Lezaji i lezista.pdf

10. LEŽAJI I LEŽIŠTA (nezavršena verzija) Ležaji i ležišta su mašinski elementi koji služe za oslanjanje vratila i osovina. Pri tome su opterećeni silama koje deluju na vratila ili osovine. Ležaji se nalaze u kućištima. Prema vrsti trenja ležaji mogu biti: − klizni (ležišta) i − kotrljajni (ležaji). Kod kliznih ležaja javlja se trenje klizanja, a kod kotrljajnih trenje kotrljanja. Prema opterećenju ležaji se dele na; − radijalne, − aksijalne i − radijalnoaksijalne. Radijalni ležaji i ležišta su opterećeni silom koja je upravna na uzdužnu osu vratila i ležaja (sl. 10.1, a). Asijalni ležaji su takvi gde je sila paralelna sa uzdužnom osom vratila (b), a radijalnoaksijalni gde je sila upravna i paralelna sa uzdužnom osom vratila (c).

a)

b) Sl. 10.1. Klizni ležaji

c)

10.1. Klizni ležaji (ležižta) Klizni ležaji ili ležišta su svi klizni pokretni spojevi. Osnovni deo kliznog ležaja je tanak sloj antifrikcionog materijala koji se naziva posteljica (sl. 10.1, poz. 2) koji ima mali koeficijent trenja. Između vratila (3) i kliznog ležaja (2) treba da je dovoljan zazor u kojem se nalazi mozivo. Ležaj (2) je smešten u kućištu (1) koje može biti standardnog i ne standardnog oblika. Ulogu kućišta (1) može da ima deo mašine. Vratilo se obrće, a ležaj i kućište miruju, tako da se javlja trenje klizanja između posteljice i rukavca. Za pravilno podmazivanje potrebno je da su vratilo i otvor ležaja saosni, odnosno da im se ose poklapju (sl. 10.2, a), tako da je po ukupnom obimu vratila isti zazor y . U suprotnom, javlja se odstupanje osa koje se naziva eksentricitet e i različite vrednosti zazora y1 i y 2 i nemogućnost pravilnog podmazivanja.

a) b) Sl. 10.2. Saosnost vratila i kliznog ležaja 1

Posteljica može biti jednodelna i dvodelna (sl. 10.3, a). Dvodelna posteljica se koristi za jednostavniju montažu. Materijal posteljice je skup, te se mogu koristiti različiti materijali (b).

a)

b) Sl. 10.3. Posteljica kliznih ležaja

Kod kliznih ležaja javlja se trenje klizanja μ koje je daleko veće od trenja kotrljanja f ( μ >> f ). Trenje je znatno, te se deo energije koristi za savladavanje trenja klizanja i znatni su gubici snage. I pored ovih karakteristika koje mu ne idu u prilog korišćenja, klizni ležaji imaju prednost u primeni u sledećim slučajevima: − Kada ležaj mora miti dvodelni; − Za rukavce malih prečnika, d < 10 mm . Kotrljajni ležaj manjeg prečnika d < 10 mm bi bio skup; − za rukavce velikih prečnika, d > 300 mm . Kotrljani ležaji mali i veliki prečnika su neekonomični; − Kada je vek kotrljajnog ležaja nedovoljan. Vek trajanja kliznih ležaja je veći od kotrljajnih; − Kada su potrebna veoma velika opterećenja. Klizni ležaj mogu da nose veća opterećenja od kotrljajnih i − Kada je potrebna minimalna buka i vibracije. Kotrljajni ležaji su bučniji. Da bi se smanjilo trenje klizanja za ležaj se koriste materijali sa malim koeficijentom trenja klizanja i različite vrste maziva. Klizni ležaj (sl. 10.1, poz. 2) je male debljine te se naziva posteljica. Za posteljicu se koriste legure metala na bazi kalaja, olova, bakra, aluminijuma, antimona, cinka i dr. Najpoznatija legura za posteljicu je beli metal čiji sastav je propisan standardom. Standardne oznake belog metala su: BM 80/1, BM 80//2, BM 20, BM 10 i BM 5. Matarijal posteljice treba da ima: − što manji koeficijent trenja, − da je mekan i da se dobro prilagođava vratilu, − da nosi velika opterećenja F i − da dobro odvodi toplotu. Da bi podmazivanje bilo pravilno mora postojati određen zazor Z između rukavca i ležaja (posteljice) i određen relativni zazor ψ . Preporučuju se tolerancije naleganja H / d , H / e , H / f i H / g kvaliteta IT 6 , IT 7 , IT 8 i IT 9 . Kvalitet površinske hrapavosti treba da bude N 5 i N 6 . Zazor prestavlja razliku između prečnika otvora ležaja D i prečnika rukavca d , ( Z = D − d ). D−d Relativni zazor ψ jednak je ψ = . Preporuke za vrednosti relativnog zazora su: d − ψ = 0 ,0004 ÷ 0 ,0009 za posteljice od belog metala 2

− ψ = 0 ,001 ÷ 0 ,002 za posteljice od sivog liva − ψ = 0 ,002 ÷ 0 ,003 za posteljice od legure olova i bronze. Kod kliznih ležaja je veoma važno da u svakom trenutku podmazivanje bude pravilno. Podmazivanje je dobro ako je okvašeno (mokro), tj. takvo da delovi rukavca i ležaja nisu uopšte u kontaktu, već je između njih sloj maziva. Maziva mogu biti vrlo različita: ulja, masti, grafit, veštačke samopodmazivajuće mase, gasovi, voda itd. Uloga maziva je da: − smanji trenje i habanje, − da razdvoji dodirne površine rukavca i ležaja, − da štiti elemente od korozije, − da odvodi doplotu (da hladi delove) i − da spreči prodor nečistoća i vode u ležaj. Kao maziva za klizne ležaje najčešće se koriste ulja (tekuća maziva), a mogu i masti, čvrsta maziva, meševine ulja i masti, veštačke mase sa kliznim svojstvima, gasovi i slično. Podmazivanje se postiže na različite načine, povremeno ili stalno. Za povremeno podmazivanje koriste se uređaji za podmazivanje (sl. 4, a) pomoću kojih se kroz otvor (6) pomoću mazalice utiskuje mazivo kroz kućište kliznog ležaja i posteljicu, tako da dopire u prostor između rukavca i posteljice (b). Kućište u kojem se nalazi posteljica (3) i (4) je višedelno, najčešće dvodelno. Takođe i posteljica može biti dvodelna.

a)

b) Sl. 10.4. Podmazivanje kliznog ležaja

3

Sl. 10.5. Podmazivanje kliznih ležaja Za nepristupačna mesta za podmazivanje koriste se samopodmazujući materijali od koji se izrađuju posteljice. Posteljice se prave od čelika presvučenog kalajnom bronzom na kojoj je tanak sloj od 0,3 mm acetatne smole (sl. 10.5). U sloju od smole nalaze se džepovi koji se pri montaži pune mašću. Obloga od smole umanjuje greške dimenzija rukavca.

Sl. 10.5. Samopodmazujući klizni ležaji (posteljice) Sferni klizni ležaji se koriste za kompenzaciju nesaosnosti vratila i otvora ležaja. Mogu biti sferni za radijalna opterećenja dvodelni (sl. 10.6, a i b) i jednodelni (c). Sferni klizni ležaji sa kosim dodirom koriste se za radijalna i aksijalna opterećenja (d i e).

a)

b)

c) d) e) Sl. 10.6. Sferni klizni ležaji

e)

Klizni ležaj može biti podešljiv, kada omogućava mala radijalna zakretanja vratila (sl. 10.7). To je važno kod dugačkih vratila koja imaju ugib i osciluju, što je slučaj na poljoprivrednim mašinama. Unutrašnji prsten (4) ima čvrsto naleganje sa vratilo (3) i zajedno se sa njim obrće. Spoljašnji prsten 4

(1) miruje i nalazi se u kućištu. Između prstenova je klizni ležaj - posteljica (2). Sverni oblik prstenova dozvoljava zakretanje unutrašnjog prstena i vratila (3) u odnosu na spoljašnji prsten i kućište.

Sl. 10.7. Samopodešljivi klizni ležaj Klizni ležaji su svi klizni spojevi delova mažina. To su različite rotacione i sferne zglobne veze. Brzina kretanje delova u ovakvim zglobnim glavama je uglavnom mala. Postoje standardni tipovi ovakvi zgobnih glava (sl. 10.8).

Sl. 10.8. Klizne zglobne glave 10.1.1. Proračun kliznih ležaja Proračun kliznih ležaja bazira na površinskom pritisku između rukavca i ležaja: F p= = pd , d⋅L gde je: d ( mm ) - prečnik rukavca i provrta ležaja, L ( mm ) - širina ležaja i pd ( N / mm 2 ) . Dozvoljeni površinski pritisak posteljice treba da je manji od dozvoljenog površinskog pritiska rukavca. Ako je ispunjen ovaj uslov pre će se ishabati posteljice nego rukavac, koji je jeftinije zamenuti novom neko rukavac. Preporuka je, da potrebna debljina uljnog sloja treba da bude hmin = 0,5 ⋅ d ⋅ψ ( 1 − ε ) , gde je ε 2⋅e relativni ekscentricitet koji se određuje iz relacije ε = , gde je e ( mm ) - ekscentricitet, D-d D ( mm ) - prečnik otvora ležaja i d ( mm ) - prečnik rukavca. 10.2. Kotrljajni ležaji Kotrljajni ležji su takvi kod kojih se između obrtnih delova javlja trenje kotrljanja koje je daleko manje od trenja klizanja ( f 〈 〈 μ ). Osnovni delovi kotrljajnih ležaja su unutrašnji prsten (sl. 10.9, poz. 4), spoljašnji prsten (1) i kotrljajni elementi (2). Ovakav ležaj se naziva prstenasti ležaj i nosi radijalna ili radijalnoaksijalna opterećenja. Za aksijalna opterećenja koriste se kolutni ležaji koji se sastoje iz dva koluta (sl. 10.10, poz 1 i 4) i kotrljajnih elemenata (2). Onovni geometrijski parametri ležaja su: prečnik provrta d , prečnik ležaja D i širina ležaja B . 5

Sl. 10.9. Kotrljajni prstenasti ležaj

Sl. 10.10. Kotrljajni kolutni ležaj Pored ovih osnovnih delova (sl. 10.11, a) većina kotrljajnih ležaja mogu imati kavez, zaptivke, zaštitne elemente i uskočnike. Kavez drži kotrljajne elemente na rastojanju i sprečava njihovo grupisanje (b). Kotrljani ležaj sa zaštitnim prstenom sa jedne strane (c) ima oznaku Z, a sa obe strane (d) ima oznaku 2Z. Zaštitni prsten ima zadatak da spreči ulazak nešistoća u ležaj. Zaptivanje ležaja sa jedne strane (e) ima oznaku RS, a sa obe strane (f) oznaku 2RS. Zaptiveni ležaj u toku svog radnog veka se ne podmazuje. Žljeb se koristi za uskočnik koji osigurava spoljni prsten od aksijalnog pomeranja (g). Ovakav ležaj ima oznaku N, a ako je u žljebu spoljašnji uskočnik, oznaka je NR (h).

a)

b)

c) d) e) f) Sl. 10.11. Ostali delovi kotrljanih ležaja

g)

h)

Kotrljajni ležaj, kao i klizni, mora biti u kućištu (sl. 10.12) gde je zaštićen od spoljašnjih nečistoća (prašine, peska, opiljaka i sl.). Kućište može biti standardnog i nestandardnog oblika, zatim može biti jednodelno ili dvodelno. Vratilo na prstenastom ležaju (sl. 10.12, poz. 10) je u čvrstom sklopu sa malim preklom sa unutrašnjim prstenom (4) i zajedno se sa njim obrće. Spoljašnji prsten (2) je u čvrstom spoju sa ležištem (1) i (6) i nepokretni su tako da se obrtanje ostvaruje preko kuglica (3) te se javlja trenje kotrljanja. Kućište je zatvoreno i zaptiveno pomoću zaptivnih prstenova (7). Pored toga sam ležaj može biti zaptiven, te se do kraja svog radnog veka ne podmazuje. Ne zaptiveni ležaji se podmazuju na različite načine i različitim mazivima. Unutrašnji i spoljašnji prsten osigurani su sa obe strane od aksijalnog pomeranja po vratilu pomoću uskočnika (8) i (9).

6

Sl. 10.12. Kotrljajni ležaj u kućištu Spoj vratila (3) i koluta (4) kolutnog ležaja je čvrst (sl. 10.6). Vratilo (3) i kolut (1) nisu u kontaktu, imaju zazor te se ne obrću zajedno. Kolut (1) je u čvrstom sklopu sa kućištem te su nepokretni, tako da se okretanje ostvaruje preko kotrljajnih elemenata ( 2). Kotrljajni elementi (sl. 10.13) mogu biti: kuglice (a), valjčići (b), konični valjčići (c), burići (d), konični burići (e) i iglice (f). Zavosno od oblika kotrljajnih tela i od oblika prstenova imamo različite standardne tipove ležaja koji mogu da nose različita opterećenja i da se koriste u rauzličitim uslovima rada.

a)

b)

c) d) e) Sl. 10.13. Oblici kotrljajnih elemenata

f)

Kotrljajni ležaj sa kuglicama (sl. 10.14, a) ima vrlo univerzalnu primenu, jer nosi velika radijalna i znatna aksijalna opterećenja, dozvoljava malo zakretanje vratila u odnosu na ležaj i jednostavne je konstrukcije. Kotrljajni ležaj sa valjčićima (b) namenjen je za povećana opterećenja i predviđen je uglavnom za radijalna opterećenja. Buričasti ležaj (c) je predviđen za teže uslove korišćenja za velika opterećenja i može biti podešljiv, odnosno da omogućuje radijalno zakretanje vratila u njemu. Kuglični podešljivi ležaj ima dva reda kulica (d). Nosi velika opterećenja i dozvoljava radijalno pomeranje vratila do 4°. Kotrljajni elementi igličastog ležaja su valjčići malog prečnika a relativne velike dužine koji podsećaju na iglice. Igličasti ležaj (e) nosi vrlo velika promenljiva udarna opterećenja. Malih je gabaritnih dimenzija, te ima primenu na kardanovom vratilu i drugim pokretnim delovima mašina.

a)

b)

c) d) Sl. 10.14. Tipovi kotrljajnih ležaja

7

e)

Neki od standardnih tipova kotrljajnih elemenata prikazani su na sl. 10.15: kuglični (a), sa dva reda kuglica sa različitim kavezima (b i c), sa valjčićima (d), sa koničnim valjčićima (e), buričasti (f), sa iglicama (g) i kolutni (h i j). Primena kotrljajnih ležaja je veoma rasprostranjena jer imaju mali koeficijent trenja, te je mnogo manje energije potrebno za savladavanje trenja nego kod kliznih ležaja. Kotrljajni ležaji imaju i nedostataka u primeni: bučni su, kratkog su veka korišćenja, ograničenih dimenzija (ne mogu biti niti suviše mali, niti suviše velikih deimenzija).

a)

f)

b)

c)

d)

g) h) Sl. 10.15. Tipovi kotrljajnih ležaja

e)

j)

Prstenovi ležaja se osiguravaju na vratilu od aksijalnog pomeranja na različite našine (sl. 10.16).

Sl. 10.16. Osiguranje prstenova ležaja od aksijalnog pomeranja 10.2.1. Označavanje kotrljajnih ležaja Označavanje ležaja propisano je međunarodnim i nacionalni standardom SRPS M.C3.506. Način označavanja prikazan je na šemi (sl. 10.16). Oznaka ležaja sastoji se iz slovnih i brojčanih oznaka. 8

Naziv ležaja je određen standardom i može imati maksimalno 18 mesta. Broj standarda koji je definisao ležaj je sastavni deo oznake.

Sl. 10.16. Šematski prikaz oznake ležaja Oznaka za izabrane karakteristike sastoji se iz tri dela: A – oznaka ispred osnovne oznake, B – osnovna oznaka i C – dodatna oznaka. OZNAKE NA MESTU A date su tabelarno i odnose se za ne kompletne ležaje. Uglavnom su to slovne oznake, na primer: W – nerđajući ležaj, R – prstenasti bez jednog prstena, L – izmenljivi prsten itd. OSNOVNA OZNAKA NA MESTU B sastoji se iz više delova i označava tip ležaja i njegove dimenzije (sl. 10.17 i sl. 10.18).

Sl. 10.17. Šematski prikaz osnovne oznake ležaja

Sl. 10.18. Osnovne oznake kotrljajnih ležaja Tip ležaja označava se sa: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, N, NU, NJ, NUP, NN, NNU, QJ i U. 9

Ležaj tipa 0 su prstenasti kuglični dvoredni ležaj sa kosim dodirom (sl. 10.19). Kuglični ležaji sa kosim dodirom imaju kotrljajne staze na unutrašnjem i spoljašnjem prstenu koje su pomerene jedna u odnosu na drugu u pravcu aksijalne ose ležaja. Pogodni su za velika radijalna i aksijalna opterećenja, za srednje i velike brzine. Nisu rastavljivi.

Sl.10.19. Ddvoredni kuglični ležai sa kosim dodirom tipa 0 Ležaji tipa 1 su samopodesivi prstenasti kuglični dvoredni ležaji (sl. 10.20). Ovi ležaji se mogu prilagođavati ugaonim odstupanjima vratila u odnosu na ležaj i kućište. Ugao zakretanja vratila je do 4°. Nosi velika radijalna i manja aksijalna opterećenja. Ugrađuje se na dugačka vratila koja osiluju i na sva druga koja se radijalno zakreću.

Sl. 10.20. Samopodesivi kuglični dvoredni ležaji tipa 1 Ležaj tipa 2 je prstenasti bačvasti ležaj. Nose velika radijalan i manja aksijalna opterećenja. Samopodesiv je i omogučava radijalno zakretanje vratila do 4°.

10

Sl. 10.21. Prstenasti bačvasti ležaj tipa 2 Ležaj tipa 3 je prstenasti konični valjkasti ležaj. Nose velika radijalna i manja aksijalna opterećenja. Aksijalna opterećenja su u jednom smeru te se ugrađuju u paru. rasklopivljivi su, što omogućava podešavanje pri montaži. Ne dozvoljavaju zakretanje vratila. Koriste se za male brzine.

Sl. 10.22. Konični prstenasti valjkasti ležaj tipa 3 Ležaj tipa 4 je prstenasti dvoredni kuglični radijalni ležaj (sl. 10.23). Jednostavne su konstrukcije i lako se održavaju. Koriste se velike radne brzine.

Sl. 10. 23. Prstenasti dvoredni kuglični radijalni ležaj tipa 4

Ležaj tipa 5 je kolutni kuglični aksijalni ležaj. Mogu biti sa jednim ili sa dva reda kulica (sl. 10.24). Nose samo aksijalna opterećenja. Koriste se za velika opterećenja.

Sl. 10.24. Kolutni aksijalni kuglični ležaj tipa 5 Ležaji tipa 6 su prstenasti jednoredni ili dvoredni kuglični ležaji (10.25). Imaju univerzalnu i veoma široku primenu. Koriste se za velika radijalna i znatna aksijalna opterećenja i za velike brzine. Dozvoljava malo radijalno zakretanje vratila. Nisu tako šumni u odnosu na druge kotrljajne ležaje. Jedndostavne su konstrukcije i jeftini su.

11

Sl. 10.25. Prstenasti jednoredni i dvoredni kuglični ležaji tipa 6 Ležaji tipa 7 je jednoredi prstenasti kuglični ležaji sa kosim (sl. 10.26). Kuglični ležaji sa kosim dodirom imaju kotrljajne staze na unutrašnjem i spoljašnjem prstenu koje su pomerene jedna u odnosu na drugu u pravcu aksijalne ose ležaja. Pogodni su za istovremeno radijalno i aksijalno opterećenje. Ugao dodira je 40° i pogodni su za srednje i velike brzine. Nisu rastavljivi. Jednoredni ležaju primaju aksijalno opterećenje samo u jednom pravcu pa se zato ugrađuju u paru sa još jednim takvim ležajem (sl.10.27). Uparivanje ležaja može biti na različite načine, tako da nose aksijalnu silu u jednom smeru ili u oba. Dvoredni ležaji su namenjeni za velika aksijalna i radijalna opterećenja.

Sl.10.26. Jednoredi i dvoredni kuglični ležaji sa kosim dodirom tipa 0

Sl. 10.27. Uglovi dodira kuglični ležaja sa kosim dodirom tipa 0

Ležaji tipa 8 je kolutni aksijalni ležaji sa valjčićima (sl. 10.28). Nosi aksijalna velika opterećenja. Nije osetljiv na udare.

Sl. 10.28. Kolutni aksijalni ležaji sa valjčićima tipa 8 Ležaji tipa N (NU, NJ, NUP, NN, NNU, NG, NF, ... su prstenasti jednoredni cilindrično valjkasti ležaji (sl. 10.29). Koriste se za velika radijalna opterećenja. Laki su za montažu.

12

Sl. 10. 29. Prstenasti jednoredni cilindrično valjkasti ležaji Ležajevi tipa NA, NK su prstenasti igličasti jednoredni ležaji (sl. 10.30). Koriste se za velika udarna radijalna opterečenja. malih su dimenzija. Mogu se koristiti bez unutrašnjeg i spoljašnjeg prstena.

Sl. 10.30. Prstenasti igličasti jednoredni ležaji tipa NA i NK Ležaj tipa Q i OJ je prstenasti kuglični ležaj sa dodirom u četiri tačke sa dvodelnim prstenom (sl. 10.31).

Sl. 10.31. Prstenasti kuglični ležaj sa dodirom u četiri tačke sa dvodelnim prstenom tipa QJ Kombinovani igličasti ležaji su ležaji sa kuglicama i iglicama (sl. 10.32). Koriste se za velika radijalna i aksijalna udarna opterećenja gde su potrebne male gabaritne dimenzije. Kuglice mogu biti u prstenima ili kolutima od čega zavisi vrednost aksijalne sile.

Sl. 10.32. Kombinovani igličasti ležaji OZNAKA REDA MERA ŠIRINE B I PREČNIKA D 13

Oznaka za prečnik ležaja RD sastoji se iz brojčane oznake: 0, 1, 2, 3, 4, 5 ili 6, a oznaka za širinu ležaja RB sastoji se iz oznake: 8, 9, 0, 1, 2, 3 ili 4. Za jednu vrednost prečnika provrta ležaja d (prečnika rukavca) ima više redova širina B i više redova prečnika ležaja D . Na taj način ležaji istog provrta (prečnika rukavca) imaju različite nosivosti opterećenja. mogučnosti isti

Sl. 10.33. Red mera širine B i prečnika D OZNAKA PROVRTA d . Prečnik provrta ležaja d označava se različiti, zavisno od vrednosti prečnika. Za prečnike provrta manje od 9 mm ( d < 9 mm ) oznaka je vrednost prečnika provrta u mm. Na primer, ako je oznaka 8, znači da je prečnik prvrta 8 mm ( d = 9 mm ). Za prečnike provrta d = 10 , 12 , 15 ili 17 mm oznaka je 00, 01, 02 ili 03 navedeno istim redom. Za prečnike provrta veće od 17, a manje od 500 mm ( d = 17 ÷ 480 mm ) oznaka je vrednost d prečnika u mm podeljeno sa 5 ( [mm] ). Na primer, za prečnik provrta d = 100 mm oznaka je 20 5 (100:20=5). Za prečnike provrta d = 22 , 28 i 32 mm i za d ≥ 500 mm oznaka je vrednost prečnika provrta d u mm ali se ispred oznake stavlja kosa crta (/), npr. /22. C. DODATNA OZNAKA Dodatna oznaka se sastoji iz brojčanih i slovnih oznaka i određuje različita konstruktivna rešenja koja su različita od osnovnog, klasu tačnosti, nivo buke, radni vek ležaja itd. Ove oznake su date tabelarno i ovde su date samo od nekih. 1. Oznaka A, B, C, ... je oznaka za različita konstrukciona rešenja. 2. Oznaka za odstupanje spoljnjeg oblika, npr. K - oznaka za konični otvor, X – odstupanje dimenzija od osnovnog izvođenja itd. 3. Oznaka za kavez i materijal kaveza. Na primer, J – čelični kavez, V – bez kaveza itd. 4. Oznaka za zaštitu i zaptivanje ležaja. Na primer, Z – zaštita sa jedne strane, 2Z – zaštita sa obe strane, RS – zaptivanje sa jedne strane itd. 5. Oznaka za klasu tačnosti izrade (tolerancije mera). na primer P2, P4 itd. 6. Oznaka za unutrašnji zazor je npr. C1, C2 itd. 7. Oznaka za novo vibracija je Q7, Q6 itd. 8. Oznaka za povećanu sigurnost korišćenja (pouzdanost rada) je C7, C8 i C9. 9. Oznaka za rad na povišenim temperaturama je S0, S1 itd. 10. Oznaka za ugradnju u parovima je O, X, T, V 14

11. Oznaka za moment trenja je JU – za smenjen moment trenja. 12. Sredstva za podmazivanje oznaka je LT, HT, LHT itd Primer oznake ležaja: Neka je oznaka ležaja sledeća: Prstenasti konični valjkasti ležaj, SRPS M.C3.735 30315 BKV, što znači:

− Naziv ležaja: prstenasti konični valjkasti ležaj; − Oznaka standarda koji je definisao parametre ležaja: SRPS M.C3.735 – srpski nacionalni standard − Ozanaka tipa ležaja: 3 - prstenasti konični valjkasti ležaj: − Oznaka reda širine B : 0; − Oznaka reda prečnika D : 3; − Oznaka prečnika provrta d : 15 znači da je prečnik d = 15 × 5 = 75 mm − Oznaka B: znači da su prstenovi konični − Oznaka K znači da je otvor provrta koničan − Oznaka V znači da ležaj nema kaveza. Oznaka kotrljajnog ležaja je utisnuta na čeonoj površini unutrašnjeg ili spoljašnjeg prstena. 10.2.2. Proračun kotrljajnih ležaja Proračun kotrljajnih ležaja sastoji se od izbora tipa ležaja i dimenzija ležaja. Tip ležaja se bira na osnovu: − sila koje deluju na rukavac i ležaj, − brzine obrtanja rukavca, − uslova rada i − željenog veka korišćenja. Dimenzije ležaja se biraju na osnovu: − dimenzija rukavca i − statičke ili dinamičke moći nošenja ležaja. Dimenzije ležaja se biraju na osnovu statičke moći nošenja Co za brzine obrtanja rukavca manje od 20 °/min ( n ≤ 20 o / min ). Statička moć nošenja C o je najveće statičko opterećenje koje dovodi do trajnih deformacija kotrljajnih tela ili ležičnih prstenova, koje nisu veće od 10-4 prečnika kotrljajnih tela. Statička moć nošenja određuje se na osnovu jednačine:

Co = ko ⋅ Fo , gde je: ko (-) - statička karekteristika ležaja, Fo (N) – ekvivalentno statičko opterećenje. Statička karakteristika ležaja jednaka je ko = 0 ,8 ÷ 1,2 . Ekvivalentno statičko opterećenje jednako je: Fo = X o ⋅ FR + Yo ⋅ FA , gde su X o i Yo - statički faktori radijalnog i aksijalnog opterećenje koja su definisana standardima. Sila FR je radijalna sila, a FA aksijalna sila koja opterećuje rukavac i ležaj. Dimenzije ležaja se biraju na osnovu dinamičke moći nošenja C za brzine obrtanja rukavca veće od 20 °/min ( n > 20 o / min ). Dinamička moć nošenja ( C ) je ono opterećenje koje ležaj može da prenosi u toku 106 obrtaja, tako da na 90 % ispitivanih ležaja ne dođe do trajnih razaranja radnih površina. Ispitivanje traje 500 h pri n = 33 ,33 o / min . Statičku i dinamičku moć ležaja propisuju nacionalni i međunarodni standardi, a proizvođači se uklapaju u te vrednosti. 15

Dinamička moć nošenja C se određuje na osnovu jednačine:

⎛ 60 ⋅ n ⋅ T ⎞ α C = F ⋅( ⎜ ⎟) , ⎝ 106 ⎠ gde je: F (N) – ekvivalentno dinamičko opterećenje ležaja, n (°/min) – broj obrtaja vratila po minuti, T (h) – radni vek ležaja, α(-) - koeficijent vrste kotrljajnih elemenata. Ekvivalentno dinamičko opterećenje ležaja određuje se na osnovu izraza F = X ⋅ FR + Y ⋅ FA , gde su X i Y dinamički faktori radijalnog i aksijalnog opterećenje koja su definisana standardima. Odabrani ležaj treba da ima vrednost prečnika provrta isti kao prečnik rukavca. Dinamička moć nošenja odabranog ležaja treba da je veća od dinamičke moći nošenje koje je izračunata. 10.2.3. Tolerancije mera i oblika kotrljajnih ležaja Preporučuje se one tolerancije mera naleganja između rukavcai provrta koje će obezbediti neizvesno naleganje sa malim vrednostima zazora ili preklopa. Preporučuju se tolerancije naleganja rukavca i provrta: H / j , H / m , H / k kvaliteta IT 5 , IT 6 i IT 7 . Naleganje između spoljašnjeg prstena i otvora kućišta treba da je čvrsto sa manjim preklopima. Kvalitet površinske hrapavosti treba da bude N 5 i N 6 . Tolerancije mera i tolerancije oblika kotrljanih tela su i širokom opsegu zbog racionalnije proizvodnje. Međutim, pre montaže kotrljajna tela se klasifikuju u različitim opsezima tolerancije mera i tolerancije oblika. 10.3. PRAVILNO KORIŠĆENJE I ODRŽAVANJE Pravilno korišćenje se sastoji u tome da se ležaj ne preopterećije, da se redovno podmazuje, da se kontroliše ispravnost ležaja i da se na vreme zameni sa novim adekvatne oznake. 10.3.1. Podmazivanje ležaja Adekvatno podmazivanje koje propisuje proizvođać mašine je ključno za pravilno korišćenje kotrljajnih ležaja. Oni ležaji koji su zaptiveni ne podmazuju se, a ostali se podmuzuju u intervalima koji su propisani. Za podmazivanje i kliznih i kotrljajnih ležaja koriste se različiti načini u uređaji za podmazivanje – mazalice.

16

.

Sl. 10.34. Načini podmazvanja ležaja Da bi podmazivanje bilo pravilno, kućište ležaja mora biti zaptiveno (sl. 10.32). Zaptivanje kućišta se postiže na različite načine. Najčešće se koriste filcani prstenovi koji ulaze u odgovarajući žljeb kućišta (a i b). Zaptivke se moraju održavati, odnosno kada se deformišu da se zamene novim.

17

a)

b)

j)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

k) Sl. 10.35. Zaptivke i zaptivanje kućišta

Sl. 10.36. Zaptivanje ležaja I pored pravilnog održavanja kotrljanih ležaja dolazi do njihovog oštećenja jer im je vek trajanja ograničen. Nakon određenog vremenskog perioda dolazi do oštećenja kotrljajnih elemenata i dodirnih površina prstenova i vidu naprslina, habanja, zaribavanja i topljenja (sl. 10.32). Na kotrljajnim telima najčešće se pojave naprsline, pukotine, rupice i drobljenje.

18

Sl. 10.37. Oštećenja prstenova kotrljajnih ležaja 10.3.2. Kontrola ispravnosti ležaja Preventivna kontrola ispravnosti ležaja je od velikog značaja. Ako se na vreme ne otkrije oštećenje ležaja dolazi do oštećenja i ostalih delova na vratilu: prenosnika, spojnice itd i samog vratila. Najjednostavniji način je svakodnovni nadzor i osluškivanje (sl. 10.34, a). Kada je ležaj oštećenj povećava se temperatuta što se proverava termometrom (b). Vizuelnim nadzorom može se pratiti i stanje zaptivki. U slućaju da su oštećenje dolazi do curenja maziva (c). Ako je uscurelo mazivo tamne boje, znači da je zaprljano, a ako je mutno i beliksato u mazivu je prisutna voda. Ovakva kontrola je vrlo gruba i orijentaciona. Za tačnu i preciznu kontrolu koriste se savremeni urećaji za bezkontaktno merenje temperatutre u ležaju i vibracije, na osnovu čega se primenom odgovarajući softvera dobija procena stanja ležaja i prognoza koliko će još raditi bez oštećenja.

Sl. 10.38. Vizuelna kontrola ispravnosti ležaja 10.3.3. Demontaža kotrljajnog ležaja Kada se ustanovi da je ležaj oštećen treba ga demontirati (izvaditi) i zamenuti sa novim, da ne bi došlo do oštećenja i drugih elemenata na vratilu. Za demontažu se koriste posebni alati za izvlačenje ležaja (sl. 10.35). Da bo se ležaj skunuo sa rukavca treba deklovati na unutrašnji prsten. Da bi se ležaj izvukao iz kućišta treba delovati na spoljašnji prsten nikako na kotrljajna tela.

19

’

Sl. 10.39. Demontaža ležaja

10.3.3. Montaža kotrljajnog ležaja Pri zameni ležaja treba voditi računa da to bude ležaj sa identičnom standardnom oznakom koja stoji utisnuta na bočnoj površini ležaja. 20

Standardna oznaka ležaja sadrži podatke o geometrijskim parametri i vrednosti dinamičke i statičke moći ležaja. (sl. 10.36, a). Koristiti ležaje od pouzdanih specijalizovanih proizvođača (b). Ležaj treba pri montaži pregledati i po potrebi očistiti. pri tome koristiti rukavice i čistu podlogu bez prašine, primesa, opiljaka i tome slično (c). Ležaje na zalihi treba pravilno skladištiti u suvom prostoru u oblalaži koja ga štiti od korozije i nečistoća (sl. 10.36).

a)

b) Sl. 10.40. Priprema ležaja za montažu

c)

Sl. 10.41. Skladištenje ležaja Za montažu ležaja koristi se presa (b) ili posebna čaura (c). Lakim udarcima čekića na čauru deluje se na unutrašnji prsten, nikako na kotrljajne elemente.

21

22

Sl. 3.42 Montaža ležaja 10.10 PRIMER PRORAČUNA KOTRLJAJNIH LEŽAJA Zadatak 10.1. Za rukavac vratila odabrati i označiti izabrani kotrljajni ležaj. Dati podaci su: d = 20 mm , X = 925 N , zupčasti prenosnici.

Y = 50 N , Z = 0 N ,

T = 10 4 h , n = 1600 o / min . Na vratilu su

1. Radijalna sila koja opterećuje vratilo

FR = x 2 + y 2 = 925 2 + 50 2 = 926 N 2. Izbor tipa ležaja Prema zadatim vrednostima opterećenja bira se su prstenasti jednoredni cilindrično valjkasti ležaj tipa N kojinosi samo radijalno opterećenje. 3. Ekvivalentno opterećenje F F = X ⋅ FA + Y ⋅ FR = FR = 926 N obzirom da je za ležaj tipa N X = 0 i Y = 1 . 4. Dinamička moć nošenja

T ⋅n 10 4 ⋅ 1600 = 1 ⋅ 1,6 ⋅ 926 ⋅ 3 = 14614 N 16660 16660 Na osnovu izračunate dinamičke moći nošenja C = 14614 N i zadatog prečnika d = 20 mm bira se ležaj oznake NU koji ima statičku moć nošenja veću ili jednaku izračunatoj vrednosti. Odabrani ležaj ima sledeće vrenosti parametara: C = 16600 N , d = 20 mm , Co = 10600 N , B = 15 mm , D = 52 mm i r = 2 mm . C = ξH ⋅ξD ⋅ F ⋅ m

5. Oznaka usvojenog ležaja NU04 SRPS M.C3.635 23

Zadatak 10.2. Za rukavac vratila odabrati i označiti izabrani kotrljajni ležaj. Dati podaci su: d = 20 mm , X = 1340 N , Y = 290 N , Z = 330 N , T = 10 4 h , n = 716 ,2 o / min . Na vratilu su zupčasti prenosnici.

1. Radijalna sila koja opterećuje vratilo

FR = x 2 + y 2 = 1340 2 + 290 2 = 1374 N 2. Aksijalna sila koja opterećuje vratilo FA = Z = 330 N 3. Izbor tipa ležaja Na osnovu zadatih opterećenja bira se prstenasti jednoredni kuglični ležaj oznake 6 jer nosi radijalna i aksijalna opterećenja. 4. Ekvivalentno opterećenje ležaja F = x ⋅ FR + y ⋅ FA FA 330 = = 0 ,24 veće ili FR 1374 manje od pokazatelja „ e “ iz tabele 13.13, strana 350 knjige Mašinski elementi od Ercegovića. F Vrednost e zavisi od odnosa A , što će se znati nakon odabranog ležaja. Stoga se pretpostavlja da Co F je, na primer A = 0 ,24 < e te su iz tabele 13.13 vrednosti x = 1 i y = 0 za usvojene oznake FR ležaja 60, 62, 63 ili 64. Koeficijent y = 0 znači da aksijalna sila F A = Z = 330 N nema značajnog udela u opterećenju ležaja.

Koeficijenti „ x “ i „ y “ se biraju i usvajaju na osnovu pretpostavke da je

Ležaji oznaka 60, 62, 63 ili 64 nose radijalna i aksijalna opterećenja, te se mogu izabrati za zadate vrednosti opterećenja. Tada je ekvivalentno opterećenje: F = 1 ⋅ 1374 + 0 ⋅ 330 = 1374 N

5. Dinamička moć nošenja

T ⋅n 10 4 ⋅ 716 ,2 = 1 ⋅ 1,1 ⋅ 1,4 ⋅ 1374 ⋅ 3 = 15969 N 16660 16660 gde je: ξ H - faktor koji zavisi od temperature sredine u kojoj ležaj radi, ξ H = 1 za sobnu temperaturu ili radne uslove do t = 100 °C; ξ D - faktor udara koji se određuje iz izraza ξ D = ξ D1 ⋅ ξ D 2 , gde je za postavljene i usvojene uslove rada ξ D1 = 1,1 i ξ D 2 = 1,4 . C = ξH ⋅ξD ⋅ F ⋅ m

Na osnovu izračunate dinamičke moći nošenja C = 15969 N i zadatog prečnika d = 20 mm bira se ležaj (tabela 13.2, strana 339, Ercegović) oznake 6305 koji ima sledeće vrednosti: C = 16600 N , d = 25 mm , C o = 12200 N , B = 17 mm , D = 62 mm i r = 2 mm 6. Provera odabrani koeficijenata „ x “ i „ y “ FA 330 = = 0 ,027 C o 12200

24

Iz tabele 45 (strana 350, Ercegović) dobija se da je e ≈ 0 ,22 , što znači da je pretpostavka da je FA = 0 ,24 < e nije tačno jer je 0,24 > 0,22. Zbog toga se ponovo određuju koeficijenti „ x “ i „ y “, FR te su x = 0 ,56 i y = 1,99 , xo = 0 ,6 i y o = 0 ,5 7. Ekvivalentno opterećenje F = x ⋅ FR + y ⋅ F A = 0 ,56 ⋅ 1374 + 1,99 ⋅ 330 = 1426 ,14 N 8. Potrebna dinamička moć nošenja

C = ξ H ⋅ ξ D1 ⋅ ξ D 2 ⋅ F ⋅ 3

10 4 ⋅ 716 ,2 T ⋅n = 1 ⋅ 1,1 ⋅ 1,4 ⋅ 1426 ,14 ⋅ 3 = 16471N 16660 16660

Odabrani ležaj oznake 63 i prečnika d = 25 mm odgovara jer je izračunata dinamička nosivost C = 16417 N manja od nosivosti odabranog ležaja C = 16600 N : 16600 N > 16417 N .

9. Provera statičke moći nošenja odabranog ležaja Fo = xo ⋅ FR + y o ⋅ FA = 0 ,6 ⋅ 1374 + 0 ,5 ⋅ 330 = 988 N . 10. Statička karakteristika ležaja k o C 12200 ko = o = = 12 ,348 . Fo 988 Kako je statička karakteristika ležaja k o veći od preporučene vrednosti ( k o = 0 ,8 ÷ 1,2 ), odabrani ležaj se usvaja. 11. Oznaka usvojenog ležaja 6305 SRS M.C3.601

25