Download - Kotrljajni Lezaji
$"!#"%:MAŠINSKI ELEMENTI
1
/>9E5AF9C5C D (A17D:5E3D/>9E5AF9C5C D (A17D:5E3D)1G9>B;9 61;D<C5C D (A17D:5E3D)1G9>B;9 61;D<C5C D (A17D:5E3D
%A )9A;? $<17?:5E9ć! 4?35>C%A )9A;? $<17?:5E9ć! 4?35>C%A 0?A931 Đ?Ađ5E9ć! 4?35>C%A 0?A931 Đ?Ađ5E9ć! 4?35>C
Mašinski elementi ______
2
Predavanja#"#" >545<:1>545<:1
Kotrljajni ležajiKotrljajni ležaji
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
3
+B>?E>9 @?:=?E9
Kotrljajni ležaji su mašinski sklopovi koji senajčešće ugrađuju u oslonce vratila i osovina.Često se za kotrljajni ležaj koristi samo izraz - ležajležaj.
Osnovna uloga ležaja je prenošenje opterećenja,sa pokretnih na nepokretne delove mašina iobezbeđenje uslova za relativno kretanje obrtnihdelova.
Ležaji prenose samo sile, a ne i obrtne momente.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
4
Kotrljajni ležaji su standardni elementi i proizvodese u specijalizovanim fabrikama.Poznati proizvođači kotrljajnih ležaja u Evropi suSKF u Švedskoj, FAG u Nemačkoj, GPZ u Rusiji,RHP u Engleskoj i dr. U našoj zemlji najvećiproizvođači su IKL u Beogradu i FKL u Temerinu.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
5
.1BC1E>9 45<?E9 <5H1:1
Spoljašnjiprsten
Unutrašnjiprsten
Kuglica
Kavez
Sastavni delovi prstenastog ležaja
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
6
Kotrljajni ležaji se sastoje od prstenova ili kolutova,kotrljajnih tela i kaveza (držača kotrljajnih tela).
KotrljajnaKotrljajna telatela su smeštena između spoljašnjeg iunutrašnjeg prstena, kod prstenastih ležaja,odnosno između kolutova kod kolutnih ležaja.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
7
U prstenovima i kolutima urađeni su žlebovi, tzv.staze kotrljanjastaze kotrljanja po kojima se kreću kotrljajna tela.
RadijusRadijus krivine žlebova je nešto veći od radijusakrivine kotrljajnih tela.
KavezKavez sprečava međusobni dodir kotrljajnih tela iodržava njihovo stalno međusobno rastojanje.
Za kuglice Za valjke Pri velikim obrtnimmomentima
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
8
Kod kolutnih ležaja jedan kolut je čvrstonaglavljen na vratilo i okreće se zajedno sanjim. Drugi kolut je uglavljen u kućici ležaja inepokretan je.
Nepokretanprsten
Kuglica
Kavez
Pokretanprstennaglavljenna vratilo
Sastavni delovi kolutnog ležaja
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
9
,?45<1 <5H1:1Prema pravcu dejstva sila (spoljašnjeg opterećenja)razlikuju se:§ radijalni,§ aksijalni,§ radijalno-aksijalni ležaji .Prema broju redova kotrljajnih tela ležaji mogu biti:§ jednoredni,§ dvoredni.Prema sposobnosti prilagođavanja ležajadeformaciji vratila u osloncu ležaji se dele na:§ krute (nepodesive),§ zglobne (podesive).
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
10
,A9=5A9 @ABC5>1BC98 ;D7<9č>98 <5H1:1
Prstenasti kuglični jednoredni ležaj Prstenasti kuglični ležaj sa kosimdodirom
Kruti jednoredni kuglični Dvoredni kuglični
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
11
,ABC5>1BC9 39<9>4A9č>? E1<:č1>9 9;?>9č>? E1<:č1>9 <5H1:9
Jednoredni cilindrično valjčani Dvoredni cilindrično valjčani
Konično valjčani ležajIgličasti ležaj
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
12
(?<DC>9 <5H1:9Koriste se za prenos čisto aksijalnog opterećenja.
Jednoredni
Jednoredni sa sfernimoslanjajućim prstenom
Dvoredni
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
13
)5A5 9 ?F>1č1E1>:5 ;?CA<:1:>98 <5H1:1
Spoljašnje mere kotrljajnih ležaja sustandardizovane prema standardima ISO 15,ISO 104 i ISO 355, DIN 616, DIN ISO 355, odnosnoSRPS M.C3.506.Svakom prečniku otvora d (prečniku vratila),odgovara spoljašnji prečnik D (prečnik omotača) istandardna širina B, kod prstenastih ležaja,odnosno visina H kod aksijalnih ležaja.Oznaka ležaja se sastoji iz dva dela: osnovne idodatne oznake.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
14
Osnovna oznaka Dodatna oznaka
Objašnjenou tekstu
Oznaka serije ležaja
Tipležaja
Red mera
Širineili visine
Spoljašnjegprečnika
Oznakaprovrta
Oznaka za red širine Oznaka zared visine
Oznaka za red spoljašnjih prečnika
0
1
2 3
4
8
9
9 1
0 2 3
4
1
Oznaka za tip ležaja (osnovnu karakteristiku konstrukcije)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
NNU
NN
NUP
NJ
NU
N QJ U L
NA
Označavanje ležaja
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
Tip ležaja – oznaka tipa ležaja sastoji se od jednogili više brojeva ili slova i predstavlja osnovnukarakteristiku konstrukcije.Oznaka za otvor - Za ležaje sa prečnikom otvoramanjim od 10 mm, oznaka je identična vrednostiprečnika u mm. Za prečnike otvora 10, 12, 15 i 17mm oznake su 00, 01, 02 i 03. Oznaka ležaja, saprečnikom otvora od 20 do 500 mm, se dobija kadase vrednost prečnika u mm podeli brojem 5, a zaprečnike otvora veće od 500 mm oznaka odgovaraprečniku u mm. 15
Osnovna oznaka definiše tip i veličinu ležaja.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
16
Oznaka reda mera dobija se na osnovustandardizovanih spoljašnjih mera (širina – visina ispoljašnji prečnik). Za jedan unutrašnji prečnik (d)ležaja predviđeno je više širina (visina) i spoljašnjihprečnika. Time se za isti prečnik obezbeđuje nizležaja različite nosivosti.
Redspoljašnjihprečnika
Redmera
Red širina
d
0
2
3
0 1
203
0200
13
1012
2322
20
33
3230
3
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
17
Primer za osnovnu oznaku ležaja: 6315
§ broj 6 - označava tip ležaja (radijalnijednoredni kuglični ležaj;
§ 3 je oznaka za red spoljašnjeg prečnika (redširine 0)
§ broj 15 - označava unutrašnji prečnik(d = 5 x 15 = 75 mm).
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
18
Dodatna oznaka služi za obeležavanjematerijala, konstruktivnih specifičnosti, zazora itolerancija, maziva i dr. Oznaka se piše iza iliispred osnovne oznake.
Dopunska oznaka ispred osnovne oznake značida su ležaji nekompletni.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
19
+@C5A5ć5>:5 9 >1@?>9 D 45<?E9=1 <5H1:1
Kod radijalnih ležaja, ukupno opterećenje F seraspodeljuje na više kotrljajnih tela zs ali je zs < z.Ukupno opterećenje F se raspodeljuje na kotrljajnatela ispod meridijanske ravni ''M-M'' - ravan koja je^ na pravac napadne linije sile.Meridijanska ravan deli ležaj na dve zone - u jednojse nalaze neopterećene, a u drugoj opterećenekuglice. Kuglice čiji centri leže u meridijanskojravni ne prenose opterećenje.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
20
F
F
F
FF F
F F
F
FF
F
F
Raspodela opterećenja na kotrljajna tela kugličnogležaja:
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
21
Najveću silu F0 prenosi kotrljajno telo koje senalazi ispod sile F. Sile u ostalim kotrljajnimtelima su raspodeljene po sinusnom zakonu.
k - faktor neravnomernosti raspodeleopterećenja na kotrljajna tela ležaja,
k=5 – za kotrljajne ležaje sa kuglicama,k=4 – za kotrljajne ležaje sa valjcima.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
22
Kod aksijalnih ležaja ukupno opterećenje se, priapsolutno tačnoj izradi, ravnomerno raspodeljujena sva kotrljajna tela, pa je:
Kotrljajna tela su izložena i dejstvu centrifugalnesile:
gde je: D0-prečnik koji prolazi kroz ose kotrljajnihtela, m-masa jednog kotrljajnog tela i v - obimnabrzina kotrljajnog tela oko središta ležaja.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
23
*1@?>9 D 45<?E9=1 <5H1:1Pod dejstvom sila Fi na dodirnim površinama prstenovai kotrljajnih tela javlja se površinski pritisak.
Pritisak se, posmatrano u određenoj tački na kotrljajnomtelu ili na stazi kotrljanja, menja od nule do maksimumapri svakom prekotrljavanju kotrljajnog tela.
ps
pu
F0
ru
rkrs
F0
ps
t
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
24
%9>1=9č;1 =?ć >?G5>:1 <5H1:1
Dinamička moć nošenja C ležaja predstavljaopterećenje (odnosno silu) konstantnog pravca iintenziteta koje ležaj prenosi i pri kome najmanje90% ispitivanih ležaja ostvari Nc = 106 obrtaja(promena opterećenja) bez pojave oštećenja.
Ili:
Dinamička moć nošenja je maksimalnoopterećenje koje ležaj može da izdrži ako radi500 sati pri broju obrtaja 33,3 min-1.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
25
Dinamička moć nošenja ležaja se utvrđujeeksperimentalnim ispitivanjem. Proizvođačikotrljajnih ležaja je navode u katalozima svojihproizvoda.
Kod eksperimentalnog ispitivanja dinamičkenosivosti prstenastih ležaja, opterećenje jeradijalno Fr , dok kod ispitivanja kolutnih ležajaopterećenje je čisto aksijalno Fa.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
26
Potrebna dinamička nosivost ležaja:
§ Pri konstantnim radnim uslovima:
§ Pri promenjivim radnim uslovima:
kt – faktor temperature,a=3 – za ležaje sa kuglicama,a=10/3 – za ležaje sa valjcima.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
27
-14>9 E5; <5H1:1
Radni vek ležaja je definisan brojem časova radaležaja do pojave zamora materijala (pitting-a). Prikonstantom broju obrtaja n, min-1, datomekvivalentnom opterećenju F i dinamičkoj moćinošenja C, nominalni radni vek ležaja je:
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
28
Ako stvarni radni uslovi odstupaju od nominalnih,koristi se izraz za modifikovani radni vek ležaja. Pritome se uzima u obzir radna temperatura ležaja(kt), verovatnoća izdržljivosti (a1), uslovipodmazivanja (a2), svojstva materijala (a3) , pa je:
Radni vek ležaja pri promenljivim radnim uslovima(nominalna vrednost), dobija se na osnovu izraza:
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
U praksi se sreću tri slučaja opterećenja ležaja:radijalna, aksijalna i kombinovana (radijalna iaksijalna).
§ Kada je opterećenje približno konstantno idejstvuje radijalno, ekvivalentno opterećenjeležaja je F = Fr.
§ U slučaju dejstva samo aksijalne sile uzima seda je ekvivalentno opterećenje F = Fa.
29
&;E9E1<5>C>? 49>1=9č;? ?@C5A5ć5>:5 <5H1:1
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
30
§ Pri dejstvu radijalnih i aksijalnih sila (kombinovanaopterećenja), ekvivalentno opterećenje je:
Fr – stvarno rezultujuće radijalno opterećenje uosloncu;Fa - stvarno rezultujuće aksijalno opterećenje uosloncu;X – koeficijent radijalnog opterećenja,Y – koeficijent aksijalnog opterećenja.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
31
.C1C9č;1 =?ć >?G5>:1 <5H1:1Statička moć nošenja je merodavna kada ležajmiruje ili lagano osciluje (broj obrtaja n < 10 min-1)pod opterećenjem;Utvrđuje se eksperimentalno i data je u katalozimaproizvođača ležaja;Statička moć nošenja C0 predstavlja opterećenjekoje na mestu dodira izaziva plastičnudeformaciju:
fs £ 10-4 dk
(dk prečnik kotrljajnog tela).
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
32
Potrebna statička nosivost ležaja:
§ k0 je statički faktor sigurnosti (statičkakarakteristika ležaja),
§ Ekvivalentno statičko opterećenje ležaja:
F0= X0 Fr + Y0 Fa
Ako je F0 < Fr , usvaja se da je F0 = Fr .
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
33
’F2?A <5H1:1
Ø Prvo se bira tip kotrljajnog ležaja.
Ø Prema proračunatoj vrednosti C odnosnoC0 i prečniku rukavca vratila d usvaja se ležajkoji ima istu ili veću dinamičku moć nošenja ilistatičku moć nošenja.
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
34
/7A14>:1 <5H1:1
Prenošenje radijalnog opterećenja se postižeučvršćivanjem unutrašnjeg prstena na vratilu ispoljašnjeg prstena u kućištu.Ležaj u jednom osloncu trba da je aksijalnoučvršćen (F) i prenosi aksijalnu silu u oba smera,dok drugi ležaj treba da je slobodan (S).Osiguravajući elementi su: stepenasti prelazi navratilu i u kućištu, navrtke sa specijalnimpodmetačem, prstenasti uskočnici, distantnečaure, neelastični prstenovi,...
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
35
Primeri osiguranja ležaja na vratilu i ukućištu
F
F
S
S
Mašinski elementi (?CA<:1:>9 <5H1:9______
36
Primer osiguranja konično valjčanog ležaja