Csapágy

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. december 16-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 50 szerkesztést igényelnek .

Csapágy (a " tüske alatt " szóból ) - olyan szerelvény , amely egy tartó vagy ütköző része, és adott merevségű tengelyt , tengelyt vagy más mozgatható szerkezetet támaszt meg . Rögzíti a helyzetet a térben, biztosítja a legkisebb ellenállású forgást , gördülést , érzékeli és továbbítja a mozgatható egység terhelését a szerkezet más részeire [1] .

A nyomócsapágyas támasztékot nyomócsapágynak nevezzük .

A csapágyak alapvető paraméterei: [2]

Maximális dinamikus és statikus terhelés (radiális és axiális).
Maximális fordulatszám (rpm radiális csapágyakhoz).
Leszállási méretek.
Csapágypontossági osztály .
Kenési követelmények [3] .
Az élet a fáradtság jelei előtt , a forradalmakban.
Csapágyzaj
Vibrációs csapágy

A csapágyat terhelő erők a következőkre oszlanak:

radiális , a csapágy tengelyére merőleges irányban hat;
axiális , a csapágy tengelyével párhuzamos irányban hat.

A csapágyak fő típusai

A működési elv szerint az összes csapágy több típusra osztható:

gördülőcsapágyak;
siklócsapágyak;

A siklócsapágyak közé tartoznak még:

A gépgyártásban használt fő típusok a gördülőcsapágyak és a siklócsapágyak .

Gördülőcsapágyak

A gördülőcsapágyak két gyűrűből, gördülőelemekből (különböző formájú) és egy kosárból (egyes csapágytípusok kosár nélküliek is lehetnek), elválasztják egymástól a gördülőelemeket, egyenlő távolságra tartják és irányítják mozgásukat. A belső gyűrű külső felületén és a külső gyűrű belső felületén (a nyomógördülőcsapágyak gyűrűinek végfelületein) hornyok készülnek - gördülőpályák, amelyek mentén a gördülőelemek a csapágy működése közben gördülnek.

Vannak laza csapágyak is, amelyek egy ketrecből és abba behelyezett golyókból állnak (lásd az alábbi ábrát), amelyek kihúzhatók.

Vannak gördülőcsapágyak, amelyek ketrec nélkül készülnek. Az ilyen csapágyak nagyobb számú gördülő elemmel és nagyobb teherbírással rendelkeznek. A teljes komplementer csapágyak határsebességei azonban jóval alacsonyabbak a megnövekedett nyomatékellenállás miatt.

A gördülőcsapágyakban túlnyomórészt a gördülési súrlódás lép fel (a kosár és a gördülőelemek közötti csúszósúrlódás miatt csak kis veszteségek keletkeznek), ezért a siklócsapágyakhoz képest csökkennek a súrlódási energiaveszteségek és csökken a kopás. A zárt gördülőcsapágyak (védőburkolattal rendelkeznek) gyakorlatilag nem igényelnek karbantartást (kenési változtatásokat), a nyitottak érzékenyek az idegen testek behatolására, ami a csapágy gyors tönkremeneteléhez vezethet.

Osztályozás

A gördülőcsapágyak osztályozása a következő jellemzők alapján történik:

A gördülőelemek típusa szerint
- labda,
- Henger (tű, ha a görgők vékonyak és hosszúak);
Az észlelt terhelés típusa szerint
- Radiális (a tengely tengelye mentén a terhelés nem megengedett).
- Radiális tolóerő, tolóerő radiális. Érzékelje a terheléseket a tengely mentén és a tengely mentén egyaránt. A terhelés gyakran egy tengely mentén csak egy irányban van.
- Tolóerő (a tengely tengelyén átívelő terhelés nem megengedett).
  - Golyós csavarok . A csavaros anya csatlakozás a gördülő elemeken keresztül történik.
A gördülőelemek sorainak számával
- egy sor,
- kétsoros,
- Többsoros;
- Önbeálló.
- Nem önbeálló.

A gördülőelemek anyagától függően:
- Teljesen acél;
- Hibrid: acélgyűrűk, nem fém gördülő elemek, általában kerámia, gyorsan forgó mechanizmusokban, leggyakrabban gázturbinás motorokban használatosak ;

Radiális görgős csapágy
Nyomós golyóscsapágy
Nyomógörgős csapágy
Szögletes érintkező golyóscsapágy
Szögletes érintkező golyóscsapágy négypontos érintkezővel
Szögletes görgős csapágy (kúpos)
Önbeálló kétsoros mélyhornyú golyóscsapágy
Önbeálló radiális görgőscsapágy
Önbeálló szögérintkező görgőscsapágy
Önbeálló kétsoros radiális hordógörgős csapágy ( gömb alakú )
önbeálló csapágy
Tűgörgős ketrec
golyósorsó
Léggömbök

Mechanikai elmélet

A csapágy lényegében egy bolygószerkezet , amelyben az elválasztó a hordozó, a központi kerekek funkcióit a belső és külső gyűrűk látják el, a gördülőelemek pedig a műholdakat helyettesítik.

A ketrec forgási frekvenciája vagy a golyó forgási frekvenciája a csapágy tengelye körül:

n c = n egy 2 ( egy − D ω d m ) , {\displaystyle n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),}

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

hol van a mélyhornyú golyóscsapágy belső gyűrűjének forgási sebessége,

n_{1}

{\displaystyle D_{\omega ))

- a labda átmérője,

$d_{m}=0,5(D+d)$ - az összes gördülő elem (golyó vagy görgő) tengelyén átmenő kör átmérője.

A golyó forgási gyakorisága az elválasztóhoz viszonyítva:

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\jobbra).

A ketrec forgásának gyakorisága a külső gyűrű forgása közben:

n_{c*}={\frac {n_{3}}{2}}\left(1+{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\jobb),

ahol a mélyhornyú golyóscsapágy külső gyűrűjének forgási sebessége.

{\displaystyle n_{3))

Szögletes érintkezőcsapágyhoz:

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }\cos \alpha }{d_{m}}}\jobbra) ,

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }\cos ^{2}\alpha }{d_{m}}}\right).

A fenti összefüggésekből következik, hogy amikor a belső gyűrű forog, az elválasztó ugyanabba az irányba forog. A ketrec forgási gyakorisága a golyók átmérőjétől függ állandó értéken : csökkenéssel nő, növekedésével csökken ${\displaystyle D_{\omega ))$ ${\displaystyle d_{m))$ ${\displaystyle D_{\omega ))$ $D_{\omega }.$

Ebben a tekintetben a csapágykészletben lévő golyók méretbeli különbsége az elválasztó és a csapágy egészének fokozott kopását és meghibásodását okozza.

Amikor a gördülő elemek a csapágy tengelye körül forognak, mindegyikre hat a centrifugális erő , amely a külső gyűrű futópályáját is terheli :

F_{c}=0,5 md_{m}\omega _{c}^{2},

hol van a gördülő test tömege ,

m

\omega_{c}

az elválasztó szögsebessége.

A centrifugális erők a csapágy túlterhelését okozzák megnövelt fordulatszámon történő működés esetén , fokozott hőtermelést (a csapágy túlmelegedését) és felgyorsítja a kosárkopást. Mindez csökkenti a csapágy élettartamát.

Nyomócsapágyban a centrifugális erők mellett a golyók térbeli forgási tengelyének változása miatt giroszkópos nyomaték is hat a golyókra. $M_{r}:$

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}.

A giroszkópos nyomaték a golyókra és a forgó szögkontaktus golyóscsapágyakra hat axiális terhelés hatására:

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}\sin \alpha ,

ahol a golyó tömegének poláris tehetetlenségi nyomatéka ;

J=\rho \cdot \pi \cdot D_{\omega }^{5}/60

\rho

a golyó anyagának sűrűsége;

\omega_{c}

a golyónak a tengely tengelye körüli forgási szögsebessége (a leválasztó szögsebessége);

{\displaystyle \omega _{sp))

a golyó tengelye körüli forgási szögsebessége .

A giroszkópos nyomaték hatására minden golyó további forgást kap a golyó és az elválasztó szögsebesség-vektorai által alkotott síkra merőleges tengely körül. Az ilyen forgás a gördülőfelületek kopásával jár, és az elfordulás megakadályozása érdekében a csapágyat olyan tengelyirányú erővel kell terhelni, amely kielégíti a feltételt:

T_{f}=M_{r},

ahol a golyók és a gyűrűk érintkezési területein az axiális terhelésből származó súrlódási erők nyomatéka.

T_f

A gördülőcsapágyak hagyományos megnevezése a Szovjetunióban és Oroszországban

A csapágyak szovjet és orosz jelölése egy szimbólumból áll, és a GOST 3189-89 szabványnak és a gyártó szimbólumának megfelelően szabványosított.

A csapágy fő jelölése a fő jelölés hét számjegyéből áll (ezek a jellemzők nulla értékével 2 karakterre csökkenthetők) és egy további jelölés, amely a főtől balra és jobbra található. Ebben az esetben a főtől balra található kiegészítő jelölést mindig kötőjel (-) választja el, a jobb oldalon található kiegészítő megjelölés pedig mindig betűvel kezdődik. A fő és a kiegészítő jelölések jelzéseinek olvasása jobbról balra történik.

Siklócsapágyak

Definíció

Siklócsapágy - egy mechanizmus vagy gép támasztéka vagy megvezetője, amelyben súrlódás lép fel, amikor az illeszkedő felületek elcsúsznak. A radiális siklócsapágy egy hengeres furattal ellátott ház, amelybe egy munkaelemet helyeznek be - egy betétet vagy egy súrlódásgátló anyagból készült perselyt és egy kenőeszközt. A tengely és a csapágypersely furata között van egy kenőanyaggal feltöltött rés, amely lehetővé teszi a tengely szabad forgását. A súrlódó felületeket kenőréteggel elválasztó üzemmódban működő csapágy hézagának számítása a kenés hidrodinamikai elméletén alapul .

A számítás során a következőket kell meghatározni: a kenőréteg minimális vastagsága ( mikronban mérve ), a nyomás a kenőrétegben, a hőmérséklet és a kenőanyag -fogyasztás . A kialakítástól, a tengely kerületi sebességétől, az üzemi körülményektől függően a csúszósúrlódás lehet száraz , határos , folyadék- és gázdinamikus . Azonban még a folyadéksúrlódású csapágyak is átmennek egy határsúrlódási szakaszon az indításkor.

A kenés a csapágy megbízható működésének egyik fő feltétele, és biztosítja az alacsony súrlódást, a mozgó alkatrészek szétválasztását, a hőelvezetést és a környezet káros hatásaitól való védelmet.

A kenés lehet:

folyékony (ásványi és szintetikus olajok , víz nem fémes csapágyakhoz),
műanyag ( lítium-szappan és kalcium-szulfonát alapú , stb.),
szilárd ( grafit , molibdén-diszulfid stb.) ill
gáznemű (különféle inert gázok , nitrogén stb.).

A legjobb teljesítményt a porkohászattal készült porózus önkenő csapágyak mutatják . Az olajjal impregnált porózus önkenő csapágy működés közben felmelegszik és a pórusokból kenőanyagot enged a munkafelületre, nyugalmi állapotban pedig lehűl és visszaszívja a kenőanyagot a pórusokba.

A súrlódásgátló csapágyanyagok keményötvözetekből ( volfrám -karbid vagy króm-karbid porkohászattal vagy nagy sebességű lángpermetezéssel ), babbitokból és bronzokból , polimer anyagokból , kerámiából , keményfából ( vasfa ) készülnek.

PV tényező

A PV-tényező a fő jellemző (kritérium) a siklócsapágy teljesítményének értékeléséhez. A P fajlagos terhelés (MPa) és a V kerületi sebesség (m/s) szorzata. Minden egyes súrlódáscsökkentő anyagra kísérletileg határozzák meg a tesztelés vagy működés közben. Az optimális PV-tényezőnek való megfelelésről számos adat található a referenciakönyvekben

Osztályozás

Az osztályozás a csapágyak működési módjának a Gersey-Striebeck diagram szerinti elemzésén alapul .

Siklócsapágyak részesedése:

a csapágyfurat alakjától függően:
- egy vagy több felületű,
- eltolt felületekkel (forgásirányban) vagy anélkül (a fordított forgás lehetőségének megőrzése érdekében),
- középponteltolással vagy anélkül (a tengelyek szerelés utáni végső beszereléséhez);
a terhelés érzékelésének irányában:
- sugárirányú
- axiális (toló-, nyomócsapágyak),
- radiális tolóerő;
tervezés szerint:
- egyrészes (hüvely; főleg I-1-hez),
- levehető (testből és burkolatból áll; alapvetően az I-1 kivételével mindegyikhez),
- beépített (keret, amely egyet alkot a gép forgattyúházával, keretével vagy ágyával);
az olajszelepek száma szerint:
- egy szeleppel
- több szeleppel;
lehetséges szabályozás:
- szabályozatlan,
- állítható.

Az alábbiakban egy táblázat található a siklócsapágyak csoportjairól és osztályairól (jelölési példák: I-1, II-5) .

Csoport	Osztály	Kenési módszer	A súrlódás típusa	Hozzávetőleges súrlódási tényező	Célja	Alkalmazási terület
I (tökéletlen kenés)
	egy	Kis mennyiség, szaggatott szállítás	Határ	0,1…0,3	Alacsony csúszási sebesség és alacsony fajlagos nyomás	Szállítószalagok támasztógörgői , futódaruk mozgókerekei
	2	Általában folyamatos	félig folyékony	0,02…0,1	Rövid ideig tartó üzem állandó vagy változó tengelyforgásirány mellett, alacsony fordulatszámon és nagy fajlagos terhelés mellett	Lineáris és fröccsöntő gépek Kovácsoló és préselő berendezések hengerművek emelőgépek
	3	Olajfürdő vagy gyűrűk		0,001…0,02	Kissé változó az erőkifejtés nagysága és iránya, nagy és közepes terhelések	Kocsi dobozok nehéz gépek Erőteljes elektromos gépek Nehéz sebességváltók Textilgépek
	3	Nyomás alatt		0,001…0,02	változó terhelés	gázmotorok Lassú és tengeri motorok
II
	négy	Gyűrűk, kombinált vagy nyomás alatt	Folyékony	0,0005…0,005	A tengelyek alacsony kerületi sebessége, különösen nehéz üzemi körülmények változó nagyságú és irányú terheléseknél	Közepes és kis teljesítményű elektromos gépek Könnyű és közepes fokozatok Centrifugálszivattyúk és kompresszorok hengerművek
	5	Nyomás alatt	Folyékony	0,005…0,05	Kis terhelésű csapágyak nagy csúszási sebességgel	Gőzturbinák vízturbinák gázturbinák Axiális ventilátorok Turbófeltöltők

Előnyök

Megbízhatóság a nagy sebességű meghajtókban
Jelentős lökés- és vibrációs terhelések elnyelésére képes
Viszonylag kis radiális méretek
Lehetővé teszik osztott csapágyak felszerelését a főtengely csapjaira , és nem igényelnek más alkatrészek szétszerelését a javítás során
Egyszerű kialakítás alacsony fordulatszámú gépekben
Hagyja vízben dolgozni
Engedje meg a rés beállítását és biztosítsa a tengely geometriai tengelyének pontos beépítését
Gazdaságos nagy tengelyátmérőkhöz

Hátrányok

Működésük során a kenés állandó felügyeletét igénylik
Viszonylag nagy axiális méretek
Magas súrlódási veszteségek indításkor és tökéletlen kenés
Magas kenőanyag fogyasztás
Magas követelmények a kenőanyag hőmérsékletével és tisztaságával szemben
Csökkentett hatékonyság
Egyenetlen csapágy és csapkopás
Drágább anyagok használata

Lásd még

ABEC - csapágypontossági osztály

Jegyzetek

↑ CSAPÁGY | Online Enciklopédia a világ körül . Letöltve: 2010. november 13. Az eredetiből archiválva : 2010. augusztus 11.. (határozatlan)
↑ Csapágy teljesítmény | Csapágyak . Hozzáférés időpontja: 2022. október 17. (határozatlan)
↑ Kenőanyag csapágyakhoz . (határozatlan)

Irodalom

Anuryev V.I. A tervező-gépgyártó kézikönyve: 3 kötetben / szerk. I. N. Zsesztkovoj. - 8. kiadás, átdolgozva. és további - M . : Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 p. - BBK 34,42 ya2. - UDC 621.001.66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .
Siklócsapágyak // Gépalkatrészek példákban és feladatokban: [proc. juttatás] / Nichiporchik S. N., Korzhentsevsky M. I., Kalachev V. F. és mások; összesen alatt szerk. S. N. Nichiporchika. - 2. kiadás - Mn. : Magas iskola, 1981. - Ch. 13. - 432 p. - BBK 34,44 I 73. - UDC 621,81 (075,8) .
Lelikov O.P. A gépalkatrészek és -egységek számításának és tervezésének alapjai. Jegyzetek a „Gépalkatrészek” kurzushoz. - M . : Mashinostroenie, 2002. - 440 p. - LBC 34,42. - UDC 621.81.001.66 . - ISBN 5-217-03077-1 .
Iosilevich G. B. Gépalkatrészek: tankönyv. méneshez. gépészet szakember. egyetemek. - M .: Mashinostroenie, 1988. - 368 p. - LBC 34,44. - UDC 62-2 (075.8) . — ISBN 5-217-00217-4 .

Csapágy

A csapágyak fő típusai

Gördülőcsapágyak

Osztályozás

Mechanikai elmélet

A gördülőcsapágyak hagyományos megnevezése a Szovjetunióban és Oroszországban

Siklócsapágyak

Definíció

Osztályozás

Előnyök

Hátrányok

Lásd még

Jegyzetek

Irodalom

Linkek