Łożyska ślizgowe: konstrukcje, typy, produkcja, przeznaczenie, zalety i wady

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Generatory, silniki spalinowe itp. używają łożysk ślizgowych. Są to części zdolne do przenoszenia momentu obrotowego, zapewniające normalne działanie mechanizmów. Łożyska mają specyficzną konstrukcję. Zapewnia to pewien zestaw właściwości technicznych i operacyjnych części. Cechy konstrukcyjne łożysk ślizgowych, ich odmiany, zalety i wady zostaną omówione poniżej.

Informacje ogólne

Łożyska ślizgowe (GOST 3189-89) to najstarszy typ takich części. Służą jako element obracających się części do przenoszenia ruchu postępowego. Jest to główny element podpory wału, który zapewnia proces jego obrotu w procesie ślizgania się czopa na powierzchni łożyska.

Polecaneczęść odbiera obciążenia osiowe i promieniowe, które zostały przyłożone do wału. Od jakości tego elementu konstrukcyjnego zależy prawidłowe działanie agregatu.

Istnieje znacząca różnica między łożyskami tocznymi a ślizgowymi. Pierwsza z tych opcji charakteryzuje się obecnością takiej konstrukcji, która zapewnia rozkład obciążenia między wieloma elementami tocznymi. Są zamknięte w ciele. Z drugiej strony łożysko ślizgowe odbiera obciążenie, gdy występuje poślizg. Jednak w przypadku obu typów części prawidłowe działanie można zapewnić tylko przy dobrym smarowaniu.

Biorąc pod uwagę różnicę między łożyskami tocznymi a ślizgowymi, warto zauważyć, że ich koszt jest zauważalnie inny. Wynika to ze stopnia obciążenia, jakie te części mogą wytrzymać. Na przykład łożysko toczne kosztuje więcej, ponieważ może pracować przy wyższych prędkościach. Ma bardziej zaawansowaną konstrukcję.

Łożysko ślizgowe jest stosunkowo niedrogie. Jednocześnie znajduje zastosowanie w wielu gałęziach ludzkiej działalności. Tego typu konstrukcje stosowane są tam, gdzie zastosowanie łożysk tocznych jest niemożliwe lub nieopłacalne:

• W produktach, w których wały pracują w warunkach zwiększonych wibracji i wstrząsów. Na przykład mogą to być silniki spalinowe, młoty, walcarki itp.
• W projektowaniu wałów o dużej średnicy. Może to być system turbin wodnych, walcowni itp.
• W maszynach szybkoobrotowych, takich jak wirówki.
• W urządzeniach o wysokiej precyzji, takich jak wsporniki maszynteleskopy, mikroskopy, wrzeciona obrabiarek i nie tylko.
• W urządzeniach gospodarstwa domowego, wolnoobrotowych maszynach i mechanizmach, urządzeniach pracujących w wodzie lub agresywnym środowisku.
• W urządzeniach z małym trzonkiem, takich jak zegarki, chronometry itp.

Projekt

Jak działa łożysko ślizgowe? Głównymi elementami jego konstrukcji jest korpus, w którym znajduje się specjalna wkładka. Proces ich wytwarzania jest regulowany przez GOST.

Obudowa łożyska ślizgowego może być dzielona lub pełna. W pierwszym przypadku do połączenia podstawy i pokrywy wykonuje się ją za pomocą śrub, wkrętów lub klinów. Jeśli korpus jest jednoczęściowy, może być jednoczęściowy lub spawany. Wybór zależy od warunków pracy. Odmiany odlewane wytrzymują duże obciążenia.

Ze względu na siłę boczną działającą na jednoczęściowe obudowy, pokrywa i podstawa są wyposażone w specjalne powierzchnie koordynujące, aby przedłużyć ich żywotność.

Płaskie panewki łożysk mogą mieć regulowany i nieregulowany luz. Działanie konstrukcji zapewnia jeden lub więcej klinów olejowych. W łożyskach jednoczęściowych tuleje są wykonane w postaci tulei.

W nowoczesnych jednostkach łożyska są stosunkowo krótkie. Zmniejsza to sztywność wału. Również wymagania dotyczące zezwolenia na lądowanie stały się mniej rygorystyczne. W krótkim łożysku może być minimalny. W takim przypadku nie ma niebezpieczeństwa zakleszczenia, zakleszczenia ruchomych części konstrukcji, gdyprzekrzywiony.

Biorąc pod uwagę sposób działania łożyska ślizgowego, warto zauważyć, że krótkie odmiany konstrukcji mają pewne wady. Szybciej kończą im się smary. Jeśli nie zostanie dodany na czas, struktura ulegnie awarii. Ale będą miały mniejsze luki. W łożyskach krótkich odprowadzanie ciepła z powierzchni trących jest lepsze. Jeśli długość jest duża, stosuje się projekt samonastawny. Pozwala wyeliminować zniekształcenia, gdy się pojawiają.

Smarowanie konstrukcji

Biorąc pod uwagę konstrukcję łożysk ślizgowych, warto zauważyć, że jednym z ważnych elementów jest smarowanie. Jak już wspomniano, składa się z body i rękawa. Część nośna szybu nazywana jest czopem. Może ona (podobnie jak kształt powierzchni roboczej konstrukcji) być stożkowa, cylindryczna lub płaska. Jeśli czop znajduje się na końcu wałka, jest to czop. Jeśli znajduje się pośrodku, jest to szyja.

Urządzenie smarujące jest obowiązkowym elementem projektu. Dostarcza olej lub inny materiał o odpowiednich właściwościach do szczeliny powstałej między wałem a tuleją. Smarowanie pozwala konstrukcji obracać się z niewielkim oporem. Jeśli ten materiał się wyczerpie, część ulegnie awarii z powodu przegrzania spowodowanego tarciem. Powierzchnie robocze również zostaną zniszczone.

Smary mogą wyglądać inaczej. Najczęściej są to spójne materiały o dużej lepkości. Podczas pracy łożysko nagrzewa się, staje się bardziej płynne. To wyjaśniawysokiej jakości przesuwanie ruchomych elementów.

Aby zwiększyć bezpieczeństwo takich konstrukcji, łożyska przemysłowe zaczęto wyposażać w specjalny smar. Jest to twardy materiał porowaty. Jest to smar w proszku, który jest trwały i wysokiej jakości. Zapewnia długą żywotność łożyska.

Jest to konstrukcja systemu samosmarującego. Wykonany jest w technologii metalurgii proszków. Podczas pracy łożyska uwalniany jest olej z tego materiału. Początkowo impregnują frakcję stałą. Gdy system jest bezczynny, ochładza się. Olej zostaje ponownie wchłonięty. W ten sposób straty oleju są ograniczone do minimum. Jest to szczególnie ważne podczas eksploatacji łożysk przemysłowych. Działają na nie znaczne obciążenia, dlatego stawiane są zwiększone wymagania dotyczące jakości smaru. Podczas korzystania z tego systemu łożysko jest oznaczone jako samosmarujące.

Odmiany wzorów

Biorąc pod uwagę klasyfikację łożysk ślizgowych można zauważyć, że różnią się one w różny sposób. Przede wszystkim prezentowane części wyróżniają się cechami konstrukcyjnymi. Mogą być składane i nieskładane. W zależności od dziedziny zastosowania łożyska mogą być domowe i przemysłowe. Różnią się wielkością, zasadą działania i montażem.

Ponadto dostępne w handlu łożyska różnią się materiałem obudowy i tulei. Jak już wspomniano, skład smaru wewnątrz układu jest również inny. Kolejna klasyfikacja toróżnica w szczegółach zgodnie z zasadą postrzeganego obciążenia. Zgodnie z tą cechą wyróżnia się trzy główne typy łożysk ślizgowych:

• Uparty. Dostrzegają siły osiowe skierowane równolegle do osi czopu. Takie konstrukcje są często nazywane łożyskami wzdłużnymi.
• Promieniowy. Takie konstrukcje są zaprojektowane do pracy w warunkach obciążenia promieniowego. W takim przypadku na oś czopu działa prostopadłe obciążenie.
• Kontakt kątowy. Uniwersalny typ konstrukcji. Przejmują zarówno obciążenia osiowe, jak i promieniowe.

W zależności od cech prezentowanych urządzeń określany jest również ich zakres.

Wybór producenta

Biorąc pod uwagę cechy konstrukcyjne łożysk ślizgowych, warto zauważyć, że mogą się one nieznacznie różnić w zależności od podejścia do produkcji. Wykonane są z różnych materiałów. Od tego zależy zakres i żywotność produktów.

Dziś jednym z największych krajowych producentów prezentowanych części jest Zakład Łożysk ślizgowych Tambow. Stosowane są tutaj najnowocześniejsze technologie wytwarzania konstrukcji bimetalicznych. Firma specjalizuje się w produkcji łożysk ślizgowych do silników ciągników, samochodów osobowych, lokomotyw spalinowych, kombajnów zbożowych, statków, a także do kompresorów dużych gałęzi przemysłu. Produkcja wyrobów odbywa się na nowoczesnym sprzęcie znanych firm zagranicznych.

Produkty zakładu są wykorzystywane w silnikach takich pojazdówfundusze:

• GAS.
• M-412.
• VAZ.
• ZAZ.
• YAMZ.
• ZIL.

Istnieje również duży wybór łożysk do silników ciągników. Tuleje wału korbowego mają wymiary:

• Szerokość - 14-102 mm.
• Średnica - 24-135 mm.
• Grubość – 1,5-6,1 mm.

Aktywnie współpracując z producentami różnych pojazdów i jednostek, zakład Tambow stale ulepsza konstrukcje łożysk. Pozwala nam to sprostać rosnącym wymaganiom klientów.

Ponadto producent na rynku krajowym ma duży wybór łożysk ślizgowych innych producentów, np. Daido Metal Rus LLC, Zollern Company itp. Obecność konkurencji na rynku prowadzi do ciągłego doskonalenia projektuje, promuje wykorzystanie nowych materiałów, technologii w procesie produkcji łożysk.

Wady i zalety

Istnieje wiele zalet i wad łożysk ślizgowych. Pozytywne cechy projektu to:

• Prosta konstrukcja, więc koszt tego rodzaju części jest stosunkowo niski. Do maszyn lekko obciążonych i wolnoobrotowych łożysko wykonane jest w postaci prostej tulei.
• Niezawodność podczas pracy. Łożyska ślizgowe są stosowane nawet w napędach o dużej prędkości. Jednocześnie ich konstrukcja jest dość niezawodna, co pozwala na eksploatację takiej części przez długi czas.
• Możliwość przyjmowania i wytrzymywania dużych obciążeń dynamicznych. Konstrukcja nie boi się wstrząsów, wibracji. Wynika to z dużej powierzchni powierzchni roboczej, na której znajduje się ładunek. Warstwa smarująca ma działanie tłumiące. Znajduje się pomiędzy wkładką a wałem, co również znacznie wydłuża żywotność produktu.
• Łożyska pracują cicho. Przy dowolnej prędkości system działa prawie bezgłośnie.
• Wymiary promieniowe są stosunkowo małe.
• W przypadku stosowania konstrukcji dzielonych można go zainstalować na czopach wału o skomplikowanym kształcie, na przykład na wale korbowym. W takim przypadku nie ma konieczności demontażu kół zębatych, kół pasowych i innych części umieszczonych na innych czopach.

Konstrukcja łożysk ślizgowych ma również pewne wady:

• Podczas działania system jest stale monitorowany. Wynika to z potrzeby obecności smaru w projekcie. W przeciwnym razie system może się przegrzać. Jeśli smar przestanie płynąć do elementów trących, pęknie.
• Wymiary osiowe są dość duże. Jest to konieczne, aby zwiększyć obszar roboczy powierzchni roboczej konstrukcji. Bierze ładunek.
• W okresie rozruchu następuje znaczna utrata mocy spowodowana tarciem. Może się to zdarzyć w przypadku używania złej jakości lub niewłaściwego smaru.
• Koszty operacyjne są stosunkowo wysokie. Wynika to z konieczności nałożenia dużej ilości smaru. Jednostki są również zatrzymywane w celu oczyszczenia i schłodzenia.systemy. Prowadzi to do przestoju sprzętu.
• System w okresie rozruchu ma wpływ na zużycie powierzchni czopu. Jest to szczególnie widoczne w przypadku stosowania smaru niskiej jakości.

Wstaw materiały

Łożyska ślizgowe różnią się kilkoma specyficznymi właściwościami. Materiały łożysk ślizgowych muszą spełniać szereg wymagań. Muszą:

• Bądź odporny na zużycie i odporny na zacieranie się przy niewłaściwym smarowaniu. Jest to szczególnie widoczne podczas okresu startu, przyspieszania i zwalniania.
• Bądź odporny na kruche pęknięcia, które mogą wystąpić w wyniku uderzenia. Ponadto materiały muszą posiadać wysoką wytrzymałość zmęczeniową.
• Mają niskie tarcie.
• Mają wysoką przewodność cieplną.
• Charakteryzują się niskim współczynnikiem rozszerzalności wraz ze wzrostem temperatury.

Tuleja jest częścią zamienną łożyska ślizgowego. Powinien być wykonany z trwałych, wysokiej jakości materiałów. To właśnie wkładki zużywają się w projekcie najszybciej. Przyjmują główny ładunek. Gdyby czop się zużył, jego wymiana i renowacja kosztowałaby rząd wielkości drożej. W związku z tym stawia się zwiększone wymagania dotyczące jego właściwości.

Im twardsza powierzchnia czopa, tym bardziej niezawodny mechanizm. Dlatego ta część łożyska jest zwykle hartowana lub hartowana. Wkładki mogą być metalowe lub niemetalowe. W osobnej kategorii metaloceramikatuleje.

Metalowe odmiany materiałów to brąz, babbity, stopy aluminium, cynk, specjalne żeliwo przeciwcierne. Wybór materiału uzależniony jest od zastosowania łożyska, cech jego pracy.

Wkładki metalowe

Łożyska ślizgowe mogą być wykonane z różnych metali i stopów. Materiały łożysk ślizgowych spełniają wymagania norm. Do wykonania tulei można użyć następujących metali:

• Brązowy. Ten rodzaj wkładek jest używany do dużych obciążeń, a także do średnich prędkości. Najwyższe działanie przeciwcierne w tej grupie mają stopy z brązu cynowego. Jeśli metal ten połączy się z aluminium lub ołowiem, czop szybko się zużyje. Dlatego takie stopy są montowane tylko na utwardzonych odmianach części łożyskowej wału. Stopy brązu i ołowiu są używane, jeśli na konstrukcję działają obciążenia udarowe.
• Stop Babbita. Opiera się na cynie lub ołowiu. Taki materiał jest używany do produkcji tulei w krytycznych konstrukcjach, które pracują w warunkach dużego lub średniego obciążenia. Jest to jeden z najlepszych metali przeciwciernych, ponieważ jest odporny na zacieranie, doskonale układa się w węźle. Ale jego siła jest niska. Dlatego babbitt wylewa się cienką warstwą na solidną podstawę tulei wykonaną z żeliwa, stali lub brązu.
• Żeliwo. Stosowane są materiały zapobiegające tarciu. Nadają się do stosowania w mechanizmach wolnoobrotowych o niskiej odpowiedzialności.

Ceramika metalowa

Wymienna część łożyskaślizg może być wykonany z cermetalu. Materiał ten powstaje w procesie prasowania i spiekania miedzi i żelaza w postaci proszku. Do kompozycji dodaje się grafit, ołów lub cynę.

Jest to porowaty materiał, który jest wstępnie nasycony roztopionym masłem. Dzięki temu system może pracować przez długi czas bez zmiany smaru. Wkłady ceramiczno-metalowe są stosowane w maszynach wolnoobrotowych, w miejscach, gdzie trudno jest je smarować.

Niemetalowe wkładki douszne

Tuleje mogą być wykonane z materiałów niemetalowych. W tym celu stosuje się specjalne tworzywa przeciwcierne. Do tego celu można również użyć tworzyw sztucznych laminowanych drewnem i gumy. Tego typu wykładziny są odporne na zacieranie, niewymagające smarowania. Działają dobrze w węźle. Zakres tych łożysk jest specyficzny. Ponieważ system może być praktycznie smarowany wodą, pozwala to na zastosowanie łożyska w przemyśle spożywczym i wielu innych gałęziach przemysłu.