U kojoj tanak sloj tekućine percipira direktno opterećenje osovine.
Hidraulički i pneumatski ležajevi se često koriste za velika opterećenja, velike brzine i gdje je potrebno precizno pristajanje osovine kada konvencionalni kuglični ležajevi stvaraju previše vibracija, previše buke ili nisu prikladni za kompaktnu opremu ili izdržljivost. Koriste se sve češće zbog sve manje cijene. Na primjer, kompjuterski tvrdi diskovi koji imaju osovinu elektromotora montiranu na hidrauličke ležajeve su tiši i jeftiniji od onih sa kugličnim ležajevima.
Princip rada
Prednosti i nedostaci
Prednosti
- Hidraulički i pneumatski ležajevi, općenito, imaju vrlo niske koeficijente trenja - mnogo niže od mehaničkih ležajeva. Glavni izvor trenja je viskoznost tekućine ili plina. Budući da plin ima manji viskozitet od tekućine, plinostatički ležajevi su među ležajevima s najnižim koeficijentom trenja. Međutim, što je niži viskozitet tečnosti, to je veće curenje, što zahteva dodatne troškove za pumpanje tečnosti (ili gasa) u ležaj. Ovi ležajevi također zahtijevaju zaptivke i što je zaptivanje bolje, to su veće sile trenja.
- Pri velikim opterećenjima, razmak između površina u hidrauličkim ležajevima se mijenja manje nego kod mehaničkih ležajeva. Krutost ležaja se može smatrati jednostavnom funkcijom prosječnog pritiska fluida i površine ležaja. U praksi, kada je opterećenje na osovini veliko i zazor između ležajnih površina se smanjuje, pritisak fluida ispod osovine raste, sila otpora fluida se jako povećava, a samim tim se održava zazor ležaja.
Međutim, kod ležajeva sa malim opterećenjem, kao što su ležajevi u disk pogonima, krutost kotrljajućih ležajeva je reda veličine 10 7 MN/m, dok je kod hidrauličkih ležajeva ~ 10 6 MN/m. Iz tog razloga, kako bi se povećala krutost, neki hidraulički ležajevi, posebno hidrostatski ležajevi, su dizajnirani da budu prednapregnuti.
- Zbog načina na koji rade, hidraulički ležajevi često imaju značajna svojstva prigušenja.
- Hidraulički i pneumatski ležajevi su općenito tiši i stvaraju manje vibracija od kotrljajućih ležajeva (zbog ravnomjernije raspoređenih sila trenja). Na primjer, tvrdi diskovi napravljeni pomoću hidrauličnih (pneumatskih) ležajeva imaju nivo buke ležaja/motora od 20-24 dB, što nije mnogo više od pozadinske buke u zatvorenoj prostoriji. Diskovi valjkastog ležaja su tiši za najmanje 4 dB.
- Hidraulički ležajevi su jeftiniji od konvencionalnih ležajeva pri istom opterećenju. Hidraulički i pneumatski ležajevi su jednostavnog dizajna. Nasuprot tome, kotrljajući ležajevi sadrže valjke ili kuglice koje su složenog oblika i zahtijevaju visoku preciznost proizvodnje - vrlo je teško proizvesti savršeno okrugle i glatke kotrljajuće površine. Kod mehaničkih ležajeva pri velikim brzinama rotacije, površine se deformiraju zbog centrifugalne sile, dok se hidraulički i pneumatski ležajevi samoispravljaju za mala odstupanja u obliku dijelova ležaja.
- Hidrostatički i mnogi zračni ležajevi su složeniji i skuplji od hidrodinamičkih ležajeva zbog pumpe.
Nedostaci
- Fluid-dinamički ležajevi obično rasipaju više energije nego kuglični ležajevi.
- Rasipanje energije u ležajevima, kao i krutost i njihova svojstva prigušenja, veoma su ovisni o temperaturi, što komplikuje dizajn i rad ležaja u širokom temperaturnom rasponu.
- Hidraulički i zračni ležajevi mogu se iznenada zaglaviti ili srušiti u kritičnim situacijama. Kuglični ležajevi često postupno otkazuju, ovaj proces je praćen pojavom zvučne strane buke i zazora.
- Neravnoteža osovine i ostalih dijelova kod hidrauličkih i pneumatskih ležajeva veća je od neravnoteže kugličnih ležajeva, što dovodi do veće precesije, što dovodi do smanjenja vijeka trajanja ležaja i pogoršanja njegovih pokazatelja kvalitete [ ] .
- Još jedan nedostatak hidrauličnih i pneumatskih ležajeva je curenje tekućine ili plina na vanjski dio ležaja; zadržavanje tečnosti ili gasa unutar ležaja može biti teško. Hidraulički i zračni ležajevi se često ugrađuju u dvostruke i trostruke žice kako bi se izbjeglo curenje s jedne strane. Hidraulički ležajevi koji koriste ulje se ne koriste tamo gdje je curenje ulja u okolinu neprihvatljivo ili gdje održavanje nije ekonomski izvodljivo.
Primena fluidnodinamičkih ležajeva
Hidrodinamički ležajevi se najviše koriste u mašinama zbog svoje jednostavnosti dizajna, iako u periodima pokretanja i zaustavljanja, pri malim brzinama, rade u uslovima graničnog podmazivanja ili čak „suvog“ trenja.
- Jedan od glavnih primjera hidrodinamičkog režima trenja iz svakodnevnog života jesu ležajevi radilice i bregaste osovine motora s unutarnjim sagorijevanjem, u kojima se tokom rada konstantno drži uljni klin zbog viskoznosti ulja i brzog rotacija osovine. Do habanja glavnog vratila dolazi u trenutku pokretanja i zaustavljanja motora, kada su okretaji vratila nedovoljni za održavanje uljnog klina i trenje postaje granično trenje.
- U savremenim preciznim alatnim mašinama koje rade pod malim opterećenjima, posebno kod brušenja
- Upotreba hidrodinamičkih kliznih ležajeva umjesto kotrljajućih ležajeva u tvrdim diskovima računara omogućava regulaciju brzine rotacije vretena u širokom rasponu, smanjenje buke i utjecaja vibracija na rad uređaja, čime se povećava brzina prijenosa podataka i osigurava sigurnost snimljenih informacija, kao i stvaranje kompaktnijih tvrdih diskova (0,8 inča). Međutim, postoji niz nedostataka: visoki gubici trenja i, kao posljedica toga, smanjena efikasnost (0,95 ... 0,98); potreba za kontinuiranim podmazivanjem; neravnomjerno habanje ležajeva i rukavaca; korištenje skupih materijala za proizvodnju ležajeva.
- U pumpama, na primjer, u cirkulacijskoj pumpi reaktora RBMK-1000.
- U ventilatorima za hlađenje personalnog računara. Upotreba ove vrste ležajeva može smanjiti buku i poboljšati efikasnost rashladnog sistema. Čak i na početku, fluidno dinamički ležaj je tiši od kliznog ležaja. Nakon isteka određenog perioda rada, ne gubi svoja akustična svojstva i ne postaje bučniji, za razliku od drugih ležajeva.
Primjena plinodinamičkih ležajeva
Bilješke (uredi)
Književnost
- Mašine za rezanje metala: Udžbenik / V.E. Push, Moskva: Mašinstvo, 1986.- 564 str.
Sadržaj članka
LEŽAJ, strukturna jedinica mašina i mehanizama koja podržava ili vodi rotirajuću osovinu ili osovinu. Ako osovina osovine u ležaju klizi direktno po površini ležaja, tada se naziva kliznim ležajem. Ako se između osovine vratila i površine ležaja nalaze kuglice ili valjci, tada se takav ležaj naziva kotrljajući ležaj. Svrha ležaja je smanjenje trenja između pokretnih i stacionarnih dijelova stroja, jer je trenje povezano s gubitkom energije, zagrijavanjem i habanjem.
Klizni ležajevi.
Klizni ležaj je masivni metalni nosač s cilindričnim provrtom u koji je umetnuta čaura ili umetak od antifrikcionog materijala. Čaša ili osovina osovine ulazi u provrt čahure ležaja s malim zazorom. Kako bi se smanjilo trenje i habanje, ležaj se obično podmazuje tako da je osovina odvojena od čaure filmom viskozne uljne tekućine. Performanse kliznog ležaja određuju njegove dimenzije (dužina i prečnik), kao i viskozitet maziva i brzina rotacije osovine.
Podmazivanje.
Za podmazivanje kliznog ležaja može se koristiti svaka dovoljno viskozna tekućina - ulje, voda, benzin i kerozin, vodene i uljne emulzije, au nekim slučajevima čak i plinovi (na primjer, zagrijani zrak i proizvodi izgaranja u mlaznim motorima) i tekući metali. Koriste se i plastična i čvrsta („mast“) maziva, ali su njihova svojstva podmazivanja različita od svojstva tečnosti i gasova. U slučajevima kada prirodna cirkulacija maziva u ležaju nije dovoljna da ga ohladi, predviđen je sistem prisilne cirkulacije sa radijatorima koji emituju toplotu i hladnjakom.
Hidrostatički ležajevi.
Klizni ležaj u kojem se podmazivanje dovodi pod pritiskom (obično pomoću uljne pumpe) iz vanjskog izvora naziva se hidrostatski ležaj. Nosivost takvog ležaja uglavnom je određena pritiskom dostavljenog maziva i ne ovisi o perifernoj brzini osovine.
Hidrodinamički ležajevi.
Podmazani klizni ležaj može se smatrati pumpom. Da bi se viskozni medij premjestio iz područja niskog tlaka u područje visokog tlaka, potrebno je trošiti energiju iz vanjskog izvora. Mast koja prianja na dodirne površine, kada se osovina okreće, odolijeva potpunom habanju i istiskuje se u područje gdje raste pritisak, čime se održava razmak između ovih površina. Klizni ležaj, u kojem se na opisani način stvara područje visokog pritiska, koje drži opterećenje, naziva se hidrodinamičko.
Kotrljajni ležajevi.
U kotrljajućem ležaju, trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja, čime se smanjuju gubici energije trenja i trošenje.
Kuglični ležajevi.
Najčešći kotrljajući ležaj je kuglični ležaj. Oblik žljebova (traka za trčanje) unutrašnjeg i vanjskog prstena kotrljajućeg ležaja mora biti vrlo precizno kontroliran u toku proizvodnje kako, s jedne strane, ne bi došlo do klizanja kuglica u odnosu na prsten, a s druge strane. , imaju dovoljno veliku površinu ležaja. Separator postavlja tačan položaj kuglica i sprečava njihovo međusobno trenje. Pored jednorednih kugličnih ležajeva proizvode se ležajevi sa dva i više reda kuglica (dvoredni, višeredni), kao i ležajevi drugih izvedbi.
Valjkasti ležajevi.
Valjkasti ležajevi u valjkastim ležajevima su valjci - cilindrični, bačvasti, konusni, igličasti ili uvrnuti. Dizajn valjkastih ležajeva je također raznolik.
Podmazivanje.
Vijek trajanja valjkastog ležaja određen je habanjem kuglica (valjaka) i staza za trčanje u prstenovima, koji također zahtijevaju podmazivanje kako bi se smanjilo trenje i habanje. Radna temperatura je bitna, jer na povišenim temperaturama ne utiče samo nejednako termičko širenje nosivih elemenata, što dovodi do povećanog klizanja, a samim tim i habanja, već i smanjuje tvrdoću materijala ležaja.
Materijali za ležajeve.
Klizni ležajevi se izrađuju od raznih metala, legura, plastike, kompozita i drugih materijala. Dugo vremena, glavni materijal za ležište bio je babit, patentiran od strane A. Babbitta 1839. Ova legura na bazi kositra ili olova sa malim dodacima antimona, bakra, nikla, itd. omogućava brojne mogućnosti sastava koje se razlikuju po relativnoj sadržaj komponenti. Babit legure postale su svojevrsno mjerilo za ocjenjivanje drugih materijala za ležajeve, među kojima su kombinacije materijala koje su se pojedinačno dobro dokazale: babit i čelik; babit, čelik i bronza; olovo sa indijem; srebro i čelik; grafita i bronze. Među plastikama za klizne ležajeve ističu se najlon i teflon koji ne zahtijevaju podmazivanje. Ugljični grafit, kermeti i kompoziti se također koriste kao materijali za čahure kliznih ležajeva.
Sadržaj članka
LEŽAJ, strukturna jedinica mašina i mehanizama koja podržava ili vodi rotirajuću osovinu ili osovinu. Ako osovina osovine u ležaju klizi direktno po površini ležaja, tada se naziva kliznim ležajem. Ako se između osovine vratila i površine ležaja nalaze kuglice ili valjci, tada se takav ležaj naziva kotrljajući ležaj. Svrha ležaja je smanjenje trenja između pokretnih i stacionarnih dijelova stroja, jer je trenje povezano s gubitkom energije, zagrijavanjem i habanjem.
Klizni ležajevi.
Klizni ležaj je masivni metalni nosač s cilindričnim provrtom u koji je umetnuta čaura ili umetak od antifrikcionog materijala. Čaša ili osovina osovine ulazi u provrt čahure ležaja s malim zazorom. Kako bi se smanjilo trenje i habanje, ležaj se obično podmazuje tako da je osovina odvojena od čaure filmom viskozne uljne tekućine. Performanse kliznog ležaja određuju njegove dimenzije (dužina i prečnik), kao i viskozitet maziva i brzina rotacije osovine.
Podmazivanje.
Za podmazivanje kliznog ležaja može se koristiti svaka dovoljno viskozna tekućina - ulje, voda, benzin i kerozin, vodene i uljne emulzije, au nekim slučajevima čak i plinovi (na primjer, zagrijani zrak i proizvodi izgaranja u mlaznim motorima) i tekući metali. Koriste se i plastična i čvrsta („mast“) maziva, ali su njihova svojstva podmazivanja različita od svojstva tečnosti i gasova. U slučajevima kada prirodna cirkulacija maziva u ležaju nije dovoljna da ga ohladi, predviđen je sistem prisilne cirkulacije sa radijatorima koji emituju toplotu i hladnjakom.
Hidrostatički ležajevi.
Klizni ležaj u kojem se podmazivanje dovodi pod pritiskom (obično pomoću uljne pumpe) iz vanjskog izvora naziva se hidrostatski ležaj. Nosivost takvog ležaja uglavnom je određena pritiskom dostavljenog maziva i ne ovisi o perifernoj brzini osovine.
Hidrodinamički ležajevi.
Podmazani klizni ležaj može se smatrati pumpom. Da bi se viskozni medij premjestio iz područja niskog tlaka u područje visokog tlaka, potrebno je trošiti energiju iz vanjskog izvora. Mast koja prianja na dodirne površine, kada se osovina okreće, odolijeva potpunom habanju i istiskuje se u područje gdje raste pritisak, čime se održava razmak između ovih površina. Klizni ležaj, u kojem se na opisani način stvara područje visokog pritiska, koje drži opterećenje, naziva se hidrodinamičko.
Kotrljajni ležajevi.
U kotrljajućem ležaju, trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja, čime se smanjuju gubici energije trenja i trošenje.
Kuglični ležajevi.
Najčešći kotrljajući ležaj je kuglični ležaj. Oblik žljebova (traka za trčanje) unutrašnjeg i vanjskog prstena kotrljajućeg ležaja mora biti vrlo precizno kontroliran u toku proizvodnje kako, s jedne strane, ne bi došlo do klizanja kuglica u odnosu na prsten, a s druge strane. , imaju dovoljno veliku površinu ležaja. Separator postavlja tačan položaj kuglica i sprečava njihovo međusobno trenje. Pored jednorednih kugličnih ležajeva proizvode se ležajevi sa dva i više reda kuglica (dvoredni, višeredni), kao i ležajevi drugih izvedbi.
Valjkasti ležajevi.
Valjkasti ležajevi u valjkastim ležajevima su valjci - cilindrični, bačvasti, konusni, igličasti ili uvrnuti. Dizajn valjkastih ležajeva je također raznolik.
Podmazivanje.
Vijek trajanja valjkastog ležaja određen je habanjem kuglica (valjaka) i staza za trčanje u prstenovima, koji također zahtijevaju podmazivanje kako bi se smanjilo trenje i habanje. Radna temperatura je bitna, jer na povišenim temperaturama ne utiče samo nejednako termičko širenje nosivih elemenata, što dovodi do povećanog klizanja, a samim tim i habanja, već i smanjuje tvrdoću materijala ležaja.
Materijali za ležajeve.
Klizni ležajevi se izrađuju od raznih metala, legura, plastike, kompozita i drugih materijala. Dugo vremena, glavni materijal za ležište bio je babit, patentiran od strane A. Babbitta 1839. Ova legura na bazi kositra ili olova sa malim dodacima antimona, bakra, nikla, itd. omogućava brojne mogućnosti sastava koje se razlikuju po relativnoj sadržaj komponenti. Babit legure postale su svojevrsno mjerilo za ocjenjivanje drugih materijala za ležajeve, među kojima su kombinacije materijala koje su se pojedinačno dobro dokazale: babit i čelik; babit, čelik i bronza; olovo sa indijem; srebro i čelik; grafita i bronze. Među plastikama za klizne ležajeve ističu se najlon i teflon koji ne zahtijevaju podmazivanje. Ugljični grafit, kermeti i kompoziti se također koriste kao materijali za čahure kliznih ležajeva.
Članak je napisan isključivo kako bi se korisnici interneta upoznali s glavnim vrstama ležajeva. Biće korisno za studente visokih tehničkih obrazovnih institucija i, eventualno, mlade specijaliste.
Mi Nismo odgovorni za direktnu, indirektnu ili nenamjernu štetu nastalu kao rezultat korištenja informacija navedenih u ovom članku.
Stalna adresa članka:
Uz svaku upotrebu ovog materijala, referenca na njega je obavezna!
Također možete učestvovati u pisanju članka tako što ćete ostaviti svoj dodaci, primjedbe i komentari na email adresu:Navođenje imena autora ove ili one promjene je zagarantovano!
Pažnja! Dostupna je nova verzija članka! Više detalja: http://www.prompk.ru/ntn-snr/e/about_bearings/about_bearing.htm
Diskusija o novoj verziji članka:http://www.liveinternet.ru/users/prompk_ru/post205546614/
Glavne vrste ležajeva
Ležajevi su tehnički uređajibićedio nosača za rotirajuće osovine i vratila. Oni opažaju radijalno i aksijalno opterećenje na osovinu ili osovinu i prenose ih na okvir, tijelo ili druge dijelove konstrukcije. U isto vrijeme, oni također moraju držati osovinu u prostoru, osigurati rotaciju, zamah ili linearno kretanje uz minimalan gubitak energije. Efikasnost, performanse i izdržljivost mašine u velikoj meri zavise od kvaliteta ležajeva.
Trenutno se ležajevi široko koriste:
kontakt (sa površinama za trljanje) - kotrljajući ležajevi i i slip;
beskontaktno (bez površina za trljanje) - magnetni ležajevi.
Po vrsti trenja razlikuju se:
klizni ležajevi, kod kojih površina ležaja osovine ili osovine klizi duž radne površine ležaja;
kotrljajući ležajevikoji koriste trenje kotrljanja zbog ugradnje kuglica ili valjaka između pokretnih i nepokretnih prstenova ležaja.
Klizni ležajevi
Šematski dijagram oslonca sa kliznim ležajem
Ležaj čahureje je tijelo s cilindričnim otvorom u koji je umetnut umetak ili čahura od antifrikcionog materijala(često se koriste obojeni metali) i uređaj za podmazivanje. Postoji razmak između osovine i provrta čahure ležaja, što omogućava osovini da se slobodno okreće. Za uspješan rad ležaja, zazor je unaprijed izračunat.
U zavisnosti od konstrukcije, periferne brzine klipa, radnih uslova, trenje klizanja je:
tečnost, kada su površine osovine i ležaja odvojene slojem tečnog maziva , ili nema direktnog kontakta između ovih površina, ili se javlja u odvojenim područjima;
granica - površine osovine i ležaja su u dodiru u potpunosti ili u područjima velike dužine, a mazivo je u obliku tankog filma ;
suho - direktan kontakt između osovine i ležajnih površina duž cijele dužine ili na dugim dijelovima , nema tečnog ili gasovitog maziva;
plin - osovina i nosive površine su odvojene plinskim slojem, trenje je minimalno.
Vrste podmazivanja kliznih ležajeva
|
Glavne vrste podmazivanja |
Maziva i materijali za stvaranje mazivih premaza. Opcije podmazivanja |
|
U nanostrukturiranom stanju: C, BN, MoS 2 i WS 2; U obliku nanokompozitnih premaza: WC/C, MoS 2/C, WS 2/C, TiC/C i nanodijamant; U obliku dijamanta i ugljičnih prevlaka sličnih dijamantu: filmovi dijamanta, hidrogenirani ugljik ( a - C: H ), amorfni ugljik ( a -C), ugljični nitrid ( C 3 N 4 ) i bor nitrida ( BN); U obliku tvrdih i supertvrdih premaza od VC, B 4 C, Al 2 O 3, SiC, Si 3 O 4, TiC, TiN, TiCN, AIN i BN, U obliku ljuskavih filmova od MoS 2 i grafit; U obliku nemetalnih filmova od titan dioksida, kalcijum fluorida, stakla, olovnog oksida, cinkovog oksida i kalajnog oksida, U obliku filma od mekih metala: olova, zlata, srebra, indija, bakra i cinka, U obliku samopodmazujućih kompozita od nanocijevi, polimera, ugljika, grafita i kermeta, U obliku pahuljastih filmova ugljikovih spojeva: fluorirani grafit i grafit fluorid; Carbon; Polimeri: PTFE, najlon i polietilen, Masti, sapun, vosak (stearinska kiselina), Keramika i kermeti. |
|
|
Tečnost |
Hidrodinamičko podmazivanje: debeloslojno i elastohidrodinamičko; |
|
Tanki film |
Mješovito mazivo (polutečno); Granično podmazivanje. |
|
Gansko-dinamičko podmazivanje |
Postoji veliki broj tipova dizajna kliznih ležajeva: samopodesni, segmentni, samopodmazujući itd.
|
|
|
|
|
|
|
G) |
|
a - izgled,
b - tipičan sferni ležaj sa kliznom površinom tipa "metal-na-metal",
c - tipičan sferni ležaj sa samopodmazujućom površinom,
d - zbog mogućnosti samoporavnanja i percepcije velikih opterećenja, sferni ležajevi se koriste u jedinicama teške opreme (na primjer, u hidrauličnom cilindru bagera)
Kuglasti klizni ležajevi su jedan od rijetkih tipova kliznih ležajeva koji su standardizirani i masovno proizvedeni u industriji
Klizni ležajeviimaju sljedeće prednosti:
omogućavaju veliku brzinu rotacije;
omogućavaju vam rad u vodi, s vibracijama i udarnim opterećenjima;
ekonomičan za velike prečnike osovine;
mogućnost ugradnje na osovine, gdje ležaj mora biti rascjepljiv (kod radilice);
prihvatiti propis različit zazor i samim tim tačan ugradnja geometrijskih osovina osovine.
a - HDD vretenasti motor sa kotrljajućim ležajem,
b - HDD vretenasti motor sa hidrodinamičkim kliznim ležajem,
c - lokacija hidrodinamičkog kliznog ležaja u HDD-u (Hard Disk Drive)
Upotreba hidrodinamičkih kliznih ležajeva umjesto kotrljajućih ležajeva u kompjuterskim HDD-ovima (Hard Disk Drive) omogućava regulaciju brzine rotacije vretena u širokom rasponu (do 20.000 o/min), smanjenje buke i utjecaja vibracija na rad uređaja. , čime se povećava brzina prijenosa podataka, osiguravajući očuvanje snimljenih informacija i vijek trajanja uređaja u cjelini (do 10 godina), i također - za stvaranje kompaktnijeg HDD (0,8 inča)
Poređenje tipova ležajeva koji se koriste u vretenima HDD (Hard Disk Drive).
|
HDD zahtjevi |
Zahtjevi za ležajeve |
Frikcioni ležaj |
Hidrodinamički ležaj |
Tipična primjena |
|
|
tvrdi metal |
od poroznog materijala * |
||||
|
Veliki kapacitet skladištenja |
Single beats |
Personalni računar, server |
|||
|
Velike brzine rotacije |
|||||
|
Nizak nivo buke |
Nizak nivo buke |
Korisnički računar (netbook računari, SOHO) |
|||
|
Niska potrošnja struje |
Nizak obrtni moment |
||||
|
Otpornost na udarce |
Otpornost na udarce |
Mobilni računari (laptopovi) |
|||
|
Pouzdanost |
Otpornost na napade |
Svi kompjuteri |
|||
|
Krutost |
Krutost |
||||
Bilješka:
* - podaci su dati za NTN BEARPHITE;
** - oznake: ++ - vrlo dobro, + - dobro, o - osrednje.
Nedostaci kliznih ležajeva:
visoki gubici trenja i stoga smanjena efikasnost (0,95... 0,98);
trebati za kontinuirano podmazivanje;
neravnomjerno habanje ležajeva i rukavaca;
korištenje skupih materijala za proizvodnju ležajeva;
relativno visok radni intenzitet proizvodnje.
Kotrljajni ležajevi
Šematski dijagram oslonca sa kotrljajućim ležajem
Kotrljajni ležajevirade uglavnom sa trenjem kotrljanja i sastoje se od dva prstena, kotrljajućih elemenata, separator koji odvaja kotrljajuće elemente jedan od drugog, drži ih na jednakoj udaljenosti i usmjerava njihovo kretanje. Na vanjskoj površini unutrašnjeg prstena i unutrašnjoj površini vanjskog prstena (na krajnjim površinama prstenova potisnih kotrljajućih ležajeva) izrađuju se žljebovi - trzalice po kojima se kotrljaju tijela za vrijeme rada ležaja.
|
|
|
|
|
d) e) |
||
a - sa kugličnim valjcima, b - sa kratkim cilindričnim valjcima, c - sa dugim cilindričnim ili igličastim valjcima, d - sa konusnim valjcima,
d - sa valjcima u obliku bačve
Bilješka : prikazane su samo neke vrste kotrljajućih elemenata
Kotrljajni elementi različitih oblika koriste se u kotrljajućim ležajevima.
U nekim jedinicama mašina kako bi se smanjile dimenzije, kao i poboljšala tačnost i krutost, koriste se takozvani kombinovani ležajevi: staze klizanja se prave direktno na osovini ili na površini dela karoserije. Neki kotrljajni ležajevi se proizvode bez kaveza. Takvi ležajevi imaju veliki broj kotrljajućih elemenata, a samim tim i veliku nosivost. Međutim, granične brzine rotacije ležajeva punog komplementa su znatno niže zbog povećanog momenta otpora rotaciji.
Da bi se smanjile radijalne dimenzije i težina, koriste se ležajevi bez loma.
Poređenje kotrljajućih ležajeva po performansama
|
Vrsta ležaja |
Velika brzina |
Percepcija iskrivljenosti |
|||
|
radijalni |
aksijalni |
kombinovano |
|||
|
Lopta radijalna |
|||||
|
Kuglasta radijalna dvoredna sferna |
|||||
|
Kutni kontakt jednoredni kuglica |
|||||
|
Kutna kontaktna lopta dvoredna i jednoredna dvostruka ("leđa uz leđa") |
|||||
|
Lopta u četiri tačke |
|||||
|
Sa kratkim cilindričnim valjcima bez prirubnica na jednom od prstenova |
|||||
|
Sa kratkim cilindričnim valjcima s prirubnicama na suprotnim stranama vanjskog i unutrašnjeg prstena |
|||||
|
Radijalna igla |
|||||
|
Sferni valjak |
|||||
|
Konusni valjak |
|||||
|
Potisak lopte |
|||||
|
Potisak sa konusnim valjcima |
|||||
|
Radijalni potisni valjak sferni |
Bilješka:
* - oznake: +++ - vrlo dobro, ++ - dobro, + - zadovoljavajuće, o - loše, x - neupotrebljivo.
U poređenju sa kliznim ležajevima, oni imaju sledeće prednosti:
mnogo manji gubitak trenja, a samim tim i veća efikasnost (do 0,995) i manje grijanja;
10 ... 20 puta manji moment trenja pri startu;
ušteda oskudnih obojenih materijala, koji se najčešće koriste u proizvodnji kliznih ležajeva;
manje ukupne dimenzije u aksijalnom smjeru;
jednostavnost održavanja i zamjene;
manja potrošnja maziva;
niska cijena zbog masovne proizvodnje standardnih ležajeva;
jednostavnost popravke mašine zbog zamjenjivosti ležajeva.
e)
a - oštećenje unutrašnjeg prstena sfernog valjkastog ležaja uzrokovano prekomjerne smetnje pri slijetanju;
b - fretting korozija unutrašnji prsten radijalnog valjkastog cilindričnog ležaja uzrokovan vibracijama;
v - oštećenje unutrašnjeg prstena kugličnog ležaja s dubokim žljebom uzrokovano prekomjernim aksijalnim opterećenjem;
G - oštećenje unutrašnjeg prstena radijalnog valjkastog cilindričnog ležaja uzrokovano prekomjernim radijalnim opterećenjem;
e - tragovi rđe na površini valjka sfernog valjkastog ležaja, uzrokovani prodiranjem vode u ležaj;
e - oštećenje kaveza konusnog valjkastog ležaja uzrokovano velikim opterećenjem i/ili vibracijama, i/ili nepravilna instalacija i/ili podmazivanje i/ili rad pri velikim brzinama
Oštećenje valjkastog ležaja
Nedostaci kotrljajućih ležajeva su:
ograničena upotreba pri vrlo velikim opterećenjima i velikim brzinama;
neprikladnost za rad pod značajnim udarnim i vibracijskim opterećenjima zbog velikih kontaktnih naprezanja i slabe sposobnosti prigušivanja vibracija;
značajne ukupne dimenzije u radijalnom smjeru i težina;
buka tokom rada zbog grešaka oblika;
složenost ugradnje i montaže ležajnih sklopova;
povećana osjetljivost na nepreciznost instalacije;
visoka cijena za malu proizvodnju ležajeva jedinstvenih veličina.
Magnetni ležajevi
Princip rada magnetni ležaj (ovjes) baziran na upotrebi levitacije koju stvaraju električna i magnetska polja. Magnetni ležajevi omogućavaju bez fizičkog kontakta da se izvede suspenzija rotirajuće osovine i njena relativna rotacija bez trenja i habanja.
Dječja igračka Levitron jasno pokazuje za što su elektromagnetna polja sposobna
Električne i magnetne suspenzije, ovisno o principu rada, obično se dijele na devet tipova:
Electrostatic;
na trajnim magnetima;
aktivni magnetni;
LC - rezonantan;
indukcija;
provodljivi;
dijamagnetski;
Superconducting;
Magnetohidrodinamički.
Šematski dijagram tipičnog sistema aktivnih magnetnih ležajeva (AMB).
Najpopularniji su aktivni magnetni ležajevi.Aktivni magnetni ležaj (AMB) je kontrolirani mehatronički uređaj u kojem se položaj rotora stabilizuje silama magnetskog privlačenja koje djeluju na rotor sa strane elektromagneta, a struja u kojem se reguliše automatskim upravljačkim sistemom prema signalima senzora pomaka rotora. Potpuna beskontaktna suspenzija rotora može se izvesti pomoću dva radijalna i jednog aksijalnog AMB ili dva konusna AMB. Stoga, sistem magnetnog ovjesa rotora uključuje i same ležajeve, ugrađene u tijelo mašine, i elektronsku upravljačku jedinicu povezanu žicama s namotajima elektromagneta i senzora. Upravljački sistem može koristiti analognu i moderniju digitalnu obradu signala.
Šema upravljačkog kruga tipičnog aktivnog magnetnog sistema ležaja
Glavne prednosti AMP-a su:
relativno visoka nosivost;
visoka mehanička čvrstoća;
sposobnost implementacije stabilnog beskontaktnog ovjesa tijela;
mogućnost promjene krutosti i prigušenja u širokom rasponu;
mogućnost upotrebe pri velikim brzinama rotacije, u vakuumu, visokim i niskim temperaturama, sterilnim tehnologijama...
|
|
|
| a) |
a - dijagram kompresora sa kotrljajućim ležajevima,
b - dijagram kompresora sa magnetnim ležajevima
Upotreba magnetnih ležajeva omogućava da se konstrukcija učini čvršćom, što, na primjer, omogućava smanjenje dinamičkog otklona osovine pri velikim brzinama.
Trenutno se kreira međunarodni standard za AMP, za koji je stvorena posebna komisija ISO TC108 / SC2 / WG7.
AMP se može efikasno koristiti u sljedećoj opremi:
Turbo punjači i turbo ventilatori;
Turbomolekularne pumpe;
Električna vretena (glodanje, bušenje, brušenje);
Turbo ekspanderi;
plinske turbine i turboelektrične jedinice;
inercijalno skladištenje energije.
Vretena za vakuum mašine With aktivni magnetni ležajevi
Međutim, AMP-ovi zahtijevaju složenu i skupu upravljačku opremu, vanjski izvor električne energije, koji smanjuje efikasnost i pouzdanost cijelog sistema.Stoga je u toku aktivan rad na stvaranju pasivnih magnetnih ležajeva (PMB), koji ne zahtijevaju složene upravljačke sisteme: na primjer, bazirane na visokoenergetskim permanentnim magnetima NdFeB (neodim-gvožđe-bor).
Pasivni magnetni ležaj na bazi visokoenergetskih permanentnih magneta
1
) Albert Kaščak,
Robert Fusaro &Wilfredo Morales. Trajni magnetni ležaj za primjenu u svemirskim letjelicama. NASA / TM-2003-211996;
2)
Kuglični i valjkasti ležajevi. Sat. br. 2202. NTN, 2001;
3)
Njega i održavanje ležajeva. Sat. br.3017 NTN;
4) Henrik Strand. Projektovanje, ispitivanje i analiza ležajnih ležajeva za građevinsku opremu. Katedra za projektovanje mašina. Kraljevski institut za tehnologiju. Stokholm, Švedska, 2005;
5) ISO standardizacija za tehnologiju aktivnih magnetnih ležajeva. Objavljeno 2005;
6)
Kazuhisa Miyoshi. Čvrsta maziva i premazi za ekstremna okruženja: najnovije istraživanje. NASA, 2007;
7) Igličasti ležajevi. Kataloški broj 2300-VII / E. NTN;
8) Opći katalog serije igličastih valjkastih ležajeva. IKO;
10
) Lei Shi, Lei Zhao, Guojun Yang, itd. DIZAJN I EKSPERIMENTI AKTIVNOG MAGNETIKA
SISTEM LEŽAJA ZA HTR-10. 2. međunarodni tematski sastanak o TEHNOLOGIJI VISOKIH TEMPERATURA REAKTORA... Peking, KINA, 22-24. septembar 2004;
11)
Linear Motion Rolling Guide Series General Catalog, IKO;
12
) Precizni kotrljajni ležajevi. Kat.br.2260-II / E. NTN;13
) Sferni klizni ležajevi. Kat.br.5301-II / E. NTN;
14) Torbjorn A. Lembke. Indukcijski ležajevi. Homopolarni koncept za mašine velike brzine. Električne mašine i energetska elektronika. Odsjek za elektrotehniku. Kraljevski institut za tehnologiju. Stokholm, Švedska, 2003 ;
15
) Anuryev V.I. Priručnik konstruktora-mašinograditelja. M.: Mašinstvo, 2001;
16) Žuravljev Yu. N. Aktivni magnetni ležajevi: teorija, proračun, primjena. - SPb.: Politehnika, 2003;
17
) Orlov P.I. Osnove dizajna / Referentni vodič u 2 knjige. M.: Mašinstvo, 1988;
18) Chermensky O. N., Fedotov N. N. Kotrljajni ležajevi.WITH imenik imenik. M: Mašinstvo, 2003.
Korisni model se odnosi na jedinice i delove mašina koji obezbeđuju normalan rad mašina i instalacija, odnosno na klizne ležajeve za rotaciono kretanje. Navedeni uređaj se može koristiti u ležajevima vretena na mašinama za brušenje. Tehnički problem koji treba riješiti navedenim uređajem je poboljšanje obradivosti hidrodinamičkog ležaja pojednostavljivanjem sistema za podešavanje montažnog razmaka između ležaja i osovine vretena mašine. Ovaj problem je riješen činjenicom da hidrodinamički ležaj montiran na osovinu vretena stroja sadrži dva potporna prstena povezana klinovima s ugrađenom brtvom između njih i tri samopodešavajuća potporna košuljica, od kojih svaki sadrži sferni nosač. U ovom slučaju, na svakom od potpornih prstenova sa strane njihovog spoja, napravljeno je prstenasto skošenje, a svaka od tri noseće samopodešavajuće košuljice sadrži poluloptasti žljeb. Tehnički rezultat navedenog skupa karakteristika je poboljšanje proizvodnosti hidrodinamičkog ležaja, zbog posebnosti predloženog dizajna samopodešavajućih čahura i pojednostavljenog podešavanja razmaka između potpornih prstenova, odabirom debljine nosača. brtva.
Korisni model se odnosi na jedinice i delove mašina koji obezbeđuju normalan rad mašina i instalacija, odnosno na klizne ležajeve za rotaciono kretanje. Navedeni uređaj se može koristiti u ležajevima vretena na mašinama za brušenje.
Dosadašnja tehnika poznaje dizajn kotrljajućeg ležaja (i.sa SU 1557382, IPC F16C ZZ/38, objavljen 15.04.90, bul. 14), koji sadrži unutrašnji i spoljašnji prsten, kotrljajuće elemente postavljene između njih i separator koji ih odvaja u obliku krajnjih podložaka sa izbočinama. Slobodni prostor između prstenova ispunjen je čvrstim podmazujućim punilom protiv trenja.
Nedostatak poznatog dizajna kotrljajućeg ležaja je njegova mala radna brzina.
Poznati hidrodinamički radijalni segmentni klizni ležaj (AS 1516640, IPC F16C 17/24, obv. 23.10.89, bul. 39), koji sadrži samopodesne segmente ugrađene na potporne elemente, spojene u zatvorenu petlju elastičnim elementima koji su čvrsto povezani s njima, kao i sistem za praćenje i kontrolu opterećenja uključujući senzor i pojačalo spojeno na njega.
Nedostatak dizajna hidrodinamičkog ležaja je složenost njegovog rada, povezana s potrebom ručnog podešavanja razmaka za montažu za svaku od čahura. Osim toga, dobro poznati hidrodinamički ležaj ima nisku proizvodnost zbog prisutnosti složenih elemenata automatizacije u svom dizajnu.
Tehnički problem koji treba riješiti navedenim uređajem je poboljšanje obradivosti hidrodinamičkog ležaja pojednostavljivanjem sistema za podešavanje montažnog razmaka između ležaja i osovine vretena mašine.
Ovaj problem je riješen činjenicom da hidrodinamički ležaj montiran na osovinu vretena stroja sadrži dva potporna prstena povezana klinovima s ugrađenom brtvom između njih i tri samoporavnavajuće čaure, od kojih svaka sadrži sferni nosač. U ovom slučaju se na svakom od potpornih prstenova sa strane njihovog spoja izvodi prstenasto zakošenje, a svaka od tri samoravnajuća košuljica sadrži poluloptasti žljeb.
Tehnički rezultat navedenog skupa karakteristika je poboljšanje proizvodnosti hidrodinamičkog ležaja, zbog posebnosti predloženog dizajna samopodešavajućih čahura i pojednostavljenog podešavanja razmaka između potpornih prstenova, odabirom debljine nosača. brtva.
Korisni model je ilustrovan crtežima, gdje je na Sl. 1 prikazuje hidrodinamički ležaj, Sl. 2 - položaj čahure samopodesivih ležajeva i položaj hidrodinamičkog ležaja na vretenu mašine.
Hidrodinamički ležaj, montiran na osovinu vretena mašine, sadrži dva potporna prstena 1, spojena klinovima 2 sa odstojnikom 3 postavljenim između njih i tri samopodesavajuće košuljice 4, od kojih svaka sadrži sferni nosač 5. U ovom slučaju, na svaki od nosećih prstenova sa strane njihovog spoja je urađen prstenastim skošenim 6, a svaka od tri samopodešavanje čahure sadrži poluloptasti žljeb 7.
U svakoj od tri samoporavnavajuće školjke ležaja 4, radijalni žljebovi su napravljeni do dubine od h 1 i h 3, respektivno, što je neophodno za brušenje poluloptastih žljebova 7 i osiguravanje precizne ugradnje sfernih ležajeva 5 s prečnikom DC u samoporavnavajuće ležajeve do dubine od h 2. U potpornim prstenovima napravljen je žljeb polumjera R kako bi se učvrstili sferni oslonci 5 i spriječilo njihovo pomicanje duž ivica u potpornim prstenovima 1.
Otvor promjera d 1 u sfernim ležajevima je dizajniran da osigura njihovo potpuno uranjanje u sloj ulja i da isključi međusobno trenje prstenova i čahura. Sferni ležajevi su pričvršćeni pomoću dva potporna prstena, čiji je vanjski prečnik D 1, a unutrašnji prečnik D 2. Između potpornih prstenova ugrađuje se odstojnik 3 koji reguliše dijametralni zazor. Navedeni konstruktivni elementi ležaja se spajaju u jedan podsklop pomoću klinova 2 prečnika D 3 i dužine L jednake širini ležaja. Ugradnja klinova se vrši u rupe, čije je središte na udaljenosti DW od središta ležaja, a na udaljenosti t u poprečnom presjeku od ruba samoporavnajućeg umetka (Sl. 2 ).
Ležaj se ugrađuje na osovinu vretena 8, a potreban razmak montaže određuje rastojanje H od gornje tačke sfernog ležaja do osovine vretena mašine (Sl. 1).
Hidrodinamički ležaj radi na sljedeći način.
Prethodno se podešava potrebna veličina dijametralnog razmaka između potpornih prstenova 1 odabirom debljine brtve 3.
Dalje, podešavanje montažnog razmaka između osovine vretena 8 i samopodesivih obloga 4. Podešavanje se vrši na osovini čiji je prečnik jednak prečniku osovine vretena. Uz pomoć odstojnika 3 između potpornih prstenova 1, vrši se pomak, pomicanjem sfernih ležajeva 5 gore ili dolje, ovisno o potrebnoj veličini montažnog razmaka. Predpodešavanje montažnog razmaka je neophodno zbog složenosti njegovog podešavanja direktno na osovini vretena mašine.
