ŁOŻYSKA TOCZNE

I ZALETY I WADY ŁOŻYSK TOCZNYCH:

1. Zalety łożysk tocznych:

• Mały współczynnik oporów ruchu w fazie rozruchu

• Mały wpływ prędkości obrotowej na opory ruchu

• Duża nośność i sztywność w odniesieniu do jednostki szerokości łożyska

• Dobre osiowanie wału względem obudowy

• Poprawna praca bez dodatkowych wkładów smarowania

• Prosty montaż i demontaż

• Małe gabaryty

• Natychmiastowa zdolność do pracy bez okresu docierania

2. Wady łożysk tocznych:

• nie tłumią drgań i przenoszą je na korpus maszyny i z korpusu na wał;

• stosunkowo mała wyporność na wstrząsy i obciążenia dynamiczne

• ograniczone możliwości stosowania dla dużych prędkości obrotowych

• skłonność do wibracji i hałasu

II BUDOWA I RODZAJE ŁOŻYSK TOCZNYCH (wg kryteriów)

Budowa

1 - pierścień wewnętrzny

2 - pierścień zewnętrzny

3 - części toczne

4 - koszyk

5 - bieżnie główne

6 - bieżnie pomocnicze

1 PODZIAŁ (Z JEDNEGO ZRODLA)

1. Łożyska poprzeczne

(od lewej kolejno)

-kulkowe zwykłe

-kulkowe dwurzędowe

-kulkowe wahliwe

-kulkowe do iskrowników

-kulkowe skośne jednorzędowe

-kulkowe skośne dwurzędowe

-walcowe jednorzędowe

-walcowe dwurzędowe

-igiełkowe

-stożkowe

-baryłkowe dwurzędowe

-baryłkowe jednorzędowe

(ponadto - nie ma rysunku)

-kulkowe czteropunktowe z dzielonym pierścieniem zewnętrznym

-kulkowe czteropunktowe z dzielonym pierścieniem wewnętrznym

b) Łożyska wzdłużne

(od lewej kolejno)

- kulkowe jednokierunkowe

- kulkowe dwukierunkowe

- baryłkowe z koszykiem blaszanym

- kulkowe jednokierunkowe samonastawne

- kulkowe kątowe dwurzędowe

- baryłkowe z koszykiem masywnym

(ponadto nie ma rysunku)

-walcowe

2 PODZIAŁ WG DRUGIEGO ZRODLA

Klasyfikacja łożysk (z zeszytu!!)

• wg kształtu części tocznych:

- kulkowe; - walcowa; - igiełkowe; -stożkowe; - baryłkowe;

• wg normalnego kąta działania łożysk - zawiera się między prostą łączącą punkty styku bieżni z kulkami w nieobciążonym łożysku a płaszczyzną prostopadłą do osi łożyska; w łożyskach wałeczkowych jest to kąt pomiędzy prostą łączącą punkty styku bieżni z kulkami w nieobciążonym łożysku a płaszczyzną prostopadłą do tworzącej bieżni zewnętrznej ;

- poprzeczne

- wzdłużne

• wg możliwości wzajemnego wychylenia się pierścieni:

• łożyska zwykłe - wymagają zachowania z odpowiednią dokładnością współosiowości wału i oprawy;

• łożyska wahliwe - pozwalają na stałą lub zmienną w czasie nie współosiowość

wału i oprawy;

• łożyska samonośne (samonastawne) - pozwalają na pracę przy stałej, dużej nie współosiowości

wału i oprawy;

3.WG 3 ZRODLA

Łożyska toczne dzielą się ze względu na :

a) rodzaj elementu tocznego

-kulkowe

-walcowe

-stożkowe

-igiełkowe

-baryłkowe

b)rodzaj sił jakie przenoszą

-promieniowe

-osiowe

-skośne

III NOSNOSC RUCHOWA, NOSNOSC SPOCZYNKOWA, TRWALOSC NOMINALNA

• nośność ruchowa C - obciążenie, przy którym łożysko osiągnie nominalną trwałość 1 miliona obrotów:

• ł. poprzeczne - obciążenie działające w płaszczyźnie prostopadłej do osi łożyska;

• ł. wzdłużne - obciążenie działające w płaszczyźnie równoległej do osi łożyska;

• nośność spoczynkowa C₀ - wielkość obciążenia pod działaniem którego całkowite, trwałe odkształcenie części tocznych i bieżni w miejscu najbardziej obciążonym wymości: 0,0001 średnicy części tocznej

• trwałość nominalna jest to taka trwałość, którą osiągnie lub przekroczy 90% pewnej dużej ilości jednakowych łożysk.. Wymagana nominalna trwałość zależy od rodzaju urządzenia, jego żywotności i wymaganej niezawodności pracy

IV ROWNANIE TRWALOSCI LACZNIE Z WYKRESEM

• równanie trwałości (w mln obrotów):

P - obciążenie zastępcze ruchowe; C - nośność ruchowa; p = 3 (dla łożysk kulkowych), p=10/3 (dla łożysk wałeczkowych); L₁₀ - nominalna trwałość w mln obrotów;

• równanie trwałości (w godzinach pracy):

n - prędkość obrotowa [obr/min]

V OBCIAZENIA ZASTEPCZE ŁOŻYSKA, RUCHOWE I SPOCZYNKOWE(WZOR)

Obciążenie zastępcze łożyska wyraża się wzorem:

Q = (R + m ·A) · K₁ · K₂ · K₃ · K₄ ......

Gdzie:

R - obciążenie promieniowe

A - składowa osiowa

m - współczynnik zmiany obciążenia osiowego na równoważne mu obciążenie promieniowe

K₁ K₂ K₃........... - współczynniki zwiększające

K₁ - zależy od tego który pierścień łożyska się obraca

Gdy obraca się pierścień zewnętrzny to K₁ dochodzi do 1,4

Gdy obraca się pierścień wewnętrzny to K₁ wynosi 1

K₂ - współczynnik temperaturowy

Gdy temperatura łożyska przekracza 100°C to trwałość maleje

K₂ > 1 gdy T > 100°C

K_3­ - współczynnik przeciążeń

K₄ - współczynnik warunków atmosferycznych

Obciążenie zastępcze ruchowe łożyska

P - obciążenie zastępcze ruchowe [N];

F_r - skł. poprzeczna obciążenia [N];

F_a - skł. wzdłużna obciążenia;

X - współ. Przeliczeniowy obciążenia poprzecznego

Y - współ. Przeliczeniowy obciążenia wzdłużnego

Obciążenie zastępcze spoczynkowe łożyska:

VI MODYFIKOWANA NOMINALNA TRWAŁOSC

f_d - współczynnik obciążenia dynamicznego( z tablic)

f_t - współczynnik wpływu temperatury

a_{1 -} współczynnik niezawodności

a₂ - współczynnik materiałowy

a₃ - współczynnik warunków pracy

Ce - ruchowa nośność efektywna w temp pracy

Pe - obciążenie zastępcze efektywne

ŚRUBY

I CO TO JEST ŚRUBA

Śruba jest łącznikiem w połączeniach śrubowych. Śruba składa się z łba oraz trzonu. Na części lub całej długości trzonu śruby nacięty jest gwint. Łeb śruby, który umożliwia uchwycenie jej w czasie montażu, może mieć różny kształt. Do typowych kształtów łbów śruby należą:

a) sześciokątny

b) czworokątny

c) wieńcowy

d) młoteczkowy

e) walcowy z gniazdem sześciokątnym

f) oczkowy

II RODZAJE GWINTOW (PODZIAŁKA ZARYSU, SKOK GWINTU)

Rodzaje gwintu

- zwykłe grubo zwojowe i drobnozwojowe

- prawe i lewe

- jednokrotne i wielokrotne

Zarysy gwintu:

• trójkątny:

• trapezowy symetryczny:

• trapezowy niesymetryczny:

• prostokątny:

• okrągły:

• zewnętrzny - mierzony na zewnątrz walca;

• wewnętrzny - mierzony wewnątrz otworu

Podziałka zwoju gwintowego h_z - - odległość sąsiednich występów, mierzona na zarysie wzdłuż osi:

h = h_z gwint jednokrotny

h - z*h_z gwint wielokrotny

Skok gwintu P: odległość pomiędzy wierzchołkami gwintu w przekroju wzdłużnym śruby lub nakrętki.

III PODSTAWOWE WIELKOSCI CHARAKTERYZUJACE GWINT

• t_g - rzeczywista głębokość gwintu;

• t_n =( t_g - a) - nośna głębokość gwintu;

• a - luz wierzchołkowy;

• d_r - średnica rdzenia śruby;

• d_p - średnica podziałowa śruby;

• d - średnica zew. Śruby równa średnicy nominalnej;

• D₀ - średnica otworu nakrętki;

• D_p - średnica podziałowa nakrętki;

• D - średnica nakrętki;

• d_s. - średnica robocza:

• tgγ - tangens średnicy kąta pochylenia gwintu:

IV SILY DZIALAJACE PRZY ZAKRECANIU I LUZOWANIU POLACZENIA GWINTOWEGO( GRAFICZNIE I LICZBOWO)

Obliczanie momentu zakręcania i odkręcania połączenia śrubowego

we wzorze: „+” to zakręcanie „-„odkręcanie,
- pozorny kąt tarcia,
- pozorny współczynnik tarcia
z powodu pochylenia powierzchni gwintu

V SAMOHAMOWNOSC GWINTU

Przy opuszczaniu ciężaru jest potrzebna mała siła F, zabezpieczająca przed samoczynnym zsuwaniem się ciężaru przy
gwint będzie samohamowalny.

Warunek samohamowności:

tgγ - tangens średnicy kąta pochylenia gwintu; ρ - kąt tarcia, (ρ = arctgμ, μ = tgγ)

VI SPRAWNOSC POLACZEN GWINTOWYCH

Sprawność połączenia gwintowego:

L_u - praca użyteczna; L_w - praca włożona

VII PRZYPADKI OBLICZEN POLACZEN SRUBOWYCH

Obliczenie czynnej wysokości nakrętki

wzór na naciski powierzchniowe

H - czynna wysokość nakrętki

H/p - liczba czynnych zwojów gwintu

Q - obciążenie

Obliczanie średnicy rdzenia śruby dla:

- 1 przypadku (śruba jest zakręcona, a następnie obciążana siłą osiową)

d_r - średnica rdzenia śruby,

Q - siła działająca na śrubę,

w - współczynnik jakości wykonania złącza (zawsze w<1)

w=0,5÷1 (0,5 - dla niepewnych złączeń; 1 - dla pewnych złączeń),

k_r - naprężenie dopuszczalne na rozciąganie.

- 2 przypadku (Śruba zakręcana pod obciążeniem)

d_r - średnica rdzenia śruby,

Q - siła działająca na śrubę,

w - współczynnik jakości wykonania złącza (zawsze w<1)

w=0,5÷1 (0,5 - dla niepewnych złączeń; 1 - dla pewnych złączeń),

k_r - naprężenie dopuszczalne na rozciąganie.

- 3 przypadku (Złącze śrubowe skręcane z napięciem wstępnym)

d_r - średnica rdzenia śruby,

Q_śr - siła napięcia w każdej śrubie,

w - współczynnik jakości wykonania złącza (zawsze w<1)

w=0,5÷1 (0,5 - dla niepewnych złączeń; 1 - dla pewnych złączeń),

k_r - naprężenie dopuszczalne na rozciąganie.

• 4 przypadku (obciążenie poprzeczne)

Tutaj obciążenie działa prostopadle do osi śruby.

1. (śruba pasowana w otworach obciążona poprzecznie)

Muszą tu być spełnione 2 warunki:

1. warunek wytrzymałości rdzenia śruby na ścinanie:

τ - naprężenia styczne,

Q_T - siła powodująca ścinanie (obciążenie poprzeczne),

d - średnica rdzenia śruby,

m - liczba powierzchni ścinanych,

i - liczba śrub,

k_t - naprężenie dopuszczalne na ścinanie,

k_t=0,42⋅Re - dla naprężeń statycznych,

k_t=0,3⋅Re - dla naprężeń pulsujących,

k_t=0,16⋅Re - dla naprężeń wahadłowo zmiennych,

Re - granica plastyczności.

2. warunek nacisków powierzchniowych p

p_dop=2,2⋅k_t

p - nacisk powierzchniowy,

Q_T - siła powodująca ścinanie (obciążenie poprzeczne),

g⋅d - rzut powierzchni walcowej (śruby) na płaszczyznę,

i - liczba śrub,

p_dop - dopuszczalne naciski powierzchniowe,

k_t - naprężenie dopuszczalne na ścinanie,

2. (śruba luźna w otworach obciążona poprzecznie)

Wielkość luzu jest znormalizowana.

Nie należy projektować połączeń śrubowych, by były narażone na zginanie.

d_r - średnica rdzenia śruby,

Q_T - siła powodująca ścinanie (obciążenie poprzeczne),

m - liczba powierzchni ścinanych,

k_r - naprężenie dopuszczalne na rozciąganie.

i - liczba śrub,

μ - współczynnik tarcia.

W śrubie występują więc tylko naprężenia rozciągające, pod warunkiem Q_T≤m⋅T , czyli jeśli spełnione jest, że obciążenie poprzeczne mniejsze lub równe od siły tarcia.

T - siła tarcia.

---