Klzné ložisko

Ložiská zabezpečujú vzájomnú polohu pevných a otáčavých sa súčiastok a prenášajú zaťaženie hriadeľa na ostatné časti stroja. Medzi pohybujúcimi sa plochami hriadeľa a ložiská vzniká trenie.

• klzné – medzi plochami je iba tenká vrstva mazadla – klzné trenie (dôležité je zvoliť správny spôsob mazania).

Klzné: čap sa priamo plošné stýka s panvou.

Výhody a nevýhody klzných ložísk

Výhody:

• sú pomerne lacné, najmä pre veľké priemery
• znesú nárazy a preťaženie
• ľahko sa montujú, demontujú a opravujú
• ak pracujú v oblastiach tekutinového trenia, je ich opotrebovanie nulové
• umožňujú presné uloženie hriadeľa
• majú tichý a pokojný chod najmä pri vyšších otáčkach.

Nevýhody:

• pri rozbehu a dobehu väčšie straty trením, menšia únosnosť
• väčšia spotreba mazadla
• pri nedostatočnom mazaní náchylnosť na zadretie.

Základy mazacej techniky (tribológia)

Trenie charakterizujú tri rozdielne podmienky: 1.Kvapalné mazadlo celkom oddeľuje kĺzajúce sa plochy – kvapalinové trenie = 0,001 až 0,01. Toto trenie vzniká:

• čerpacím účinkom klzných plôch klinovitého tvaru pod čapom pri minimálnej klznej rýchlosti 0,5 m.s –1 - ide o hydrodynamické mazanie
• účinkom hydrostatického tlaku mazadla privádzaného medzi klzné plochy od čerpadla – hydrostaticky mazané ložiská.

Výhody a nevýhody hydrostatického a hydrodynamického mazaného ložiska

• na vrcholoch nerovností vzniká dotyk klzných plôch – medzné (polosuché) trenie (pri ložiskách s malými klznými rýchlosťami, pri samomazaných ložiskách) = 0,01 až 0,1.
• klzné plochy sú suché, nemazané – suché trenie. Súčinitel trenia = 0,1 až 0,25.

Prirodzeným dôsledkom polosuchého a suchého trenia je opotrebovanie klzných plôch. Preto by klzné ložiská nemali trvale pracovať v oblasti týchto trení.

Materiál klzných ložisk

Spoľahlivosť a životnosť klzného ložiska určujú vlastnosti materiálovej dvojíce ložisko – hriadeľ (čap) a vlastnosti mazadla; v oblasti medzného trenia sú rozhodujúce klzné vlastnosti materiálu. Pretože čapy a hriadele sú súčiastky relatívne drahé, zvolí sa materiál tak, aby sa opotrebovala lacnejšia ložisková panva. Smerodajný je rozdiel tvrdosti ložiska a čapu. Požiadavky na ložiskové materiály sú rôznorodé a nijaký zo známych materiálov im nemôže v plnom rozsahu vyhovieť. Sú to: odolnosť proti zadieraniu, prispôsobivosť a zachytávanie tvrdých častíc, zaťažíteľnosť, oteruvzdornosť, nízke hodnoty súčiniteľa trenia, zabiehavosť, zmáčavosť mazadlom, dobrá tepelná vodivosť, malá teplotná rozťažnosť, nízka cena a ľahká dostupnosť v naších podmienkách.

Hlavné materiálové skupiny

(tabuľka) Ložiskové kompozície: na báze cínu STN 42 3753; na báze olova STN 42 3720, 21, 30 Použitie: všade tam kde materiál čapu má HV = 150. Klzné vrstvy ložisk v automobilovom priemysle, parných a vodných turbín, turbokompresorov, odstredivých čerpadiel, veľkých elektrických točivých strojov. Hrúbka klznej vrstvy = 0,3 mm Výhody: odolnosť proti zadieraniu, zábehová prispôsobilosť, zachytávanie cudzích častíc Nevýhody: malá pevnosť, nízka medza únavy, deficitné materiály, Zliatiny medi: cínové bronzy: STN STN 42 3119, 23; olovené bronzy STN 42 3182, 83, 87 Použítie: pre značné zaťažené ložiská Panvy motorových ložisk traktorov a nákladných aut, najviac namáhané púzdra leteckých motorov. Výhody: vysoká pevnosť, medza únavy a odolnosť proti opotrebovaniu Nevýhody: deficitné materiály Výhody – zábehová prispôsobilosť, odolnosť proti zadieraniu Hliníkové zliatiny STN 42 4261 A 20 (Al Sn20) Použitie: pre veľké a dynamické zaťaženie, pre malé a veľké klzné rýchlosti, tvrdosť čapu najmenej 250 HV Výhody dobré klzné vlastnosti, vysoká medza únavy Nevýhody: zlé zachytávanie, nevyhnutné veľmi časté mazadlo, veľká rozťažnosť Iné kovové materiály: napíklad sivá liatina STN 42 2456; spekaný bronz STN 41 8344 Použitie: pre pokojný chod bez nárazov a malé klzné rýchlosti Ložiská magnetofónov, štartérov, kuchynských robotov, motorov vykurovania a striekačov Výhody – samomaznosť Nevýhody – po kalibrovaní sa nesmú ohrábať – zapchatie pórov Plasty, napríklad: vytvrdzivanie tkaniny 516 PN 644516 Polyamid PA 6 STN 643611 polytetrafluóretylén PTFE (teflon) Použitie: ložiská hriadeľov valcovacích stolíc Menej zaťažené puzdrá s malou klznou rýchlosťou. Ložíská prístrojov a strojčekov pre domácnosť. Výhody – dobré klzné a tlmiace vlastnosti, nepotrebuje mazanie Nevýhody – malá odolnosť proti opotrebovaniu, zlý odvod tepla

Konštrukcia

(Puzdrá, panvy, segmenty) Základnou časťou ložiska je ložiskové púzdro, panva alebo segmenty. Púzdro je funkčná časť klzného ložiska väčšinou tvaru dutého valca. Puzdrá sa vyrábajú buď celé z ložiskového kovu ako valcové a prírubové (STN 023499), spekané zo spekaných kovov (samomazné, STN 023481) ako valcové, prírubové a guľové, alebo oporná časť je z ocele a na nej je metalurgický pritavená vrstva ložiskového kovu – výstelka niekoľko desatín mm hrubá – bimetálové puzdrá valcové a prírubové. Vyrábajú sa aj púzdra z plastov.

Panva ma tvar dutého valca rozdeleného rovinou prechádzajúcou jeho osou na dve polovice. Sú bimetálové hrubostenné – liatinové (STN 02 3696) a tenkostenné oceľové (STN 023497), vyliate alebo naspekané ložískovým kovom. Puzdra panvy alebo segmenty sa vkladajú do ložiskových telies, zo sivej liatiny, z ocele na odliatky alebo zváraných z oceľových dielov

Zdroje

• Kříž,R. - Audyová,J. - Martinisko,C. - Weigner,K.:Časti strojov I; SNTL Praha 1984