13.3.2014 Části a mechanismy strojů 2M Kontrolní práce č. 5 13.3.2014 Části a mechanismy strojů 2M

1) Hřídele – účel, rozdělení a použití. 2) Konstrukce hřídelů, hřídelové čepy, nenormalizované a normalizované konstrukční úpravy hřídelů. 3) Výpočet hřídelů - uveď obecné vzorce pro výpočet dle jednotlivých druhů namáhání. 4) Ložiska - účel, rozdělení, popiš kluzná ložiska včetně způsobů jejich mazání.

1) Hřídele – účel, rozdělení a použití válcové součásti umožňující a přenášející rotační pohyb dle použití se rozdělují do dvou skupin: nosné a hybné nosné - také někdy osy, mohou být: - nepohyblivé v rámu stroje, nesou otáčející se součásti, jako kladky, řetězky, bubny zdvihadel, vodící kladky apod. - otočné s naklínovanými nebo nalisovanými koly, které však nepřenášejí kroutící moment, např. nápravy železničních vagonů.

Hybné hřídele se dělí na: Hybné - přenášejí kroutící moment, dělí se na: namáhané prostým krutem namáhané krutem a ohybem namáhané dynamicky Hybné hřídele se dělí na: Přímé hladké Tvarované Duté Ohebné Kloubové klikové

2) Konstrukce hřídelů, hřídelové čepy - části hřídelů, kterými se hřídel opírá o rám stroje apod. Síly, vyvolané zatížením hřídele se přenášejí stykovou plochou čepů na ložiska. Pohybem v ložisku dochází k tření, které se mění na teplo. Vhodnou konstrukcí čepů lze snížit tření a tím zvýšit účinnost stroje a předcházet nadměrnému opotřebení. Podle směru, kterým působí zatížení, rozeznáváme čepy: radiální – přenášejí síly působící kolmo na čep axiální – síly působí v ose čepu (hřídele)

Radiální čepy Axiální čepy - válcové: čelní a krční - Nožní (patní) válcové - kuželové - Nožní (patní) kuželové - kulové - Nožní (patní) kulové - Prstencové - Hřebenové: Radiální čepy jsou namáhány na ohyb a otlačení, někdy i krutem, proto je nutno při jejich výpočtu uvažovat kombinovanou pevnost. Axiální čepy jsou namáhány na tlak (otlačení).

Nenormalizované konstrukční úpravy - v místě osazení je nutno přesně zakreslit a zakótovat s ohledem na funkci detailu – usazení ložiska, ozubeného kola apod. Normalizované konstrukční úpravy hřídelů – zejména zápichy, kreslíme a kótujeme zjednodušeně, dle ČSN.

3) Výpočet hřídelů - uveď obecné vzorce pro výpočet dle jednotlivých druhů namáhání a) Výpočet nosných hřídelů: Tyto hřídele jsou namáhány na otlačení a na ohyb. Z hlediska výpočtu je tedy možno považovat je za nosníky. Kontrola na otlačení: p = 𝑭[𝑁] 𝒔[𝑚𝑚2] [MPa] d – průměr čepu l – délka čepu S = d . l

Kontrola namáhání na ohyb: ϭO – napětí v ohybu [MPa] ϭO = 𝑴𝑶 𝑾𝑶 ≤ ϭDO 𝑀𝑂 – ohybový moment [Nm] 𝑊𝑂 – průřezový modul v ohybu [mm3] ϭDO - dovolené napětí v ohybu [MPa] Pro plné hřídele 𝑾𝑶 = 𝝅𝑫𝟑 𝟑𝟐 [mm3] – určíme ze strojnických tabulek

4) Ložiska - účel, rozdělení, popiš kluzná ložiska včetně způsobů jejich mazání 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

a) Radiální kluzná ložiska: Nejjednodušší je trubkové ložisko, ložiska vystavená většímu zatížení a opotřebení se vypouzdřují. Kluzné ložisko je tvořeno tělesem a pouzdrem, nebo pánví. Pánev se liší od pouzdra tím, že je dělená na dvě poloviny – je dvoudílná. Ložisková pouzdra jsou normalizovaná, mohou být bez výstelky nebo s výstelkou (bimetalická pouzdra). Ložisková pouzdra se ukládají do ložiskových těles (domečků) pevných, ložiskové pánve do ložiskových těles dělených.

Prstencové kluzné ložisko - používá se k zachycení malých osových sil. b) Axiální kluzná ložiska Prstencové kluzné ložisko - používá se k zachycení malých osových sil. K zachycení větších osových sil se používá segmentových, nebo více plošných ložisek. Segmenty mohou být pevné, nebo naklápěcí

Mazání kluzných ložisek: - 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 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)

Tlakové centrální tekutinové oběhové mazání může být: Podle tlaku maziva: beztlakové tlakové Tlakové centrální tekutinové oběhové mazání může být: Hydrodynamické olejový film se vytváří v důsledku rotace hřídelového čepu Hydrostatické Tlak v mazací olejové vrstvě se vytvoří vnějším zdrojem Lokální krátkodobé mazání: pomocí kapací maznice pomocí Staufferovy maznice pomocí samočinné tlakové maznice pomocí mazacích hlavic a mazacího lisu