Ložiska

LOŽISKA části strojů a zařízení, ve kterých jsou uloženy čepy hřídelů. Ložiska udržují čepy a hřídele v žádané poloze, zachycují jejich zatížení a umožňují jejich funkci. Podle způsobu styku hřídele s ložiskem jsou ložiska: Kluzná – hřídel se přímo stýká s ložiskem v kluzné dotykové ploše Valivá – hřídel se stýká s ložiskem nepřímo, přes valivá tělíska – kuličky, válečky kuželíky, jehly apod. Oba druhy se dále dělí podle směru působící síly: Radiální ložiska – zachycují síly ve směru kolmém na osu ložiska Axiální ložiska - zachycují síly působící ve směru osy ložiska

Kluzná ložiska 1) Radiální kluzná ložiska: Nejjednodušší je trubkové ložisko – ocelová, litinová nebo plastová trubka připevněná k nosné části stroje nebo zařízení. Hřídelový čep je v přímém styku s materiálem ložiska, po kterém klouže, odtud název – kluzné ložisko.

Ložiska vystavená většímu zatížení a opotřebení se vypouzdřují Ložiska vystavená většímu zatížení a opotřebení se vypouzdřují. Kluzné ložisko je tvořeno tělesem a pouzdrem, nebo pánví. pouzdro pouzdro s výstelkou Pánev se liší od pouzdra tím, že je dělená na dvě poloviny – je dvoudílná.

Ložiskové pouzdro Bimetalické ložiskové pouzdro

Příklad ložiskového tělesa pevného a děleného

2) Axiální kluzná ložiska: Prstencové kluzné ložisko - používá se k zachycení malých osových sil.

K zachycení větších osových sil se používá segmentových, nebo víceplošných ložisek. Ložiska s pevnými segmenty Ložiska s naklápěcími segmenty

Mazání kluzných ložisek snížení tření odvod tepla z ložiska - mazání krátkodobé (ztrátové) – mazivo se nevrací do mazací soustavy - mazání dlouhodobé – oběhové – mazivo vytékající z ložiska se vrací do nádrže (chlazení, filtrace) a odtud je znova čerpáno do mazací soustavy.

Podle počtu mazacích míst: Podle maziva: tekutinové, nejčastěji kapalné – olejem plastickým mazivem – mazacím tukem Podle počtu mazacích míst: - lokální – mazání osamocených míst - centrální – nádrž (vana), hrubý filtr, čerpadlo, jemný filtr, chlazení, rozvodné potrubí, mazací místo, sběrné potrubí (viz .kapitola těsnění) Podle tlaku maziva: beztlakové tlakové

Hydrodynamické mazání kluzných ložisek olejový film se vytváří v důsledku rotace hřídelového čepu. Mazivo má určitou přilnavost (viskozitu) ke kluzným plochám čepu a ložiska, rotujícím čepem je unášeno a proudí v mazací vrstvě ve směru rotace čepu.

Pokud není hřídelový čep zatížen, je ložisková vůle po celém obvodě stejně velká.

Zatížený čep se posune ve směru působící síly a v důsledku otáčení i do strany. Mazivo, které ulpívá na povrchu čepu je unášeno do zužující se mazací vrstvy, ve které vytváří hydrodynamický tlak, působící proti zatěžující síle.

Zatížený rotující hřídelový čep se ustaví v určité poloze, ve které jsou zatěžující síla a tlaková hydrodynamická síla v rovnováze. Hydrodynamická síla je tím větší, čím větší je kluzná rychlost. Nezáleží tedy na otáčkách čepu, ale na velikosti kluzné (obvodové) rychlosti. Hřídelové čepy malého průměru se tedy musejí otáčet rychleji než čepy velkých průměrů.

Hydrostatické mazání kluzných ložisek 1 – hřídelový čep 2 – těleso, nebo pánev ložiska 3 – hydrostatická komora 4 – reduktor tlaku 5 – zdroj tlakového oleje Tlak v mazací olejové vrstvě se vytvoří vnějším zdrojem – zubovým čerpadlem. Olej je přiváděn přes reduktor tlaku do hydrostatické komory.

Hydrostatické mazání Jestliže se hřídelový čep zatíží, přiškrtí se průřez kterým olej obtéká čep z hydrostatické komory. Tím dojde k nárůstu tlaku oleje v reduktoru a tím i v hydrostatické komoře, takže dojde k nadzvednutí čepu a k celkovému ustavení v poloze, ve které bude zatěžující síla v rovnováze s hydrostatickou tlakovou silou. Příklad parciálního ložiska – vnější silové zatížení působí pravidelně stále stejným směrem.

Příklad čtyřkomorového hydrostatického radiálního ložiska. Nastavením reduktorů dosahujeme tzv. tuhosti uložení, to znamená, že čep zaujímá stálou polohu bez ohledu na zatížení. Princip hydrostatického mazání se uplatňuje zejména při rozběhu a doběhu stroje, v průběhu pracovního zatížení se jedná o hydrodynamické mazání.

Mazání krátkodobé - olejem Pro málo zatížená ložiska pomocí kapací maznice: Musí být vyřešen sběr vytékajícího oleje – znečištění prostředí

Mazání krátkodobé – mazacím tukem Pro málo zatížená ložiska pomocí Staufferovy maznice: Pozor na znečištění prostředí!

Mazání krátkodobé – mazacím tukem Pro málo zatížená ložiska pomocí samočinné tlakové maznice: Pozor na znečištění prostředí!

Mazání krátkodobé – mazacím tukem Pro málo zatížená ložiska pomocí mazacích hlavic a mazacího lisu: Pozor na znečištění prostředí!

Valivá ložiska 1 - vnitřní kroužek 2 - vnější kroužek Valivá ložiska se skládají zpravidla ze dvou kroužků, valivých těles a klece. 1 - vnitřní kroužek 2 - vnější kroužek 3 - valivé těleso 4 - klec

Podle směru sil, které zachycují, se dělí na: 1) Ložiska radiální

2) Ložiska axiální

3) Ložiska radiálně axiální Například kuželíkové ložisko – axiální sílu přenese pouze v jednom směru – zpravidla se montují ve dvojicích.

Podle tvaru valivých těles: - kuličková - válečková - kuželíková - soudečková - jehlová U kuličkových ložisek nastává bodový styk u ostatních čárový (nebo také úsečkový) styk mezi valivými tělesy a kroužky ložisek. Valivá tělesa se odvalují v oběžných drahách kroužků a pomocí klecí jsou udržována v pravidelných vzdálenostech od sebe. Typy a hlavní rozměry valivých ložisek jsou mezinárodně normalizovány a uvedeny v katalozích výrobců.

Valivá ložiska se vyrábějí v různých provedeních, odlišujících se některými vlastnostmi od základní konstrukce. Kuličkové ložisko dvouřadé naklápěcí – umožňuje naklopení podle velikosti 2° 30´ až 3°. Nejsou však vhodná pro zachycování axiálních sil.

Válečková ložiska jednořadá – v porovnání s kuličkovými ložisky mají až o 60 % větší únosnost. N – odvalovací vodící dráha je jen na vnitřním kroužku NU - odvalovací vodící dráha je jen na vnějším kroužku NUP - odvalovací vodící dráhy jsou v obou kroužcích, uzavřeny plochým příložným kroužkem NJ – obdoba NUP

Jehlové ložisko jednořadé: malá stavební výška s klecí nebo bez klece lze vypustit jeden nebo oba kroužky (spalovací motory – ojniční a pístní čepy)

Axiální soudečková ložiska: Přenesou velká axiální zatížení a částečně i radiální zatížení, které nesmí překročit 50 % axiální síly.

Způsoby uložení hřídele v ložiskách 1 – klasické uložení: Vnitřní kroužky obou ložisek na hřídeli – pevně, v tělese skříně vnější kroužek pouze jednoho ložiska - tzv. axiálně vodící. To přenáší jak radiální, tak i axiální síly. Axiálně volné ložisko přenáší jen radiální síly.

Způsoby uložení hřídele v ložiskách 2 – klasické uložení – varianta II: Konstrukčně shodné s předchozím případem, pro přenos axiálních sil je použito samostatné ložisko – větší namáhání, rázy, šnekové převody.

Způsoby uložení hřídele v ložiskách 3 – souměrné uspořádání: Vnitřní i vnější kroužky obou ložisek jsou pevně zajištěny na hřídeli i ve skříni (rámu) stroje. Nutno počítat s vůlí „a“ na tepelnou dilataci hřídele, aby nedošlo k axiálnímu přepětí ložisek. Výhoda uspořádání – obě dvě díry jsou průchozí bez osazení, nákružků apod.

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese a) – hřídelovou maticí

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese b) – koncovou deskou S jedním centrálním šroubem Se dvěma nebo více šrouby

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese c) – pojistným kroužkem

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese d) – distančními kroužky:

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese e) – upínacím pouzdrem: Používá se pro delší hřídele bez osazení

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese 2 – upevnění ložisek v tělese: a) – krycím víčkem:

Upevnění ložisek na hřídeli a v tělese 2 – upevnění ložisek v tělese: b) – pojistnými kroužky:

Mazání valivých ložisek snížení tření odvod tepla z ložiska - mazání krátkodobé (ztrátové) – mazivo se nevrací do mazací soustavy - mazání dlouhodobé – oběhové – mazivo vytékající z ložiska se vrací do nádrže (chlazení, filtrace) a odtud je znova čerpáno do mazací soustavy.

Podle počtu mazacích míst: Podle maziva: tekutinové, nejčastěji kapalné – olejem plastickým mazivem – mazacím tukem Podle počtu mazacích míst: - lokální – mazání osamocených míst - centrální – nádrž (vana), hrubý filtr, čerpadlo, jemný filtr, chlazení, rozvodné potrubí, mazací místo, sběrné potrubí (viz .kapitola těsnění) Podle tlaku maziva: beztlakové tlakové

Vedle způsobů popsaných v oddíle mazání kluzných ložisek, se navíc u valivých ložisek používají následující způsoby: a) Kroužkové mazání

b) Mazání olejovou lázní: Otáčející se součásti jsou částečně ponořeny do olejové lázně.

c) Oběhové mazání pomocí rotujícího kuželového kotouče, ponořeného částečně v olejové lázni:

Rovinná vedení Slouží k realizaci posuvného přímočarého pohybu strojních součástí. Podstata funkce rovinných vedení je stejná jako u ložisek. Stejně jako u ložisek se dělí na vedení kluzná a vedení valivá. Mazání rovinných vedení je možné pouze jako hydrostatické.

Příklad kluzného rovinného vedení, provedeného rybinovitými drážkami.

Další příklady nejčastěji používaných tvarů kluzných rovinných vedení.

Schéma hydrostatického mazání kluzného vedení.

Příklad valivého rovinného vedení Příklad valivého rovinného vedení. Nejčastěji jsou valivými tělísky kuličky, uložené ve valivé dráze.

Příklad valivého vedení matic pohybových šroubů.