Siłownik

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn
Przepływowych

Przekrój siłownika

Uszczelnienie tłoczyska

Uszczelnienie tłoczyska

Uszczelnienie tłoczyska

Pierścienie typu „O”

Pierścienie typu „O”

Montaż tłoka z tłoczyskiem

Uszczelnienie tłoka, tłoczyska

U1

U2

Uszczelnienie tłoka TYP K

Uszczelnienie tłoczyska

V

Uszczelnienie tłoczyska

PAKIET

Uszczelnienie tłoczyska

Pierścienie
zgarniające

Hamowanie ruchu tłoka

Schemat obliczeniowy

Wyboczenie tłoczyska

Wzór Eulera

Naprężenia
sprężyste

Wzór Tetmajera – n. sprężysto-plastyczne

smukłość

i

min

– promień bezwładności przekroju 0,25d

Chropowatość

simmeringi

Wciągarka –układ napędowy

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn
Przepływowych

Schemat
wciągarki

Przykład wciągarki

Przykład wciągarki

Dobór
silnika

Łożyska ślizgowe

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn
Przepływowych

Typy podpór

Porównanie tarcia tocznego i
ślizgowego

p

A

N

a





R

A

T

t





p

R

p

A

R

A

N

T

a

t

a

t













Rt – wytrzymałość połączeń tarciowych
na ścinanie

Rodzaje tarcia

Tarcie suche

Tarcie mieszane

Tarcie płynne

Tarcie
graniczne

Badania Stribecka

Wykres Herseya

W zależności od sposobu uzyskania
siły nośnej, łożyska dzieli się na:

hydrostatyczne,

hydrodynamiczne,

gazodynamiczne (aerodynamiczne),

gazostatyczne (aerostatyczne),

na poduszce magnetycznej.

Łożyska ślizgowe stosuje się:



do przenoszenia dużych obciążeń,



do przenoszenia obciążeń udarowych,



przy konieczności stosowania dużych

średnic,



gdy konieczne jest tłumienie drgań wału,



w przypadku konieczności dzielenia łożysk

w płaszczyźnie osi wału,



gdy wymagana jest cichobieżność



przy dużych prędkościach obrotowych wału.

Łożysko hydrostatyczne

Łożysko o stałym

wydatku Q

Łożysko o stałym

ciśnieniu p

Łożysko hydrostatyczne - teoria

L

p

h

dz

dx

dp

h

dz

q

q

q

o

c





12

12

2

3

1

0

3

1

0

'





















L

b

p

dx

L

x

p

b

p

W

o

L

o

o













0

1

/

1

2

h

q

L

p

c

o

3

6









W

L

b

L

q

h

c

1

6







0

2

2



x

d

p

d

const

L

p

dx

dp

o







/

/





L

x

p

p

o

/

1



Łożysko hydrostatyczne - teoria

r

dr

dp

h

q

Q







2

12

2

3







C

r

h

Q

p





ln

6

3





r

dr

h

Q

dp





3

6



r

R

h

Q

p

ln

6

3







R

R

h

Q

p

o

o

ln

6

3







R

R

r

R

p

r

p

o

o

ln

ln

)

( 

R

R

p

h

Q

o

o

ln

6

3















R

R

R

R

p

dr

r

r

R

R

R

p

R

p

W

o

o

o

R

Ro

o

o

o

o

/

ln

2

/

ln

/

ln

2

2

2

2





















W

R

R

Q

h

o

2

2

3







Łożysko hydrostatyczne

Łożyska ślizgowe hydrodynamiczne

Łożyska hydrodynamiczne

Łożyska

wzdłużne

Łożyska

poprzeczne

Hydrodynamiczna teoria
smarowania

h

U

DL

T

DL

T

h

U























LD

p

P

LD

P

p

sr

sr









2

D

U 

2





h

hp

D

hLDp

D

DL

P

T

sr

sr

2

2















D

h

2





p

sr











Równanie

Pietrowa

Podobieństwo hydrodynamiczne
łożysk ślizgowych

p

sr



























2

2

'

2







S

p

n

sr







2

2

1

śr

o

p

S

S





2

'





śr

p

n

S 

Łożyska są konstrukcyjnie do siebie podobne, gdy mają takie same
wartości:



stosunek długości czopa do jego średnicy

L

/

D

,



kąt opasania



.

Podobieństwo hydrodynamiczne oznacza zbliżone warunki pracy dwóch łożysk, tzn.:



zbliżoną wartość względnego współczynnika tarcia



/



,



podobne położenie czopa w panewce.

Dla cylindrycznych łożysk poprzecznych, konstrukcyjnie podobnych, parametrem
podobieństwa jest liczba Sommerfelda.

'

2 n







Kąt opasania







= 360



Hydrodynamiczna teoria
smarowania

Hydrodynamiczna teoria
smarowania

Hydrodynamiczna teoria
smarowania

Warunki niezbędne do powstania

klina smarnego



Płyn musi być lepki



Płyn musi zwilżać powierzchnię



Wał musi się obracać



Szczelina musi być zbieżna



Prędkość wirowania wału musi być w
kierunku zbieżności szczeliny

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Hydrodynamiczne łożysko
poprzeczne

Hydrodynamiczne łożysko
poprzeczne

Hydrodynamiczne łożysko
poprzeczne

Hydrodynamiczne łożysko
poprzeczne

Odmiany łożysk ślizgowych
poprzecznych

Przykład panewki
niedzielonej

Przykład panewki dzielonej

Panewki -rozwiązania

Różne rozwiązania panwi łożysk ślizgowych (a-d). Prawidłowe

(e) i nieprawidłowe (f, g) doprowadzenie oleju do łożyska

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego z
polimeru
termoplastycznego

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Przykład łożyska ślizgowego
poprzecznego

Przykłady łożysk ślizgowych
poprzecznych

Korpus oczkowy kołnierzowy lekki

Przykłady łożysk ślizgowych poprzecznych

Rodzaje smarowania

Materiały łożyskowe



Stopy cyny – (83% lub 91% cyny, z dodatkiem antymonu i miedzi) wykazuje dużą wytrzymałość

zmęczeniową i udarową, łatwiej się docierają i mają dużą przyczepność do stalowej panewki. Są

drogie.



Krajowy stop Ł 83 – 83% cyny, 11% antymonu, 3% lub 6% miedzi.



Stopy ołowiowe – (6% lub 10% cyny lub bezcynowe) są stosowane najczęściej – nie ustępują stopom

cynowym, a są znacznie tańsze.



Krajowy stop Ł 16 – 16% cyny, 16% antymonu, 2% miedzi, reszta ołów.



Brązy odlewnicze – cynowe lub ołowiowe. Duża twardość i wytrzymałość zmęczeniowa.

Zastosowanie – gdy własności wytrzymałościowe są ważniejsze od ślizgowych.



Brąz ołowiowy – typowy skład to 70% miedzi i 30% ołów + cyna, nikiel, srebro.



Brąz cynowy – 80% miedzi, 10% cyny, 10% ołowiu.



Mosiądz – ma niższą wytrzymałość ale lepszą odporność na pracę w podwyższonej temperaturze.



Stopy aluminiowe



Odmiana miękka – 79% cyna, 1% miedź, 1% nikiel, reszta glin. Forma cienko wykonanych warstw na

podłożu stalowym.



Odmiana twarda – 12% krzem, 1% miedź, 1% magnez, 1% nikiel, reszta glin. Używane w formie lanych

panewek.



Żeliwa – forma lanych panewek. Najlepsze żeliwo perlityczne.



Stal – jako materiał łożyskowy, gdy występują bardzo wysokie naciski.



Brązy spiekane – 8  10% cyny, reszta miedź. Stosujemy dodatki ołowiu, kosztem miedzi nawet do

30% i 1% grafitu.



Łożyska ze srebra – stosowane w łożyskach lotniczych. Warstwa od 0,5  0,75 mm srebra,

naniesiona galwanicznie.



Drewno – gwajak, dąb – uszlachetnione przez nasycenie żywią syntetyczną. Łożyska te chłodzimy

wodą.



Inne – tworzywa sztuczne, guma, grafit, kamienie szlachetne (rubin, szafir), szkło.

Zmienne projektowe

Niezależne



Lepkość



Obciążenie



Prędkość kątowa



Wymiary (r,c,L)

Zależne



Współczynnik tarcia



Wzrost temperatury



Strumień objętości



Minimalna grubość filmu
olejowego

Celem inżyniera konstruktora jest taki dobór zmiennych

niezależnych, aby otrzymać konstrukcję spełniającą wymagane

kryteria pracy. Zmienne zależne będą zdeterminowane przez

określone zmienne niezależne.

Obliczanie łożysk ślizgowych
poprzecznych

p

L

d

F

p

dop







gdzie:
F –

siła obciążająca

p

dop

–

dopuszczalny nacisk stykowy

d

– średnica czopa wału

L

– długość panwi

Wyznaczenie minimalnej wysokości
szczeliny smarnej

3

2

1

h

h

h

h

ogr







Obliczenia łożysk poprzecznych –
metoda Fleischera

Obliczenia sprawdzające



Sprawdzenie warunku tarcia płynnego

h

rz

> h

gr



Sprawdzenie warunku termicznego

Łożysko wzdłużne oporowe

Płytka wahliwa

Przepływ oleju przez łożysko
wzdłużne

Rozwiązania konstrukcyjne podparcia płytek
wahliwych

Michella

Kingsbury

na kuli

na czaszy kulistej

Rozwiązanie konstrukcyjne panewki
z płytkami wahliwymi

Ustalenie wału w łożyskach
ślizgowych

Łożysko ślizgowe
poprzeczno-wzdłużne