GEG II. 4. konzultáció

Siklócsapágyak

Csapágyak meghatározása

A csapágyak olyan gépelemek, melyeketegymáshoz képest elforduló alkatrészekközé építünk be úgy, hogy a forgás minél kisebbellenállásba ütközzön.

Feladatai:1. Az alkatrészek relatív helyzetének biztosítása kis

súrlódási ellenállás fellépése mellett 2. Terhek közvetítése3. Szerelhetőség, javíthatóság

Csapágyak csoportosítása a súrlódás csökkentésének módja szerint

Gördülőcsapágyak Siklócsapágyak

Az álló és forgó felületek elválasztása történhet:1. siklócsapágy: kenőanyaggal2. gördülőcsapágynál: gördülő elemmel3. mágnes csapágy: lebegtetéssel

Mágnes csapágy

Siklócsapágyak súrlódási körülményei

A súrlódást úgy csökkentjük, hogy a tengely és a gép váza közé perselyt építünk be, amely: speciális anyagú, finom felületi megmunkálású, általában kent.

Az üzemi állapot súrlódási jellege szerint a siklócsapágyak lehetnek: Hidrosztatikus (külső erő) Hidrodinamikus (folyadéksúrlódású) Vegyes súrlódású Szárazon futó

radiális axiális

1.Tengely

2. Persely

3. Axiális csapágy gyűrű

4. Futó gyűrű

Siklócsapágyak siklási körülményei

pkülső

V=0

Hidro /aerosztatikus (külső energiaforrás bevonása)

Hidrodinamikus Kialakulás feltételei:

1. Sebesség különbség2. Viszkózus folyadék a hézagban3. Tapadás a felületek és a kenőanyag között4. Mozgás irányába szűkülő rés

Hidrodinamikus siklócsapágy működésének vizsgálata

n=0A tengely hozzáér a perselyhez

001,0...01,0μ

v

v

v

Száraz súrlódás: nincs kenés, a felületek szárazon érnek össze mozgás közben

Vegyes súrlódás: kenőanyag van, de a sebesség viszonylag kicsi . Az érdesség csúcsok időnként összeérnek.

A felületeket kenőanyag választja el.A súrlódási erő függ a felületi nyomástól és a csúszás sebességétől.

01,0...14,0

Fs

F

Stribeck diagram és a siklócsapágy működésének kapcsolata

A Stribeck diagram megmutatja kenőanyag alkalmazása esetén hogyan függ a súrlódási tényező a sebességtől (fordulatszámtól) és a felületi nyomástól.

Száraz súrlódás

Vegyes súrlódás Folyadék súrlódás

n

A tengely középvonala által leírt vonal, amit a perselyben való mozgása közben leír (n=0 –tól nüzemi-ig)

Stribeck kísérlete

dvdy

dinamikai viszkozitás [Ns/m2]

Terhelés szerinti csapágy kialakítások

Fax

Frad

Fax

Hidrodinamikai kenéselmélet: nyomáseloszlás a keresztmetszetben

A

pdAF1. Állógyűrű

2. futógyűrű

3. csapágyrés

Szűkülő rés irányába eltolódó nyomás görbe

Hossz mentén Keresztmetszetben

Hidrodinamikai kenéselmélet: nyomás eloszlás a hossz mentén „b/d” függvényében

meg2

meg

p

bdFp

dinamikai viszkozitás

szögsebesség

Relatív játék

Csapágy jellemző szám

Hidrodinamikai kenéselmélet: nyomás eloszlás a hossz mentén „h0” résméret függvényében

Nyomás eloszlás a tengely, perselyben történő elhelyezkedése ( a tengely deformációja)szerint

Tengely deformációt kompenzáló persely kialakítások

Nyomás eloszlás a perselyben kialakított horony szerint

Hidrodinamikus csapágy jellemzői 0. b/d viszonyszám 1. játék(J) 2. relatív játék 3. excentricitás (e) 4. relatív excentricitás 5. opt. résméret (h0) 6. átlagos nyomás (p) 7. körülfogás 8. dimenzió nélküli

csapágyjellemző számok

IC,,

Sommerfeld - féle csapágyjellemző szám

A csapágy terhelhetőségét mutatja

Javasolható tartomány a relatív excentricitás nagyobb mint 0,6 és a Sommerfeld szám 1-10-ig terjedő területe

Az alatta levő területen a tengely a résben lengésre hajlamos

2p

A tengely a résben lengésre hajlamos

Javasolható tartomány

Súrlódási szám

Javasolható tartomány a relatív excentricitás nagyobb mint 0,6 és a súrlódási szám kisebb mint 25 területen

A kis relatív excentricitás nem csak a bizonytalan működést segíti elő, hanem a súrlódási szám növekedését!

C

Javasolható tartomány

Átáramlási szám

vqI

Csapágy és tengely egymáshoz viszonyított helyzete

Persellyel szemben támasztott követelmények: Megfelelő siklási tulajdonság Megfelelő szilárdsági tulajdonság Alakíthatóság Beágyazódási képesség (ón) Korrózióval szembeni ellenálló képesség Megfelelő hővezetési tényező

szoros illesztéssel

persely

ház

Acéltengelyhez ajánlott perselyanyagok

Különféle bronzok (a bronzok réz alapú ötvözetek, réztartalom legalább 60% és a fő ötvöző nem cink). Pl.: Cu-Sn, Cu-Pb, Cu-Al (réztartalom 90% körül).

Vörös ötvözet (Cu-Sn-Zn, réztartalom 90% körül). Fehérfém (Ón alapú ötvözet, 80-90% Sn, a többi Cu, Pb,

Sb). Vékony rétegben a persely bélelésére használják, mert kis szilárdságú.

Sárgaréz (réz alapú ötvözet, réztartalom legalább 50% és a fő ötvöző cink).

Műanyagok: pl. poliamid, teflon (bélésként) Kompozitok

Csapágypersely anyagok

Csapágyház kialakítás

olajgyűjtő

öntött csapágyfém persely

acél ill., öv. támasztógyűrűosztott persely osztott ház

olajelosztó horony

Axiális, radiális terhelés felvételérealkalmas beépítés

Tengely

Elfordulás elleni biztosítás

Persely

Perselytest

Ház

Frad

Fax

Kúpos furatú siklócsapágy

támasztógyűrű

Osztatlan persely

menetes vállmegoldás

menetes vállmegoldás

Laza kenőgyűrűs siklócsapágy

Pajzscsapágyak

Osztott ház

Öntött osztott persely

Kenőanyag adagolás

olajgyűjtő

Olajelosztó horony

Szinter fémek:

különböző fémek, grafit, molibdén-diszulfid poraiból (szemnagyság 0,01-0,2 mm) keveréket készítenek. Ezt néhány ezer bar nyomással a kívánt alakra sajtolják, majd 1000 Co körüli hőmérsékleten izzítják. A lejátszódó diffúzió révén a szemcsék erősen kötődnek és egy porózus anyag alakul ki (kb 25% pórustérfogat). A csapágyat 120 Co-on olajjal átitatják. Ez a kenőanyag sokszor a teljes élettartamra elegendő.

Szinter (porfém) csapágyak

Ha nincs kenési lehetőség, vagy el akarjuk kerülni a karbantartást

Tömör bronz csapágy: - széles körben használatos

-nehéz üzemi körülmények között is magas követelményeknek képes megfelelni

--jó korrózióálló

-Anyaga: ónbronz (CuSn10P)

-- alkalmazása olaj vagy zsírkenés mellett

Szinterbronz : - önkenő, karbantartás mentes

-nagy siklási sebesség engedélyezett

Anyaga: szinterezett bronz, 28% porózusságú SINT A50-es ásványolajjal átitatva

Hajlított bronz: - futófelületén gyémánt formájú kenőanyagtasakok találhatók, ennek köszönhetően érzéketlen a szennyeződésekkel szemben

-- Hengeres és peremes kivitel

Anyaga: CuSn8 bronz anyagbú szalagból készül, kalibrálás után hajlítják

Utána készítik el a kenőanyag tasakokat, amit zsírral ill. Olajjal töltenek fel

PTFE (polytetrafluor etilén) Compozit: - kenőanyag nélküli üzem

-nagy terhelés és nagy fordulatszámnál alkalmazható

-Hengeres , peremes, és támasztó csapágyként is alk.

-Anyaga: az acél mechanikai és a PTFE csúszófelület kis súrlódását

POM (polyoximetilén) kompozit: csekély előzetes kenést igényel

-Hengeres , peremes, és támasztó csapágyként is alk.

Anyaga: három rétegből áll rézbevonatú acél hordozó lemez szinterezett ónbronz acélgyanta

PTFE Poliamid.: hőre lágyuló poliamidból és PTFE adalék és üvegszálból készült

Önkenő, száraz üzemre tervezve

Teflonszálas:Száltekercselés útján üvegszál, műgyanta, PES, PTFE anyagokból készül

Szárazüzeműek a különleges csúszási tulajdonságoknak megfelelően

Olajozó berendezések

Olaj hűtés

Tömítési megoldások

Axiális siklócsapágyak

Axiális terhelésű hidrosztatikus siklócsapágy

További információk:

Kenőanyagok, viszkozitás, axiális csapágyak : jegyzetből 177,192,194 oldal

Tömítések : jegyzetből 247-257 oldalig Zh pótlás azoknak akik nem írtak : 2013.05.03.15.30-kor, Bánki 144-es terem