (d d1 ) Дозвољени површински притисак радијалне рукавце.
- за прстенасти и гребенасти рукавац
pd
узима се приближно два пута мањи него за
Унутрашњи пречник :
- Прстенастог рукавца - Гребенастог рукавца
d1 (0, 2 0,6)d d1 (0,7 0,8)d h (1 1,5)b Z (2 5) - број гребенова
d d1 b 2
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
ПРОРАЧУН АКСИЈАЛНИХ ЛЕЖИШТА Површински притисак у лежишту са жлебовима у колуту:
F N / mm2 p 0,8 d m b F N
- аксијално оптерећење
b 0,3 dm- дужина ослањања Средњи пречник:
Dd dm 2
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
Резиме лежишта су ослонци осовина и вратила са којима се ови ослањају својим рукавцима. према конструктивном изгледу и врсти трења разликујемо: клизна лежишта и котрљајуће лежаје. према правцу деловања оптерећења лежишта могу бити: аксијална, радијална и радиаксијална. трење између додирних површина у лежиштима може бити: суво, мешовито и флуидно. подмазивање потпуним филмом мазива може бити: хидростатичко, хидродинамичко и еласто-хидродинамичко.
мазива се примењују да смање трење и да одведу један део топлоте, а деле се на уља и масти. вискозитет је количина уља добијена под одређеним условима, а може бити статички и динамички.
ЛЕЖИШТА КЛИЗНИ ЛЕЖАЈИ
Резиме мазиво се доводи кроз отворе у лежишту до канала или комора за подмазивање. лежишне чауре могу се уграђивати непосредно у носеће делове машина, или могу бити у посебним кућицама. радијална клизна лежишта могу бити једноделна и дводелна. релативни зазор је однос зазора и пречника рукавца.
носивост лежишта је највећа сила коју лежиште може да пренесе у предвиђеном веку трајања. димензионисање лежишта врши се из услова површинског притиска. температура у лежишту у нормалним условима не би требало да пређе 50 до 60 0С, максимално 80 0С.