Elementi Za Prenos Kretanja i Sila
-
Upload
eldar-matoruga -
Category
Documents
-
view
339 -
download
3
description
Transcript of Elementi Za Prenos Kretanja i Sila
Profesorica: doc. dr. sc. Aida Tarabar | Studentica: Amra Husejnović
MAŠINSKI FAKULTET ZENICA
Mašinski dijelovi i sklopovi njihovih instalacija
Sadržaj1. Elementi za prenos kretanja i sila 1
1.1. Osovine 2
1.1.1. Dizajn 2
1.2.2. Naponi 3
1.2.3. Tehnologija montaže 3
1.2. Vratila 5
1.2.1. Dizajn 5
1.2.2. Naponi 8
1.2.3. Tipovi 9
1.2.4. Montaža 9
1.3. Klizni ležajevi 14
1.3.1. Dizajn 16
1.3.2. Naponi 18
1.2.3. Tipovi 18
1.2.4. Tehnologija montaže 19
1
1. Elementi za prenos kretanja i sila
1.1. Osovine
Osovine služe za nošenje rotirajućih ili oscilirajućih mašinskih dijelova. Oni su ili strogo
pričvršćeni za druge konstrukcione dijelove (tijelo, okvir, obor, itd.) ili su pokretni u
ležajevima.
Pričvršćene osovine se koriste, između ostalog, na cestovnim vozilima, motorima ili
podizujućim zupčanicima. Pokretne osovine se pričvršćuju za vagone. Osovine ne prenose
moment. Namjenjena su da se savijaju i uvijaju. Pikavci su kratka ne rotirajuće osovine.
Koriste se kao podrška posrednim točkovima i polugama na svojim tačkama oslonca.
Osovine su komponente koje nose mašinske elemente i to se obezbjeđuje odgovarajućim
dodirnim tačkama s ležajem, da bi se dozvolila rotacija ili oscilacija navedenih mašinskih
dijelova. Osovine ne prenose moment.
1.1.1. Dizajn
Za osovine se koriste različiti poprečni presjeci. Obično, oni su jedina kružnica na ležaju koja
omogućava nosivost dijela za rotiranje ili osciliranje. Ovaj dio je poznat kao osovina rukavca.
Pikavci se koriste na mnogim mašinama i uređajima. Oni se zahtjevaju u mnogo različitih
oblika i velikom broju. Pikavci su ili glatki ili obezbjeđeni sa omotačem. Mogu imati navoj ili
iglu klina.
2
Osovine se obično prave od konstrukcijskog čelika. One su često kovane, dok se korištena
površina dorađuje termičkom obradom da se umanji habanje jer se koriste kao radijalne
osovine kod kliznih ležajeva.
1.1.2. Naponi
Osovine izložene naponu na savijanje se mogu montirati na jednom kraju ili na oba. Radijalne
osovine mogu često biti računate kao greda montirana na jednom kraju. Ona podnosi moment
savijanja:
Mb = F • l
where:
Mb = moment savijanja
F = korištena sila
l = dužina poluge
Materijal rukavca mora apsorbirati primjenjeni moment savijanja bez nastajanja trajne
deformacije. Naponi se raspoređuju u vrstu, ali ne uniformno preko cijelog presjeka kao kod
zateznih i pritisnih naprezanja.
Umjesto toga, naponi su najviši na površini slojeva presjeka i u neutralnom dijelu. Shodno
tome, preovladavajući napon na savijanje ne zavisi samo od apsolutne veličine presjeka, nego
i od njegove veličine i pozicije. Rukavci su već savijeni malim opterećenjima. Zbog toga se
rukavci prave kratki i jaki koliko je to moguće. Odnos između dužine i prečnika je između 0.4
i 2.0.. Centar rukavca se smatra centrom primjene sile.
1.1.3. Tehnologija montaže
Generalno govoreći, montaža i demontaža osovina i pikavca zavisi od konstrukcijskih osobina
sastavnih dijelova. Kada je nekoliko osovina uključeno u kučište mjenjača bit će potrebno
3
provjeriti paralelnost osovina, i uskladiti ih ako se dokaže da je to potrebno. Razmak između
osovina se mora provjeravati i prilagođavati ako osovine nose zupčanike.
Instalacija
U zavisnosti od vrste ili tipa ležaja, osovine i pikavci su ili gurnuti, umetnuti ili nanešeni. Ako
se otvori za osovinu ležajeva pričvršćuju elementima kučišta, onda se oni zagrijavaju u uljnoj
kupki ili u električnoj peći radi postizanja boljeg nalijeganja. Ohlađena osovina onda može
biti lakše gurnuta u otvor. Ova procedura je često usvojena kod instalacije igle klipa kod
motornih vozila. Ako, računajući veličinu, nije moguće zagrijati sekcije odlivaka, onda se
osovine ili pikavci hlade u posudama za duboko zamrzavanje ili suhom ledu (CO2). Pomoćne
igle sa konusnim krajem pojednostavljuju instalaciju i preveniraju noseće dijelove od
oštećenja.
Provjera pozicije osovine
Razmak između osovina mora bit provjeren kada osovine nose zupčanike. Vernierove čeljusti,
mikrometri ili klizni mjerači se koriste za ovaj posao, u zavisnosti od zahtjevanog stepena
preciznosti. Polovina zbira prečnika vratila se moraju oduzeti od izmjerene veličine kada se
koriste Vernierove čeljusti i mikrometri, dok ista vrijednost mora biti dodata kada se koriste
klizni mjerači.
Najveći mogući razmak između dvije mjerljive tačke mora biti odabran tako da daje precizan
rezultat kada provjeravamo paralelnost vratila. U nekim slučajevima vratila ležajeva se
poboljšavaju sa prirubnicama radi prilagođavanja tokom instalacije.
Provjere paralelnosti su suštinske za sklopove nakon čega one budu obnovljene tokom
održavanja. Vernierove čeljusti i zadnja mjerenja samo utvrđuju paralelnost osovina ali ne i
da li su neporavnate u odnosima jedna prema drugoj i u drugim ravinama.
Pitanja:
4
- U kakvom odnosu jedne naprema drugoj trebaju biti centralne linije otvora u
ležajevima u osovini?
- Šta je efekt ne-paralelnosti osovina ako one nose ležaj zupčanika ili remenica?
1.2. Vratila
Vratila, za razliku od osovina, su zadužena za torzioni napon.
One nose rotirajuće komponente (zupčanike, remenice, doboš kočnice, parne dijelove,
propelere, itd.) koje se montiraju na vratila u stacionarnom položaju ili slobodno klize duž
vratila. Nabrojani dijelovi, i sile koje djeluju od kajševa, užadi ili lanaca, izlažu vratila
torzionom savijanju. Torzioni napon vratila je rezultat prenosa momenta dobijenog rotiranjem
ili osciliranjem dijelova montiranih na vratilo. Vratila nose mašinskih dijelova koji rotiraju na
ili uz vratila. Ona prenose obrtni moment i pod naponom su zbog savijanja i uvrtanja.
1.2.1. Dizajn
U osnovi, vratila moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve:
- Adekvatna krutost tako da vratila mogu podnijeti primjenjenu silu uz minimum
savijanja i bez da postanu uvrnute,
- Sve klizne površine moraju biti otporne na habanje,
- Ne bi smjele vibrirati pod operativnim naprezanjima.
Vratila u mjenjaču imaju cilindričan oblik i podijeljene su obručima i ramenicama. Ramenice
se koriste kao podrška za točkove, diskove i druge komponente. Da bi povećali snagu i
smanjili opasnost od neuspjeha zamorom zbog efekta zareza, sve promjene presjeka se rade sa
5
prijelazima. Raspon posebnih elemenata za zaključavanje vratila uključuju prstene za
zaključavanje, podloške, matice i postavljive obruče. Kasnije se montiraju sa navojima ili
običnim iglama. Igle ne smiju biti isturene iz postavljenog obruča zbog opasnosti od
rezultirajućih nesreća.
Promjer vratila zavisi od sile primjenjene na njega. Vratila ugrađene u satove su minimalne,
dok vratila korištene za hidro turbine od nekoliko hiljada kilovata izlaza može imati prečnik
od više od jednog metra. Vratila na koje su montirani alati ili radni predmeti, kao kod mašina
za obradu metala i drveta se često nazivaju vretena. Čelik se najčešće koristi za izradu vratila.
Klizni radijalni ležaji su često kaljeni i očvršćavani ili određeno očvršćavani da podnesu
naprezanja visokih napona. Vratila sa uzdužnim oštricama moraju biti završno obrađene ili
dorađene nakon žljebljenja jer one postaju iskrivljene tokom glodanja.
Rukavac
Rukavci su cilindrični krajevi osovina i vratila. Oni oblikuju tačku spajanja s ležajem za
dotični element. Rukavac može takođe biti odvojivi dio koji je pričvrđćen sa ostalim
dijelovima (npr. koljenasta osovinica). Razlika između potpornih rukavaca i zaokretnih
rukavaca (slika), zavisi od smjera glavnih sila u odnosu na os rukavca.
6
Potporni rukavci. Oni nose opterećenja poprečno na os rukavca. Krajnji rukavci su
podržavajući rukavci smješteni na kraju osovine ili vratila. Oni se proizvode sa i bez
okovratnika. Ponekad se sužavaju radi spajanja sa fiksiranim ili rotirajućim ležajevima. Oni
su jednostavni, jeftini za proizvodnju i jednostavni za montiranje.
Vratni rukavci nikada nisu na krajevima osovine ili vratila. Ležaj za rameni dio vratnog
rukavca mora biti podijeljen u dva dijela. Vratni rukavci koji nemaju ramenice zahtjevaju
okovratnik. Zaokretni rukavci. Oni nose silu koja djeluje u pravcu ose vratila. Oni se
proizvode kao glatki, oblika prstena ili loptasti rukavci. Loptasti rukavci se mogu koristiti kao
noseći rukavci ili zaokretni rukavci. Njihova najveća prednost je u tome što se mogu koristiti
7
klin
Noseći rukavac
Vrste rukavca
Završetak rukavca
u onim slučajevima gdje pozicija vratila ili osovine ne može precizno odrediti (ugaona
pokretljivost). Prstenasti rukavci sa različitim profilima se koriste za velike aksijalne sile kod
naizmjeničnih pravaca pritiska.
1.2.2. Naponi
Torzioni napon
Torzioni napon se stvara u presjeku vratila kada prenosi obrtni moment. Rezultujući napon ne
smije prelaziti granicu elastičnosti materijala od kojeg je vratilo napravljeno. Nadalje, vratila
su podložna savijajućem naponu zahvaljujući okovratnicima, napetosti remena, zupčanicima,
i zahvaljujući vlastitoj težini.
Vratila i susjedni presjeci su okrenuti jedan u odnosu na drugi uz prisutno okretanje napora.
Osovinu motora pokreću remenice s određenim momentom. Inercija mase i trenja u
ležajevima djeluje protiv rotacijskog napora vratila. Ovaj otporni moment pokušava uviti
vratilo. Otporni moment: eksterno primjenjeni moment stvara pritisak u presjeku vratila.
Slično naponu savijanja vratila, naponi su najveću u vanjskim slojevima presjeka. Ovi naponi
opadaju od centra presjeka prema kraju proporcionalno u odnosu na udaljenost jer je ovo
takođe tačka gdje je deformacija jednaka nuli. Otpornost na deformaciju je stoga najviša na
rubnim krajevima. Sile koje djeluju na svakoj čestici površine u presjeku su primjenjene na
određenoj udaljenosti od tačke rotacije. Suma ovih momenata čini otporni moment.
Napon savijanja: uz pritisni napon koji je rezultat primjenjenog momenta, opterećenju je
takođe podvrgnut napon savijanja koje je rezultat sile remena, opterećenja od okovratnika i
točkova itd.. primjenjena sila F se raspoređuje na dva ležaja. Najveći napon na savijanje
nastaje u momentu primjene sile F. Vratilo će se saviti pod djelovanjem primjenjenih sila.
Količina savitljivosti se ne može smanjiti odabirom čelika veće snage. Savijanje je jedino
smanjeno većim dimenzijama poprečnog presjeka, a time se povećava moment otpora.
8
1.2.3. Tipovi
Kao i osovine, vratila se mogu razlikovati po obliku. Kriterij za klasifikaciju je ili njihov
uzdužni oblik ili poprečni presjek. Ravna vratila se sastoje od okruglog čelika sa ili bez
naslona (čvrsta vratila), cijevi debelih stjenki (šuplje osovine za lagane konstrukcije), i
okruglog čelika sa samljevenim žljebovima ili zubima (profili vratila). Svi se koriste za
jednostavne prenose rotiranja u mašinama i vozilima.
Koljenaste osovine su kovane iz jednog komada ili sastavljene iz pojedinačnih komada. U
kombinaciji sa šipkom za spajanje i klipom, one pretvaraju rotiranje u ravno kretanje ili
obrnuto (motor s unutarnjim sagorjevanjem). Fleksibilne osovine se koriste za prenos
momenta između dva dijela koji su negativno pozicionirane jedna naprema drugoj ili između
dva dijela gdje jedan od njih mora biti mobilan (ručni mlin).
1.2.4. Montaža
Isti način montiranja i provjere kao kod osovina se primjenjuje i kod vratila. Ali postoje
određeni dodatni specifični konstrukcijski i montažni problemi. Sljedeći poslovi se moraju
završiti prije nego sto se vratila instaliraju:
- Provjeriti sve krajeve da se uvjerimo da nema neravnina, te ako je potrebno grubih
krajeva,
- Ukloniti sve strugotine i prljavštine iz otvora, uljni kanala i utora, ako je potrebno
koristi se komprimirani zrak u ovu svrhu.
Provjera oblika vratila i dimenzionalne tačnosti
Vratila se osiguravaju sa različitim uparivanjem i površinama ležaja u skladu sa svojim
namjenjenim funkcijama. Dodirujuće površine mogu imati razmak, prelaz ili uklapanje.
Tačnost dijelova ležaja koji se montiraju zavisi isključivo od tačnosti oblika i položaja
9
ugradnje i površina na dijelovima ležaja. Sljedeći zahtjevi koji se očekuju od položajne
tačnosti nalijegajućih dijelova vratila i pribora, moraju biti ispunjeni:
- Cilindrično vratilo nalijegajućih površina se mora pokretati centrično jedno prema
drugom,
- Nalijegajuće površine ležaja i same površine ležaja se moraju pokretati pod pravim
uglom jedna u odnosu na drugu.
Instaliranje vratila
Površine vratila mogu biti premazane, mašinski obrađene, precizno dovršene, brušene, fino
brušene, polirane ili preklopljene. Površine ne bi trebale nikako biti oštećene. Efekat ureza
ogrebotina i udarnih oznaka vode do malih pukotina koje mogu rezultirati otkazom. Male
pukotine se mogu jedino utvrditi specijalnim metodama testiranja tokom održavanja.
Da bi se postigla željena jasnoća sjedišta, prečnik dijametra ima određeni dodatak koji daje
završetak rukavcu neophodan da bi stao u otvore ležaja. Što su kritičnije tolerancije, veći su
troškovi proizvodnje ali su takođe i manji troškovi ugradnje tokom instalacije. Vratila se često
otvrdnjavaju nitridima da bi postali veoma otporni na koroziju. Male ogrebotine će oslabiti
otpornost na koroziju u slučaju nitridiranja, što vodi do mjesta s hrđom na oslabljenim
tačkama. Ovo će negativno uticati na snagu poprečnog presjeka vratila. Oštećeni rukavci
povećavaju trenje tokom rada, što rezultira intenzivnim zagrijavanjem i prijevremenim
kvarom ležaja kao rezultat većeg trošenja.
Usklađivanje dva vratila, jednog u odnosu na drugo je obično zagarantovano tokom izrade
kada se proizvode otvori za ležaje i rukavce. Pravilno poravnjanje dva vratila se takođe može
postići podešavanjem dijelova čahure ili ležaja. Sada ćemo pokazati metod za uspostavljanje
odstupanja vratila. Rotacijom lijevog vratila proizvodi se odgovarajuća promjena na displeju.
Pipak od mjerača mora biti podignut tokom rotacije. Nedopustivo odsupanje vratila rezultira
10
preranim trošenjem ležaja. Pravilno izvođenje ležaja je takođe znatno oštećeno jer se zupci ne
mogu umrežiti jednoliko cijelom svojom širinom. Posljedica toga je lokaliziran pritisak na
površini zupca koji daleko premašuje dopuštene granice tako da je radni vijek zupčanika
znatno smanjen. Neusaglašenosti su takođe moguće zbog naginjanja ili opterećenja izvan
središta. Jedan primjer pokazuje nedostatke koji su nastali kao rezultat naginjanja uklapanjem
ili montažom. Vratilo je onda koso postavljeno u središte. Drugi primjer pokazuje nedostatke
koji proizilaze zbog pritiska pod kosim uglom. Dijelovi se uklapaju pod pritiskom i koso su
smješteni nakon montaže.
Montiranje ambalaže vratila
Pakiranja vratila moraju ispuniti sljedeće funkcije:
- Sprječiti maziva i plinove da iscure između vratila i kučišta, ili prodiranje prašine i
drugih stranih čestica u prostor između vratila i osovine,
- Odvajanje različitih supstanci sa kojima je prostor kučišta ispunjen.
Ambalaža štiti vratila od abrazije stranih čestica. Istraživanja su pokazala da je oko 75 % svih
kvarova ležaja se uzrokuje efektom brušenja prašine i nečistoća. Pravi se razlika između
kliznih pakiranja i ne kliznih zaptivenosti.
Svrha ovih pakiranja je :
- dobar učinak brtvljenja
- nizak otpor trenja
- malo trošenje.
Montaža kliznih ambalaža
Filc i radijalni potisni prstenovi za pakovanje se intenzivno koriste kod mašina za gradnju za
pakovanje vratila. Filc pakovanja prstenova: ovi su samo pogodni za podmazivanje mastima i
11
za spore do srednje brzine rotirajućih elemenata. To je zbog nesmetanog istjecanja maziva
ćim dođe do zasićenja uljem.
Pravila za montažu:
uronite prsten u toplo ulje radi smanjenja trenja tokom perioda uhodavanja,
prstenovi moraju biti pažljivo umetnuti u žljebove predviđene za tu svrhu,
vratilo se pažljivo gura kroz prstenove; pritisnuti poklopac ploče kad god se ukaže
potreba za tim.
Filc nije prikladan za temperature iznad 1000oC jer tad postaje tvrd i teško se ugrađuje.
Radijalni potisni prstenovi: ovi se temelje na principu pakiranja tipa usana. Brtveni učinak je
rezultat početnog napona od pakiranja usana. Brtvljanje radijalno pakiranog prstena ima
fleksibilan poklopac napravljen od sintetičke gume otporne na ulje. Brtveni rub usana ne
smije biti oštećen jer tad potisni prsten postaje neupotrebljiv. Početni napon radijalnog
potisnog prstena je rezultat ispod prosječnih vrijednosti brtvenog ruba u odnosu na prečnik
osovine. Brtveni rub je stoga pritisnut uz osovinu s dodatnom snagom apsorbovanom u
opruzi. Potisni prstenovi moraju biti pritisnuti u otvor ležaja uz prekomjerni dodatak tako da
se ne vrti sa osovinom kao rezultat sila trenja, i kako bi bili sigurni da nema istjecanja iz
zapečačenog medija na periferiji prstena. Potisni prstenovi u otvoru ležaja imaju toleranciju
H8 kako bi postigli čvrstu i snažnu zaptivenost. Tolerancija h11 je dovoljna za osovinu.
Postoje dva osnovna oblika ugradnje:
Potisni prsten je gurnut na osovinu. Osovina i potisni prsten su onda zajednički
pritisnuti u kućište. Montažni rukavac sa prijelaznim zonama se koristi za guranje
prstena na osovini. Vanjski prečnik montažnog rukavca je oko 0,4 mm veći od
prečnika oboda osovine. Ovo osigurava da se radijalna brtva ne ošteti, pod uslovom da
su montažni rukav i obod osovine prethodno podmazani. Pritisnuti rukavac se koristi
12
kako bi se osiguralo da se potisnuti prsten ne naginje kada je montiran. Ovo osigurava
aksijalni protok sile prešanja i da je ta sila jednoliko raspoređena po cijelom obodu
prstena. Radijalni potisni prsten mora biti postavljen na takav način da je brtvena usna
okrenuta prema prostoru koji treba biti izoliran.
Potisni prsten se utiskuje u otvor u kućištu. Otvor u ležaju mora biti obezbjeđen uz
skošenje koje se treba podmazivati kako bi bili sigurni da površina za nalijeganje
prstena nije oštećena prilikom montiranja. Osovina je onda ulegnuta u slučaju
montiranja u aksijalnom pravcu.
Čistoća je od primarne važnosti kada se potisni prsten instalira zajedno s drugim dijelovima.
Ogrebotine na površini osovine i druga strana tijela kao što su čips i dlake iz krpe za čišćenje,
negativno će uticati na učinkovitost brtvenog prstena i njegovu trajnost a time smanjuje
funkciju potisnog prstena. Radijalni potisni prsten sa potisnom dijafragmom: takođe pripada
usnom tipu, ali profil usni je mnogo manji nego kod jednostavnih potisnih prstenova. To znači
da se trenej smanji između 50 do 65%. Brtvena usna jedne potisne dijafragme je poravnata
prema smjeru instalacije.
Brtvljenje sa zaptivačem: zaptivač se može koristiti za zaptivanje osovine, tj. rotirajuće
pokrete kao i klipne šipke tj. translacione pokrete. Oni će izdržati mnogo veće temperature i
pritiske nego radijalni potisni prstenovi, pod uvjetom da se koriste odgovarajući materijali za
ambalažu. Meki ambalažni materijali, meki metalni materijali i dimanzionalno stabilna
pakiranja prstenova se koriste u svrhu zaptivanja kod zaptivača. Pakiranja se deformišu
aksijalnim pomjeranjem zaptivača kada se montira, i to je deformacija koja proizvodi efekat
zaptivanja. Deformabilnost pakiranja je istrošena nakon dužeg razdoblja rada. Te se mora
ukloniti i zamjeniti novim pakiranjem.
Montaža ne-kliznih ambalaža
13
Pravi se razlika između rukavca za podmazivanje mastima i rukavca za podmazivanje uljem.
Obično, ovi rukavci nisu odvojeni elemnti. Oni se mašinski vežu u otvore u kućištu ili u
vratilu. Utori za rukavce koji prikupljaju brazde su ispunjeni mastima prije ugradnje. Ovo
predstavlja jednostavan rukavac. Labirint rukavca je rukavac po svojoj dužini puta i po
ponavljanju prostora višeg i nižeg pritiska. Flinger prstenovi sa uljnim podmazivanjem
proizvode dobar rukavac na vratilu računajući na centrifugalnu silu. Ulje se kreće duž vratila i
ispušta centrifugalnim djelovanjem na uljnim flingerima prstena. Mora se voditi računa kako
bi se osiguralo da otvori za ulje nisu začepljeni tako da se ulje može slobodno prskati iz
mjesta koja su za to predviđena. Ovi otvori se trebaju podići kompresovanim zrakom, i
trebaju se provjeravati kako bi kako bi bili apsolutno slobodni. Povratak niti se često
primjenjuje ispred flingerskih prstena tako da se ulje može kontinuirano vraćati. Takav
povratka toka, kako god, ispunit će svoju svrhu samo ako vratilo rotira usklađeno sa smjerom
navoja. Inače rukavac će imati obrnuti učinak tj. provodit će ulje iz područja podmazivanja.
Pitanja:
1. Koja je svrha rukavaca na vratilima i osovinama?
2. Šta se dešava kada vratila za remen, lanac ili zupčanik mjenjača nisu apsolutno
paralelna?
3. Koja se šteta se uzorkuje ako potisna vratila nisu pravilno montirana?
4. Objasni zašto radijalni potisni prstenovi sa dijafragmalnim obrubom imaju manji otpor
trenju nego jednostavni radijalni potisni prstenovi, i zašto se postiže bolji učinak
zaptivanja(brtvljenja).
1.3. Klizni ležajevi
Ležaji su podrška rotirajućim ili oscilirajućim mašinskim dijelovima (osovine, pikavac). Kada
je površina osovine u direktnom kontaktu sa nosećom površinom ležaja, to je poznato kao
14
klizni ležaj ili obični ležaj. Kada se vratilo kreće pod takvim uvjetima uz grupu kuglica ili
valjaka, onda je taj tip poznat kao kotrljajni ili antifrikcioni ležajevi.
Ležajevi prenose silu koja nastaje na mašinski okvir i određuje mogućnost radijalnih i
aksijalnih pomjeranja mašinskih elemenata. Klizni ležajevi se koriste za udarna opterećenja
jer su oni puno bolje prilagođeni za apsorbiranje ovih opterećenja nego njihovi kotrljajni
konkurenti. Klizni ležajevi se koriste za bočne i uzdužne sile. Oni nude brojne mogućnosti u
odnosu na kotrljajne ležajeve. Manje su osjetljivi na prljavštinu (mašinerija za gradnju),
praktično tihi i imaju efekat ublažavanja vibracija na račun podmazivanja. Klizni ležajevi
većeg prečnika se mogu ekonomično izrađivati jednostavnim mašinskim procesima. Zbog
njihovih manjih vanjskih prečnika, klizni ležajevi zauzimaju manje prostora od kotrljajnih
ležajeva. Klizni ležajevi se mogu proizvesti sve do najmanjih prečnika i oni imaju veoma
visoku preciznost kretanja (glavni ležaji na mašinskim alatima). Klizni ležajevi su dijelovi
koji dopuštaju rotirajuće ili oscilirajuće kretanje vratila, osovina, ručica i točkova u mašinama
i u vozilima. Snage koje prozilaze iz rada se prenose na okvir mašine ili na kućište vozila.
Pojedinačni dijelovi ležaja rade na filmu maziva. Klizni ležaji proizvode trenje trljanjem.
15
1.3.1. Dizajn
Klizni ležaj se uglavnom sastoji od kućišta ležaja, rukavca ležaja ili blaznice ležaja i od
uređaja za podmazivanje.
Cilindrični rukavac osovine ili vratila se kreće u provrtu blaznice ležaja ili rukavca ležaja i pri
tom prenosi radijalne sile na kućište radijalnog ležaja. Kod ostalih vrsta, glavna površina
vratila se stavlja na stub prečke da bi se postigao pritisak ploče da bi se prenijela aksijalna sila
na okvir.
Podmazivanje postrojenja
Radijalni klizni ležajevi zahtjevaju konstantnu opskrbu odgovarajućim količinama maziva.
Ako ovo nije osigurano ležaj će se uništiti radom na suho koje proizilazi iz metalnog kontakta
16
između površine vratila (rukavac) i rukavca ležaja. Neadekvatne količine maziva uzrokuju
polu-tekuće ili mješovito trenje koje, pak, može dovesti do naglašenog trošenja površina koje
se trljaju. Trenje tekućine je oblik trljanja koji se mora postići radijalnim kliznim ležajevima.
Ovo je postignuto kada su površinske nepravilnosti vratila i ležaja odvojene filmom maziva
tako da ne mogu doći u kontakt jedne sa drugima. Trenje tekućine se jedino postiže ako je
vratilo neznatno podignuto od površine rukavca. To znači da moraju postojati male tolerancije
između ova dva dijela. Kako bi se osiguralo da je mazivo ravnomjerno raspoređeno preko
cijele površine ležaja, ne-noseći dio ležaja je obično obezbjeđen sa dijagonalnim rasporedom
uljnih utora i aksijalnim džepovima za podmazivanje. Mazivo može biti isporučeno u ležaj na
različite načine.
Materijal za ležajeve
Materijali za ležajeve trebaju imati sljedeće osobine (idealno):
Otporni na pritisak
Žilavi i elastičani
Dobrih kliznih osobina
Otporni na toplotu i zanemarivog toplotnog širenja
Dobrih anti-frikcioni osobina tj. neadekvatne količine maziva ne smiju uzrokovati
brzo otkazivanje
Dobrih osobina uhodavanja i obradivost
Otporni na koroziju
Kvašljivi za maziva i apsorptivni za maziva
Pošto sve ove osobine ne može posjedovati jedan materijal moramo naći neki kompromis.
Prema tome, materijal se odabire u skladu sa traženom aplikacijom. Materijal za vratilo
rukavca treba biti tri do pet puta tvrđi od materijala za ležaj.
17
1.3.2. Naponi
Ležajevi mogu biti napregnuti jednom silom ili sa više sila koje djeluju u različitim pravcima.
Ugaoni pritisak
Rukavci su malo savijeni u ležaju kao rezultat primjenjenih sila. To dovodi do većih pritisnih
sila na uglu ležaja. Ovo je poznato kao ugaoni pritisak.
Površinski pritisak
Sile se raspoređuju po površini ležaja. Odnos sila koje djeluju na ležaj i površine ležaja je
poznat kao površinski pritisak.
Napon trenjem
Tri oblika trenja mogu nastati u kliznim ležajevima:
Suho trenje
Mješovito trenje
Fluidno trenje
1.3.3. Tipovi
Klizni ležaji se dijele prema vrsti opterećenja ležaja na:
Radijalni ležaji
Askijalni ležaji
Radijalno – aksijalni ležaji
Radijalni ležaji se koriste kao potpora ležajevima; aksijalni kao stabilni ležaji ili korak ležaja.
Sile u ležaju rastu kada radijalni ležaji djeluju poprečno na osu ležaja. Sa aksijalnim ležajima,
s druge strane, sile u ležaju djeluju u pravcu ose ležaja. Primjenjena sila raste u oba pravca
kod radijalno – aksijalnih ležaja. Olovno – brončani kompozitni ležaji se široko koriste. Oni
zahtjevaju malo neobojenih metala. Takvi kompozitni ležaji se koriste za parne turbine
18
visokih brzina, prijenosne zupčanike, kompresore, prese, lokomotive i vozila željezničke
industrije. Ovaj tip ležaja povećava preciznost obrade u mašinskim alatima građevinske
industrije jer termalno širenje nema posljedica na sloj koji se koristi jer je jako tanak. Nadalje,
vratilo i kućište imaju isti koeficijent istezanja. Osnovna bronza se nanosi uranjanjem,
hladnim ljevanjem ili centrifugalnim ljevanjem. Uz znatne uštede kod neobojenih metala,
olovno – brončani kompozitni ležaji se široko koriste na račun viših kliznih osobina ležaja u
kombinaciji sa dobrim osobinama čvrstoće čelika koji se koristi za ojačanje čahure.
1.3.4. Tehnologija montaže
Besprijekorno izvođenje kliznih ležaja, bez obzira da li to uključuje čahuru pretpostavlja
strogo poštivanje sljedećih uvjeta za njihovu ugradnju: geometrijske dimenzije ležaja moraju
biti precizno održavane.
Površina ležaja ne smije biti deformisana, oštećena, zarezana ili puknuta tokom instalacije.
Takve greške će uzrokovati kretanje na suho, što dovodi do preranog kvara ležaja.
Radijalni i aksijalni zazor ležaja mora biti održavan. Zazor ležaja utiče na kvalitetu površina
ležaja i rukavca. Zazor od 0,3 – 0,4 % u odnosu na prečnik rukavca, je općenito odabran za
plastični ležaj. Veličina zazora ležaja za kalaisane ležaje se odabire u skladu sa brzinom
klizanja i opterećenjem ležaja. Aksijalni zazor radijalnih kliznih ležaja treba biti reda veličine
od 2 do 6 % dužine ležaja; većih vrijednosti za duže ležaje i manjih vrijednosti za kraće
ležaje. Veličina zazora se mjeri sa priborom za mjerenje etalona. Zazor se može mjenjati sa
razmakom prstenova. Suprotni ležaji moraju biti precizno usklađeni. Neusklađeni ležaji
uzrokuju ugaoni pritisak u pojedinačnim ležajima što dovodi do prijevremenog trošenja.
Montažne površine su označene da bi se uskladili ležaji kada se očekuju najveći zahtjevi za
preciznost. Dodaci se trebaju pritisnuti sa najvećom mogućom preciznošću. Dodaci moraju
biti pritisnuti sa tolerancijom H7/r6. Ovo se može postići samo sa besprijekornom presom ili
uređajem za crtanje. Provrt sa tolerancijskim dimenzijama E6 ili F7 je smanjen na H6. Da bi
19
se olakšao pritisak na dodatke glavna strana dodatka ima skošenje od 5o ili cilindrično
dovođenje sa tolerancijom h6.
Pogrešno postavljeni utori za podmazivanje u nosećem dijelu ležaja prekidaju potporni film
maziva. Ovo uzrokuje suho trenje, a time i prerani otkaz ležaja. Dodaci se trebaju podmazivati
prije pritiskanja. Podmazani dodaci se lakše pritišću.
Čistoća otvora za podmazivanje i provjera puta ulja kroz otvore
Čiste rupe za podmazivanje su neophodne za slobodan tok maziva. Nadalje, svaka nečistoća
koja može biti u otvorima za podmazivanje se dovodi u ležaj. Stavljanje dodataka nasuprot
radijalnih i aksijalnih promjena. Ako je neophodno, zatvaranje i pritiskanje dodataka treba biti
završeno prije konačne faze. Dodaci namjenjeni za završno razvrtanje se daju sa dodatnim
granicama razvrtanja od 0,15 do 0,30 mm. Kada se podjeljeni ležaji montiraju, mora se voditi
računa da se osigura da se čahura ležaja uklapa u potpunosti sa svojom vanjskom površinom u
kućište ležaja. Dvije polovine ležaja se drže zajedno vijcima. Ovi vijci moraju biti zategnuti
sa istim početnim naponom kod proizvodnje otvora kao i kod zatezanja za završnu instalaciju.
Moramo se uvjeriti da je sigurnosna ušica pravilno postavljena kada se postavlja čahura ležaja
u kućište. Poklopac ležaja se smije otvoriti samo laganim kuckanjem sa gumenim maljem.
Čahure se ne smiju pomaknuti kada je poklopac ležaja pričvršćen vijcima. Da bi se osigurala
ravnomjena raspodjela napona, vijci na poklopcu se smiju zategnuti momentnim ključem sa
ograničenim momentom. Vijci se moraju zatezivati u parovima – prvo srednji a zatim oni
vanjski.
Pitanja
1. Popis praktični primjera primjene kliznih ležajeva iz vlastitog područja djelovanja.
2. Koje se osobine očekuju od materijala za klizne ležajeve?
20