Wiadomości ogólne o łożyskach
A
ożyska mają na celu zapewnienie prawidłowej pracy elementów maszyn poruszających się
ruchem obrotowym. Ustalenie położenia osi i wałów względem korpusów maszyn i urządzeo
nazywamy łożyskowaniem. A
ożyska są obciążone siłami wynikającymi z ciężaru wałów i
osadzonych na nich elementów (np. kół zębatych czy sprzęgieł) oraz siłami pochodzącymi od
obciążenia wałów i osi. A
ożyska wywierają na wał reakcje równe co do wartości sił
obciążających łożysko i przeciwnie zwróconych.
Aby łożyska spełniały swoją rolę powinny charakteryzowad się małym oporem ruchu,
stabilną pracą, niezawodnością działania oraz odpornością na zużycie.
A
ożyska dzieli się na ślizgowe i toczne. W łożyskach ślizgowych powierzchnia czopa wału
ślizga się po powierzchni panewki (części łożyska współpracującej z czopem) lub
bezpośrednio po powierzchni otworu łożyska. W łożyskach tocznych między powierzchnią
pierścieni łożyska są umieszczone elementy toczne (np. kulki). W obu przypadkach występuje
tarcie.
Zalety oraz wady łożysk
A
ożyska ślizgowe stosuje się
Przy przenoszeniu bardzo dużych obciążeo (do kilku MN w przypadku łożysk o
średnicy powyżej 1m)
Gdy konieczne jest, aby łożyska tłumiły drgania wału
Przy dużych prędkościach obrotowych i możliwości uzyskania tarcia płynnego
W przypadku stosowania łożysk (lub panwi) dzielonych
Gdy wymagana jest cichobieżnośd (poziom drgao) łożyska
Gdy osiągnięcie dużej dokładności montażu jest utrudnione
W drobnych konstrukcjach o bardzo małych obciążeniach (mechanika precyzyjna)
A
ożyska toczne stosuje się
Gdy zależy nam na uzyskaniu bardzo małych oporów wału
Przy zmiennych prędkościach obrotowych wału
Przy bardzo dużych prędkościach obrotowych
Przy częstym zatrzymywaniu i uruchamianiu maszyny (w takich przypadkach praca
łożyska zbyt szybko ulegają zużyciu)
Gdy jest wymagana duża niezawodnośd pracy i duża trwałośd łożyska
Gdy we względu na wymiary korpusu maszyny konieczne jest stosowanie łożysk o
małych wymiarach wzdłużnych.
Wybór rodzaju łożysk jest zależy również od warunków pracy, konstrukcji wału, od sposobu
smarowania oraz ze względów technologicznych związanych z naprawą i wymianą łożysk.
A
ożyska ślizgowe
W zależności od kierunku obciążeo działających na łożysko, istnieją łożyska ślizgowe
Poprzeczne, przeznaczone do przejmowania obciążeo prostopadłych do osi obrotu
wału
Wzdłużne, obciążone siłami działającymi zgodnie z kierunkiem osi obrotowej wału
Poprzeczno  wzdłużne, przeznaczone do przejmowania obciążeo zarówno
prostopadłych jak i zgodnych z kierunkiem osi obrotu.
a) A
ożysko poprzeczne
b) A
ożysko wzdłużne
Aby zmniejszyd opór ruchu pomiędzy powierzchniami ślizgowymi panwi i czopa używa się
warstwy nośnej smaru lub gazu (powietrza).
W zależności od sposobu podawania smaru łożyska dzielimy na
Hydrostatyczne, w którym warstwa nośna smaru (gazu) podawana jest pod
ciśnieniem.
Hydrodynamiczne, w którym warstwa nośna smaru (gazu) powstaje na skutek ruchu
obrotowego czopa względem panwi i wzajemnego poślizgu między ich
powierzchniami ślizgowymi.
Tarcie w łożyskach ślizgowych. Tarcie ślizgowe występujące pomiędzy panwią łożyska a
czopem wału, zależy od materiałów, od chropowatości powierzchni, od rodzaju smarowania
oraz od sił nacisku. Ciepło wydzielające się podczas tarcia może spowodowad nagrzanie się
łożyska i spowodowad jego szybkie zużycie.
Rozróżniamy tacie: suche (powierzchnie nie są smarowane), płynne (gdy między czopem i
panwią stale występuje smar) oraz mieszane (powierzchnie współpracujące częściowo
stykają się, na pozostałym zaś obszarze są rozdzielone smarem).
W łożyskach ślizgowych dąży się do uzyskania tarcia płynnego, ale w praktyce występuje
tarcie mieszane.
Smary i smarowanie. Zadaniem smarów jest zmniejszenie tarcia między powierzchniami.
Smary również odgrywają rolę chłodzącą.
Rozróżniamy smary stałe, plastyczne i ciekłe, a ze względu na pochodzenie na roślinne,
zwierzęce, mineralne i syntetyczne. Do smarów stałych zalicza się ciała stałe (grafit, talk).
Stosuje się je rzadko, tylko w wysokich temperaturach. Smary plastyczne (stałe) powstają
przez zagęszczenie olejów naturalnych mydłami wapniowymi, sodowymi. Stosowane są w
łożyskach trudno dostępnych i rzadko kontrolowanych. Do łożysk ślizgowych najczęściej
stosuje się smary ciekłe, a zwłaszcza oleje mineralne. Ze względu na lepkośd dzielmy na oleje
wrzecieniowe, maszynowe i cylindrowe. W łożyskach o dużych prędkościach kątowych i
małych obciążeniach stosuje się panewki wykonywane z materiałów z
le odprowadzających
ciepło. Jako czynnik smarujący stosuje się wodę, co również chłodzi łożysko.
Urządzenia smarownicze. Do smarów plastycznych (stałych) stosuje się zbiorniczki, w
których wypływa smar po przekroczeniu temperatury kroplenia. Do smarowania
przelotowego (smar ciekły) stosuje się smarownice knotowe lub igłowe.
Praca łożyska zależy od własności pary czopa i panwi łożyska. Czopy wałów są często
stalowe. Materiały łożyskowe muszą byd wysokiej wytrzymałości mechanicznej na obciążenia
statyczne i dynamiczne. Muszą byd odporne na zatarcie i korozję. Powinny charakteryzowad
się małym tarciem, dobrym przewodzeniem ciepła oraz niską ceną. Do materiałów często
stosowanych należą brązy odlewnicze cynkowe i ołowiowe. Mosiądze mają niższą
wytrzymałośd, ale lepszą odpornośd na pracę w podwyższonej temperaturze. Dobre
własności antykorozyjne mają stopy aluminium z miedzą, niklem i krzemem.
Budowa łożysk ślizgowych. A
ożyska poprzeczne. Podstawową częścią jest korpus, w którym
czop jest osadzony bezpośrednio lub pośrednio. Rzadko stosuje się osadzenie bezpośrednie,
z powodu dużych zużyd materiałów. Elementem pośrednim jest najczęściej osadzona w
korpusie tuleja.
Budowa łożysk ślizgowych. A
ożyska wzdłużne. A
ożyska poprzeczne mogą przenosid niewielkie
obciążenia wzdłużne. A
ożyska wzdłużne służą do przenoszenia obciążeo, gdy wały pracują w
położeniu pionowym. Panewka łożyska w postaci płytki jest umieszczona w korpusie łożyska
oraz zabezpieczona przed obrotem za pomocą kołka. A
ożyska te są smarowane pod
ciśnieniem.
Adrian A
oboda