izboljŠave na podro ju krogli nih leŽajev84829900 deli kotalnih ležajev, drugi 2385 5% 84832000...

IZBOLJŠAVE NA PODRO JU KROGLI NIH LEŽAJEV Diplomsko delo

Študent: Boštjan DREVENŠEK

Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program Strojništvo

Smer: Proizvodno strojništvo

Mentor: doc.dr. Samo Ulaga

Maribor, avgust 2016

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

I

Vložen original sklepa o potrjeni temi

diplomskega dela


II

I Z J A V A

Podpisani Boštjan Drevenšek, izjavljam, da:

je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,

da je predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli

izobrazbe po študijskem programu druge fakultete ali univerze,

da so rezultati korektno navedeni,

da nisem kršil-a avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,

da soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter

Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in

elektronske verzije zaklju nega dela.

Maribor,_____________________ Podpis: ________________________


III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju doc.dr. Samu ULAGI za

pomo in vodenje pri opravljanju diplomskega dela.

Zahvaljujem se tudi podjetju Schaeffler Slovenija

d.o.o., za podporo pri izdelavi diplomske naloge.

Posebna zahvala gre staršem, ki so mi omogo ili

študij.


IV

IZBOLJŠAVE NA PODRO JU KROGLI NIH LEŽAJEV

Klju ne besede: krogli ni ležaji, trenje, tesnila, šumnost

UDK: 621.822.73(043.2)

POVZETEK

V diplomskem delu sem pregledal izboljšave na podro ju krogli nih ležajev. V zadnjih nekaj

letih se je na podro ju standardnih krogli nih ležajev izboljšala kvaliteta obdelave tekalnih

površin in kotalnih elementov, izboljšala so se tesnila in kletke v ležajih. Vse to ima za

posledico, da imajo ležaji nove generacije manjše trenje, se med obratovanjem manj

segrevajo in zaradi tega porabijo manj energije, so tišji in imajo daljšo življenjsko dobo. Ker so

ležaji ohranili enake priklju ne mere kot prejšnja generacija, lahko konstruktorji z uporabo

nove generacije ležajev izboljšajo lastnosti svojih naprav brez konstrukcijskih sprememb.


V

IMPROVEMENTS IN THE FIELD OF BALL BEARINGS

Key words: ball bearings, friction, seals, noise

UDK: 621.822.73(043.2)

ABSTRACT

The topic of my diploma work is improvements in ball bearings. In the past few years the

quality of the raceways and rolling elements in the field of standard ball bearings, the

seals and cages in the bearings has improved. The consequence of all of this is, that the new

generation of bearings has reduced friction during operation and produces less heat,

therefore they consume less power, are quieter and have a longer life expectancy. Because

the new generation of bearings has maintained the same connecting dimensions as the

previous generation, constructors can use them in order to improve the properties of their

devices without design changes.


VI

KAZALO

1 UVOD ............................................................................................................................. 1

2 PREDSTAVITEV PODJETJA .............................................................................................. 3

3 KOTALNI LEŽAJI SKOZI ZGODOVINO .............................................................................. 4

3.1 Osnove in sestava krogli nih ležajev......................................................................... 7

Montaža krogli nega ležaja ............................................................................................ 8

4 TEORIJA PRERA UNA KROGLI NIH LEŽAJEV ................................................................ 12

4.1 Prera un ležajev do leta 2007 ................................................................................ 12

4.2 Prera un ležajev po letu 2007 ................................................................................ 13

4.3 Ra unalniško podprt prera un ležajev.................................................................... 15

Prera un ležaja nove generacije 6001-C-2HRS .............................................................. 16

Prera un stare generacije ležajev 6001-2RSR ............................................................... 19

Primerjava kataloških podatkov stare in nove generacije ležajev .................................. 20

Primerjava ra unskih rezultatov stare in nove generacije ležajev ................................. 21

5 SPREMEMBE PRI NOVI GENERACIJI KROGLI NIH LEŽAJEV .......................................... 22

5.1 Izboljšave na podro ju kvalitete tekalnih površin: .................................................. 22

Vpliv kvalitete obdelave površin na podaljšanje življenjske dobe ležajev ...................... 22

Pomen hrapavosti na izboljšanje zmogljivosti delov ležajev .......................................... 23

Dosežene kvalitete površin v proizvodnem procesu ..................................................... 25

5.2 Izboljšave v notranji konstrukciji ............................................................................ 27

5.3 Izboljšave pri kletkah ............................................................................................. 30

5.4 Izboljšave pri tesnilih.............................................................................................. 32

Z tesnilo ....................................................................................................................... 32

HRS, BRS in ELS tesnila ................................................................................................. 32

5.5 Pregled tehnoloških sprememb na ležajih .............................................................. 37


VII

Pove anje radija žleba na zunanjem obro u ležaja........................................................ 37

Izboljšanje parametrov tekalnih površin: ...................................................................... 37

To nost ........................................................................................................................ 37

Nova jeklena kovi ena kletka ....................................................................................... 38

Novo jekleno tesnilo Z .................................................................................................. 38

Nova gumijasta tesnila (HRS, ELS) ................................................................................. 38

6 PRIMERJAVA NOVE IN PREJŠNJIH GENERACIJ LEŽAJEV ............................................... 39

6.1 Šumnost................................................................................................................. 39

Rezultati testiranj šumnosti .......................................................................................... 40

6.2 Trenje .................................................................................................................... 42

Rezultati testiranj trenja pri ležajih ............................................................................... 44

7 PRAKTI NI PRIMERI UPORABE NOVE GENERACIJE LEŽAJEV ........................................ 47

7.1 Avtomobilska industrija ......................................................................................... 48

7.2 Proizvajalec bele tehnike ....................................................................................... 49

8 ZAKLJU EK ................................................................................................................... 52

SEZNAM UPORABLJENIH VIROV .......................................................................................... 53

Priloga 1: Prera un ležaja 6001-C-2HRS ................................................................................ 54

Priloga 2: Prera un ležaja 6001-RSR ..................................................................................... 57


VIII

KAZALO SLIK

Slika 3.1 Shematski prikaz delovanja ležaja ............................................................................ 4

Slika 3.2 Prikaz premikanja ve jih tovorov (Sirija približno 700 let pr.n.št) .............................. 5

Slika 3.3 Krogelni mlin za brušenje krogel iz kamna iz leta 1683 ............................................. 5

Slika 3.4 Vodilni ležaj mlina na veter iz Nizozemske iz leta 1780 ............................................. 6

Slika 3.5 Krogelni mlin iz leta 1883, ki ga je izumil Friedrich Fischer ........................................ 6

Slika 3.6 Sestava krogli nega ležaja ........................................................................................ 7

Slika 3.7 Postopek montaže krogli nega ležaja – vstavljanje kroglic........................................ 8

Slika 3.8 Montaža krogli nega ležaja – pomik notranjega obro a ........................................... 9

Slika 3.9 Montaža krogli nega ležaja – el. deformacija zunanjega obro a ............................... 9

Slika 3.10 Montaža krogli nega ležaja – pomik notranjega obro a proti sredini ................... 10

Slika 3.11 Montaža krogli nega ležaja – porazdelitev kroglic ................................................ 10

Slika 3.12 Montaža krogli nega ležaja – vstavljanje kletke .................................................... 11

Slika 3.13 Prikaz postopka izdelave ležajev ........................................................................... 11

Slika 4.1 Izbira ležaja 6001-C-2HRS iz spletnega kataloga medias® [5] .................................. 16

Slika 4.2 70% asa je ležaj obremenjen z zgornjimi obremenitvami ..................................... 16

Slika 4.3 30% asa je ležaj obremenjen z zgornjimi obremenitvami ..................................... 17

Slika 4.4 Opis mazanja .......................................................................................................... 17

Slika 4.5 Opis posebnih pogojev ........................................................................................... 17

Slika 4.6 Prera un življenjske dobe nove generacije ležajev.................................................. 18

Slika 4.7 Izbira ležaja 6001-2RSR iz spletnega kataloga medias® [5] ...................................... 19

Slika 4.8 Prera un življenjske dobe stare generacije ležajev ................................................. 20

Slika 4.9 Primerjava kataloških podatkov ............................................................................. 20

Slika 5.1 Plateau finishing [6]................................................................................................ 23

Slika 5.2 Primerjava profila površine pri enaki hrapavosti Ra [6] ........................................... 24

Slika 5.3 Abbotova krivulja [6] .............................................................................................. 25

Slika 5.4 Prikaz Abbotove krivulje med proizvodnim procesom [6] ....................................... 26

Slika 5.5 Konstrukcija stare izvedbe ležaja ............................................................................ 27

Slika 5.6 Konstrukcija nove izvedbe ležaja ............................................................................ 28

Slika 5.7 Stara konstrukcija ležaja – priklju ne mere ............................................................. 29

Slika 5.8 Nova konstrukcija ležajev Generacija C – priklju ne mere ...................................... 29

Slika 5.9 Jeklena kovi ena kletka .......................................................................................... 30


IX

Slika 5.10 Poliamidna kletka ................................................................................................. 31

Slika 5.11 Nova izvedba Z tesnila – C generacije ................................................................... 32

Slika 5.12 Stara izvedba Z tesnila .......................................................................................... 32

Slika 5.13 HRS tesnilo ........................................................................................................... 33

Slika 5.14 BRS tesnilo ........................................................................................................... 34

Slika 5.15 ELS tesnilo ............................................................................................................ 35

Slika 5.16 Primernost tesnil glede na obratovalne pogoje .................................................... 36

Slika 6.1 Prikaz testiranja šumnosti ...................................................................................... 40

Slika 6.2 Trenje v ležaju ........................................................................................................ 43

Slika 6.3 Merjenje tornega momenta ležaja ......................................................................... 43

Slika 7.1 Primer utekanja vretenskih ležajev (priporo ila proizvajalca FAG) ......................... 48

Slika 7.2 Primer uporabe ležajev nove generacije v avtomobilski industriji ........................... 48

Slika 7.3 Vpliv ležaja na elektro motorju na glasnost celotnega pralnega stroja .................... 49

Slika 7.4 Prera un radialne zra nosti med obratovanjem – obstoje a situacija ..................... 51

Slika 7.5 Prera un radialne zra nosti - predlog ležaja z zoženo C4 radialno zra nostjo ........ 51


X

KAZALO PREGLEDNIC Tabela 4.1 Faktor življenjske dobe a1.................................................................................... 12

Tabela 4.2 Pregled obremenitev ležajev ............................................................................... 21

Tabela 4.3 Primerjava izra unane življenjske dobe ............................................................... 21


XI

UPORABLJENI SIMBOLI

razmerje viskoznosti

a1 faktor življenjske dobe

a2 koeficient, ki upošteva posebne lastnosti in toplotno obdelavo materiala

a3 koeficient posebnih obratovalnih pogojev

aISO faktor, ki upošteva obratovalne pogoje

C dinami na nosilnost ležaja

Cu mejna obremenitev

eC faktor ne isto

F sila

l dolžina ro ice

L10 nominalna življenjska doba

L10h nominalna življenjska doba v obratovalnih urah

Lna modificirana življenjska doba

M torni koeficient kotalnega ležaja

n število vrtljajev

P ekvivalentna dinami na obremenitev ležaja

p koeficient življenjske dobe

Ra koeficient profila hrapavosti

Rpk višina hribov

Rsk faktor razmerja hribov in dolin

Rvk globina dolin

X radialni faktor

Y aksialni faktor


1

1 UVOD

Idejo za naslov diplomske naloge sem dobil pri podjetju Schaeffler Slovenija d.o.o., kjer sem

zaposlen. Podjetje Schaeffler Slovenija d.o.o. je h erinsko podjetje nemškega koncerna

Schaeffler Group, ki se ukvarja s proizvodnjo ležajev, linearnih vodil in komponent za

avtomobilsko industrijo. Pri svojem delu se sre ujem s strankami, ki pri svojih konstrukcijah

uporabljajo in vgrajujejo razli ne vrste ležajev. V Sloveniji se glede na vrsto ležaja (krogli ni,

valj ni, stož asti, igli no – valj ni) porabi dale najve krogli nih ležajev. Po podatkih

Statisti nega urada republike Slovenije [1] je uvoz krogli nih ležajev obsegal približno 65%

vse porabe glede na vrsto ležajev.

Graf 1.1 Uvoz ležajev in delov za ležaje [1]

84821010 Krogli ni ležaji, z najve jim z. prem. do vklju no

30 mm; 15%

84821090 Krogli ni ležaji, z z. prem. ve

kot 30 mm; 50%

4%

4%

2%

7%

3%

0% 5%

5%3% 2%

Uvoz ležajev in delov za ležaje v republiki Sloveniji za leto 2014


2

Carinska tarifa Naziv

Uvoz [TEUR] Odstotek

84821010 Krogli ni ležaji, z najve jim z. prem. do vklju no 30 mm 6387 15% 84821090 Krogli ni ležaji, z zunanjim premerom ve kot 30 mm 22054 50% 84822000 Stož asti ležaji, 1853 4% 84823000 Sod kasti ležaji 1904 4% 84824000 Igli no-valj ni ležaji 927 2% 84825000 Drugi valj ni ležaji 3015 7% 84828000 Ležaji, drugi, 1365 3% 84829110 Deli kotalnih ležajev 14 0% 84829190 Deli kotalnih ležajev, kroglice, iglice in valj ki, drugi 1971 4% 84829900 Deli kotalnih ležajev, drugi 2385 5% 84832000 Ohišja za ležaje z vdelanimi kotalnimi ležaji 1406 3% 84833032 Ohišja za ležaje, brez vdelanih kotalnih ležajev 761 2%

Tabela 1.1 Pregled uvoza ležajev in delov za ležaje v Republiko Slovenijo v letu 2014 [1]

V zadnjih nekaj letih, je izjemen poudarek na zmanjšanju porabe energije pri posameznih

aplikacijah, zmanjšanju šumnosti in podaljšanju vzdrževalnih intervalov oziramo življenjske

dobe aplikacij. V diplomski nalogi prikazujem nekatere izboljšave, ki so se zgodile v zadnjih

letih na podro ju krogli nih ležajev.


3

2 PREDSTAVITEV PODJETJA

Schaeffler Group je nemško družinsko podjetje, ki je bilo ustanovljeno leta 1946. Podjetje

ima v lasti ve blagovnih znamk, glavne blagovne znamke so INA, LuK in FAG. FAG je

najstarejši proizvajalec krogli nih ležajev na svetu. Leta 1883 je g. Friedrich Fischer

skonstruiral stroj za brušenje kroglic in z pomo jo tega stroja je bila možna serijska

proizvodnja brušenih kroglic v ustrezni kvaliteti. Od tega leta dalje se je krogli ni ležaj pri el

masovno uporabljati v industrijskih aplikacijah.

Skupina Schaeffler deluje predvsem na dveh podro jih, in sicer v avtomobilski industriji in

ostalih industrijskih panogah kot so letalska, naftna, prehrambnega, težka industrija in

vojaška industrija. Zaposlenih ima preko 84.000 zaposlenih na 170 lokacijah v 50 državah

sveta. Letno ustvari preko 13 mrd€ prometa. 6.700 delavcev je zaposlenih v 17 razvojno

raziskovalnih oddelkih, kjer razvijajo nove izdelke in tehnologije. Letno je prijavljenih ve kot

2.300 patentov.

Slika 2.1: Grob pregled industrijskega programa skupine Schaeffler


4

3 KOTALNI LEŽAJI SKOZI ZGODOVINO

Kotalni ležaji so strojni elementi, kjer se kotalni element (kroglice, iglice, valj ki, sod ki,

prisekani stožci) kotali med dvema ploskvama in tako omogo a gibanje ene ploskve proti

drugi.

Prve dokaze, da so principe ležajev uporabljali, so slike iz približno 700 l. pred našim štetjem

iz Sirije, ko so pod težje tovore podlagali okrogle lesene hlode, da so jih lahko premikali .

Sila

Sila

Gibanje

Gibanje

Slika 3.1 Shematski prikaz delovanja ležaja


5

Slika 3.3 Krogelni mlin za brušenje krogel iz kamna iz leta 1683

Slika 3.2 Prikaz premikanja ve jih tovorov (Sirija približno 700 let pr.n.št)


6

Najve ja težava je bila proizvodnja kroglic v enaki kvaliteti, to pomeni enake velikosti in

pravilne geometrijske oblike.

Slika 3.5 Krogelni mlin iz leta 1883, ki ga je izumil Friedrich Fischer

Slika 3.4 Vodilni ležaj mlina na veter iz Nizozemske iz leta 1780


7

3.1 Osnove in sestava krogli nih ležajev

Standardni krogli ni ležaji se izdelujejo iz materiala 100Cr6 (zunanji obro , notranji obro in

kroglice). Kletke so lahko iz jeklene plo evine, poliamidne plastike ali medenine. Tesnila so

lahko iz jeklene plo evine, ali gumijastega materiala, ki je armiran z jekleno plo evino.

So standardni izdelki, katerih lastnosti in oznake opredeljuje standard DIN 623-1. Dimenzije

ležajev dolo ata standarda DIN 616 in DIN 625. Tolerance lege in oblike ležajev opredeljuje

standard DIN 620-4. Z istim standardom je opredeljena tudi radialna zra nost ležajev.

Vsi ležaji v Schaeffler Group so testirani na šumnost in so izdelani v kvaliteti za elektri ne

motorje.

Krogli ni ležaj je sestavljen iz:

1 zunanjega obro a

2 notranjega obro a

3 kroglic

4 kletke

5 tesnila

6 maziva

3

1

4

Olje Mast 5

6

2 Slika 3.6 Sestava krogli nega ležaja


8

> 183°

Slika 3.7 Postopek montaže krogli nega ležaja – vstavljanje kroglic

Podjetje Schaeffler nudi tudi posebne izvedbe ležajev: možno je na primer naro iti ležaje po

v posebnih tolerancah, posebnih oblik, posebne masti, oplaš enja ležajnih obro ev ali

zamenjava jeklenih kotalnih elementov s kerami nimi.

Montaža krogli nega ležaja

Najprej se izmeri izmerijo premeri tekalnih površin zunanjega in notranjega obro a. Glede na

predvideno radialno zra nost in razli nih sortiranj kroglic se izberejo primerni obro i za

sestavo. Kroglice iz istega sortiranja napolnijo prazen prostor med zunanjim in notranjim

obro em.


9

F

F

Slika 3.8 Montaža krogli nega ležaja – pomik notranjega obro a

Slika 3.9 Montaža krogli nega ležaja – el. deformacija zunanjega obro a

Notranji obro se pomakne med prvo in zadnjo kroglico.

Zunanji obro se elasti no deformira


10

F

F

Slika 3.10 Montaža krogli nega ležaja – pomik notranjega obro a proti sredini

Slika 3.11 Montaža krogli nega ležaja – porazdelitev kroglic

F

F

Notranji obro se s pomo jo sile pomakne proti sredini ležaja.

Nato se kroglice enakomerno razporedijo med zunanji in notranji obro .


11

Slika 3.12 Montaža krogli nega ležaja – vstavljanje kletke

Kroglice

Kontrola premera

Uparjanje Montaža

Odprema

Struženje

Toplotna obdelava

Brušenje

Honanje

Struženje

Toplotna obdelava

Brušenje

Honanje

Kontrola

Kletka Z. obro N. obro Tesnilo

Kontrola

Slika 3.13 Prikaz postopka izdelave ležajev

V zadnjem koraku se v ležaj vstavi kletka.

Shematski prikaz postopka izdelave ležajev


12

4 TEORIJA PRERA UNA KROGLI NIH LEŽAJEV

4.1 Prera un ležajev do leta 2007

Prera un krogli nih ležajev se izvaja po ISO 281 [2]. ISO 281 [2] priloga 1 je do leta 2007

predpisoval spodnji na in prera una ležajev:

Nominalna življenjska doba L je odvisna od:

C – dinami ne nosilnosti ležaja P – ekvivalentne dinami ne obremenitve ležaja n – števila vrtljajev Bolj natan na je modificirana življenjska doba Lna, ki upošteva še dodatne pogoje in sicer:

a1 – faktor življenjske dobe

Ciljna vrednost Faktor a1 Verjetnost doživetja Modificirana

življenjska doba Stari katalogi ISO 281:2007

90% L10m 1 1 95% L5m 0,62 0,64 96% L4m 0,53 0,55 97% L3m 0,44 0,47 98% L2m 0,33 0,37 99% L1m 0,21 0,25 99,20% L0,8m ni podatka 0,22 99,40% L0,6m ni podatka 0,19 99,60% L0,4m ni podatka 0,16 99,80% L0,2m ni podatka 0,12 99,90% L0,1m ni podatka 0,093 99,92% L0,08m ni podatka 0,087 99,94% L0,06m ni podatka 0,08 99,95% L0,05m ni podatka 0,077

Tabela 4.1 Faktor življenjske dobe a1

a2 – koeficient, ki upošteva posebne lastnosti materiala ležajev in toplotne obdelave.

Pri standardnih ležajih je ta faktor 1, pri posebnih materialih (posebno visoka istost)

dopuš a standard, da se ta faktor zviša.


13

a3 – koeficient posebnih obratovalnih pogojev, ki upošteva stanje in lastnosti maziva pri

obratovalnih pogojih.

Formula za prera un ležajev po ISO 281 do leta 2007:

= × × × [vrtljaji 106] Ena ba 4.1

Lna – modificirana življenjska doba

4.2 Prera un ležajev po letu 2007

ISO 281:2007 na ina prera una iz poglavja 4.1 ne vsebuje ve , temve so faktorja a2 in a3

upoštevana v faktorju aISO .Izra un razširjene modificirane življenjske dobe Lnm se od leta

2007 dalje izvaja po naslednji formuli.

= × × Ena ba 4.2

Lnm - razširjena modificirana življenjska doba po ISO 281 [106 vrtljajev]

a1 – faktor za pri akovano življenjsko dobo ki odstopa od 90% iz tabele

aISO – faktor, ki upošteva obratovalne pogoje

aISO v bistvenem upošteva obremenitev ležaja, stanje maziva (viskoznost in vrsto maziva,

število vrtljajev, velikost ležaja, aditive), mejo utrujenosti materiala, vrsto ležaja, lastne

napetosti materiala, okoliške pogoje, ne isto e v mazivu.


14

= × , Ena ba 4.3

eC – faktor ne isto iz tabele (Katalog HR1 [3])

Cu – mejna obremenitev pri utrujenosti materiala in lastne napetosti materiala iz kataloga

HR1 [3] [N]

P – dinami na ekvivalentna obremenitev ležaja [N]

- razmerje viskoznosti (katalog HR1 [3]) (za vrednosti >4 se uporabi =4, za < 0,1 se ta

prera un ne uporablja

L10 – nominalna življenjska doba

Nominalna življenjska doba se izra una po naslednji formuli:

= Ena ba 4.4

= × Ena ba 4.5

L10h – nominalna življenjska doba v obratovalnih urah skladno z definicijo za L10 [h]

C – dinami na nosilnost ležaja [N]


p – koeficient življenjske dobe

Za valj ne ležaje: p=10/3


15

Za krogli ne ležaje: p=3

n – število vrtljajev

Dinami na ekvivalentna obremenitev ležaja P je ra unska vrednost. Obremenitev ležaja s P

da enako življenjsko dobo kot dejanska kombinirana obremenitev.

= × + × Ena ba 4.6


Fr – radialna dinami na obremenitev ležaja [N]

Fa – aksialna dinami na obremenitev ležaja [N]

X – Radialni faktor iz tabel za posamezno vrsto ležaja

Y - Aksialni faktor iz tabel za posamezno vrsto ležaja

Prera un na osnovi dinami ne ekvivalentne obremenitve ležaja ni dovoljen za radialne

igli ne ležaje, kakor tudi za aksialne igli ne ležaje in aksialne cilindri ne ležaje, saj ti ležaji ne

smejo biti obremenjeni s kombiniranimi obremenitvami.

4.3 Ra unalniško podprt prera un ležajev

Od leta 2007 je prera un razširjene modificirane življenjske dobe Lnm normiran po ISO

281:2007 [2]. Ra unalniško podprt prera un po prilogi 4 standarda ISO 281 [2] je specificiran

v ISO/TS 16 281 [4].

Pri podjetju Schaeffler se za osnovne prera une uporablja spletno orodje medias® [5] . Tam

lahko na osnovi izbire ležaja, opisa obremenitev, okolijskih pogojev, izvedeš osnovni

prera un življenjske dobe ležaja. Spodaj prikazujem primer na ležaju 6001-C-2HRS.


16

Prera un ležaja nove generacije 6001-C-2HRS

Slika 4.1 Izbira ležaja 6001-C-2HRS iz spletnega kataloga medias® [5]

Slika 4.2 70% asa je ležaj obremenjen z zgornjimi obremenitvami


17

Slika 4.3 30% asa je ležaj obremenjen z zgornjimi obremenitvami

Slika 4.4 Opis mazanja

Pri opisu mazanja se izbere na in mazanja, vrsto mazanja, vpliv okolice, isto o, vpliv

dodatnega vira toplote.

Slika 4.5 Opis posebnih pogojev

Pri posebnih pogojih se opiše na katero verjetnost doživetja se izvaja prera un (faktor a1),

izbere se okoliško temperaturo, ter ali se vrti notranji ali zunanji ležajni obro .


18

Slika 4.6 Prera un življenjske dobe nove generacije ležajev

Pri danih obremenitvah je izra unana modificirana življenjska doba 118.139 ur = 13,48 leta.

Podroben prera un prikazujem v prilogi 1.


19

Prera un stare generacije ležajev 6001-2RSR

Ležaji stare generacije so obremenjeni z identi nimi obremenitvami kot ležaji nove

generacije.

Slika 4.7 Izbira ležaja 6001-2RSR iz spletnega kataloga medias® [5]


20

Slika 4.8 Prera un življenjske dobe stare generacije ležajev

Pri danih obremenitvah je izra unana modificirana življenjska doba 65.558 ur = 7,48 leta. Podroben prera un prikazujem v prilogi 2.

Primerjava kataloških podatkov stare in nove generacije ležajev

Slika 4.9 Primerjava kataloških podatkov


21

Zunanje mere so pri obeh generacijah ležajev enake (to je standardizirano). So se pa zaradi

spremembe notranje konstrukcije spremenile nekatere mere (d2, D2 in d1), masa je ostala

enaka. Pove ala se je radialna dinami na nosilnost Cr ( za 1,8%), stati na radialna nosilnost

C0r je ostala enaka, zvišalo se je mejno število vrtljajev nG (za 36,1%). Za 25% se je pove ala

mejna utrujenostna obremenitev Cur.

Primerjava ra unskih rezultatov stare in nove generacije ležajev

Obremenitev 1 Obremenitev 2

asovni delež obremenitve 70% 30%

Fa 100 N 20 N

Fr 400 N 500 N

n: 3000 min-1 4000 min-1

Tabela 4.2 Pregled obremenitev ležajev

Ra unalniški prera un kaže pri enakih obremenitvah naslednje rezultate:

Ležaji stare generacije imajo izra unano modificirano življenjsko dobo 65.558 ur, ležaji nove

generacije imajo izra unano modificirano življenjsko dobo 118.139 ur. Osnovni prera un

kaže na 80% podaljšanje življenjske dobe z uporabo nove generacije ležajev.

Izra unana modificirana življenjska doba Lh_nm

Ležaj stare generacije – 6001-2RSR 65.558 ur

Ležaj nove generacije – 6001-C-2HRS 118.139 ur

Tabela 4.3 Primerjava izra unane življenjske dobe


22

5 SPREMEMBE PRI NOVI GENERACIJI KROGLI NIH LEŽAJEV

Ker so dimenzije krogli nih ležajev standardizirane po DIN 625, lahko proizvajalci ležajev

izboljšanja dosežejo s spremembami notranje konstrukcije, spremembami obdelave

materiala, spremembami na ina tesnjenja, ali izboljšavami proizvodnih postopkov.

Proizvajalec Schaeffler je pri novi generaciji krogli nih ležajev naredil naslednje izboljšave:

5.1 Izboljšave na podro ju kvalitete tekalnih površin:

- okroglost: izboljšan proces brušenja

- valovitost: izboljšan proces brušenja

- hrapavost: izboljšan proces honanja

Izboljšanje natan nosti profila in izboljšanje kvalitete tekalnih površin ima neposreden vpliv

na dolo itev faktorja Cu - mejne obremenitve pri utrujenosti materiala. Analogno kot pri

stati ni nosilnosti ležaja C0 je Cu definirana kot obremenitev, pri kateri je v najbolj

obremenjenem kontaktu dosežena trajna dinami na trdnost u.

Vpliv kvalitete obdelave površin na podaljšanje življenjske dobe ležajev

Na preizkuševališ u je bilo testirano kolikšen vpliv ima izboljšanje kvalitete tekalnih površin

na podaljšanje življenjske dobe. Rezultati testiranj so prikazani grafu 5.1.

Premica se je pri novi generaciji ležajev, kjer je bila izboljšana kvaliteta tekalnih površin

premaknila v desno. as odpovedi ležajev se je pri izboljšavi kvalitete tekalnih površin do

50%.


23

Izboljšana kvaliteta površine kotalnih elementov in tekalnih površin je bila dosežena z

na inom brušenja t. i. »plateau finishing«

Slika 5.1 Plateau finishing [6]

Ploš e, smer in globina brazd so odlo ilni za debelino mazalnega filma pri stiku kotalnih

elementov s tekalno površino.

Pomen hrapavosti na izboljšanje zmogljivosti delov ležajev

V nadaljevanju je podan opis površin:

Preizkuševališ e L11 Fr = 4,9 kN n = 9000 1/min

as obratovanja [h]

0.01

0.02

0.05

0.10

0.20 0.30

0.50

0.80

0.95 0.99

10 100 1000 10000 2 2 2 3 3 3 5 5 5

Verje

tnos

t odp

oved

i lež

aja

Ra, IR = standard Ra, AR = standard Ra, IR = optimirano Ra, AR = optimirano

Krogli ni ležaj mazanje

= 1

Graf 5.1 Primerjava življenjske dobe ležajev z novim na inom obdelave v primerjavi s standardno obdelavo [6]


24

Pri plateau finishing obdelavi ima tekalna površina ležaja pri enaki hrapavosti Ra ve je število

dolin kot hribov. V dolinah tekalne površine se lahko zadržuje mazivo in s tem se doseže

elasto-hidrodinami no mazanje že pri majhnih hitrostih. To ima za posledico manjše trenje in

manjšo obrabo.

Slika 5.2 Primerjava profila površine pri enaki hrapavosti Ra [6]

Ra je pri obeh površinah identi en.

Rsk definira razmerje med hribi in dolinami na površini.

Pri negativnem Rsk se pojavi elosto-hidrodinami no mazanje že pri majhnih hitrostih, kar ima

za posledico manj trenja in obrabe.

Zaradi tega se pri proizvodnji ležajev stremi k temu, da se v proizvodnem procesu dosežejo

tekalne površine z negativnim Rsk, oziroma, da se na koncu obdelave (honanje) doseže ve je

število dolin kot hribov.

Abbotova krivulja opisuje razmerje hribov in dolin v profilu hrapavosti.


25

Slika 5.3 Abbotova krivulja [6]

Rpk – višina hribov

Rvk – globina dolin

Dosežene kvalitete površin v proizvodnem procesu

Med serijsko proizvodnjo se med procesom, ki je pod kontrolo, dosegajo naslednje kvalitete

površin:

Po brušenju je bil delež hribov v profilu hrapavosti Mr1 približno 7%, delež dolin Mr2 pa

približno 10%. Po prvi fazi plateau finishing se je delež hribov zmanjšal na približno 6 %, delež

dolin pa pove al na približno 16%. Po drugi fazi plateau finishing se je delež hribov zmanjšal

na približno 2 %, medtem, ko je delež dolin ostal enak (približno 16%). Med samim

proizvodnim procesom, je potrebno izbrati optimalno razmerje med zahtevnostjo (stroški)

obdelave in izboljšavo obratovalnih lastnosti ležajev.


26

Slika 5.4 Prikaz Abbotove krivulje med proizvodnim procesom [6]

Po koncu procesa honanja je delež dolin v profilu materiala približno 16%, delež hribov pa

približno 2%.


27

5.2 Izboljšave v notranji konstrukciji

Zunanje izmere ležajev (notranji premer, zunanji premer in širina) so ostale enake, notranje

mere pa so bile spremenjene zaradi nove zasnove tesnil.

Slika 5.5 Konstrukcija stare izvedbe ležaja


28

D, d in b so ostali enaki, spremenile so se mere d1 in D2. Kljub temu, da so se spremenile

dimenzije D2 in d1 se lahko stara generacija ležajev brez težav zamenja z novo generacijo

ležajev. Pri novi konstrukciji krogli nih ležajev (zaradi nove konstrukcije tesnila se je

spremenila oblika konture roba pri notranjem in zunanjem obro u) je tesnilo na notranji

strani ležaja in ne sega izven ležaja kot pri prejšnji generaciji. Zaradi tega ne pride do

kontakta med vrte imi in ne vrte imi deli (gred, ohišje)

Spremenil - pove al se je radij žleba na zunanjem obro u ležaja.

Standardna natan nost ležajev nove generacije je P6 po standardu DIN 620-2. Natan nost

kroglic je v G5.

Slika 5.6 Konstrukcija nove izvedbe ležaja


29

d a

Da

d a

d D Da

Slika 5.7 Stara konstrukcija ležaja – priklju ne mere

Slika 5.8 Nova konstrukcija ležajev Generacija C – priklju ne mere


30

Staro generacijo ležajev je mogo e, ne glede na namen uporabe, zamenjati z ležaji iz nove

generacije. Priklju ne mere ležajev nove generacije so ostale nespremenjene.

5.3 Izboljšave pri kletkah

Kletka pri krogli nem ležaju služi, da lo i kotalne elemente, drži kotalne elemente na enakem

razmiku in da vodi kotalne elemente iz neobremenjene cone v cono obremenitve (pot na

obsegu ležaja, kjer se obremenitev prenaša iz enega obro a na drug obro ). Na voljo so

kletke iz razli nih materialov in razli nih konstrukcij.

Jeklena kovi ena kletka je zelo robustna in ima visoko togost, je bolj odporna na udarne

obremenitve, je tišja kot prejšnja generacija kovi enih jeklenih kletk in ima ve je mejno

vrtilno hitrost kot prejšnja generacija.

Slika 5.9 Jeklena kovi ena kletka


31

Ležaji s poliamidno kletko porabijo manj energije, generirajo manj toplote, pri aplikacijah,

kjer so prisotne velike hitrosti je doba uporabnosti masti daljša in s tem tudi življenjska doba

ležaja. Poliamidna kletka ima lastnost da duši vibracije in dopuš a ve je mejne vrtilne hitrosti

kot prejšnja generacija.

Slika 5.10 Poliamidna kletka


32

5.4 Izboljšave pri tesnilih

Z tesnilo

Z tesnilo je ne dotikajo e se tesnilo iz plo evine, ki je namenjeno za višje hitrosti in povzro a

malo trenja.

Z izvedbo novega tesnila je bila oblika optimizirana tako, da ima sedaj obliko labirintnega

tesnila. Utori v zunanjem in notranjem obro u in oblika tesnila so bili prilagojeni novi

konstrukciji tesnil.

Posledica teh sprememb so:

- daljša življenjska doba

- izboljšana zaš ita proti kontaminaciji (vdoru umazanije v ležaj)

- pove ana življenjska doba masti

- izboljšana zaš ita proti prahu

HRS, BRS in ELS tesnila

HRS tesnilo je dotikajo e se tesnilo, BRS tesnilno je ne dotikajo e se tesnilo. Obe tesnili

imata ogrodje iz jeklene plo evine, ki je oplaš eno z umetno maso (Nitril-Butadien-Kav uk).

Slika 5.12 Stara izvedba Z tesnila Slika 5.11 Nova izvedba Z tesnila – C generacije


33

HRS Tesnilo je dotikajo e se tesnilo, ki se v eni to ki dotika notranjega obro a.

Nova izvedba tesnila HRS ima inovativno geometrijo kontaktne ustnice. Kontaktna ustnica

ima aksialni kontakt z notranjim obro em ter ventilacijske utore, s pomo jo katerih ob

vrtenju odbija prah in zadržuje mast v ležaju.

Prednosti novega tesnila HRS v primerjavi s staro izvedbo RSR so:

- daljša doba obratovanja ležaja

- zaš ita pred vdorom ne isto in teko in v ležaj

- zmanjšano trenje in s tem manjše segrevanje med obratovanjem

- dolga življenjska doba masti; namazani za as življenjske dobe ležaja

- dopuš a ve je vrtilne hitrosti

- izboljšan tek ležaja

Slika 5.13 HRS tesnilo


34

Tesnilo BRS je ne dotikajo e se tesnilo

Tesnilo BRS ima konstrukcijo s funkcijo labirintnega tesnila. Utori na notranjem in zunanjem

obro u ter geometrija tesnila so funkcionalno prilagojeni in skupaj tvorijo labirint.

Prednosti tega tesnila so:

- dolga obratovalna doba

- izboljšana zaš ita proti kontaminaciji

- dolga življenjska doba masti; namazani za as življenjske dobe ležaja

- brez uhajanja maziva v primerih uporabe z vrtljivim zunanjim obro em

Slika 5.14 BRS tesnilo


35

Tesnilo ELS

Tesnilo ELS je nov tip tesnila »enoustni no gumijasto kontaktno tesnilo«

Tesnilo ELS ima novo geometrijsko zasnovo kontaktne ustnice, aksialni kontakt med

notranjim obro em in tesnilno ustnico, ventilacijske utore ter konstrukcijo tesnila za

odbijanje prahu ter zadrževanje masti v ležaju.

Zasnova tesnila na zunanji strani, kakor tudi najmanjša možna zra na rega med notranjim

obro em in protiprašno ustnico otežujejo vstop prahu in vode v ležaj, hkrati pa se je s

spremenjeno obliko tesnilne ustnice še izboljšala u inkovitost tesnjenja. Skupaj z utorom na

notranjem obro u ustvarja geometrija tesnilne in protiprašne ustnice u inkovit labirint.

Hkrati pa deflektor masti na notranji strani tesnila u inkovito zadržuje visoko kvalitetno mast

v ležaju.

Slika 5.15 ELS tesnilo


36

Prednosti ELS tesnila so:

- daljša obratovalna doba ležaja

- izboljšana zaš ita pred kontaminacijo in teko inami

- manjše trenje in segrevanje

- daljša življenjska doba masti

- dovoljene ve je hitrosti

- izboljšan tek ležaja

Pravilo »preko palca« velja, da k trenju v ležaju do 50% prispeva tesnilo, mazivo do 30% in

mehanika do 20%. Z ELS tesnilom se trenje v ležaju napram klasi nim gumijasti tesnilom

zmanjša za približno 30%.

Slika 5.16 Primernost tesnil glede na obratovalne pogoje


37

5.5 Pregled tehnoloških sprememb na ležajih

Pove anje radija žleba na zunanjem obro u ležaja.

Ozek radij žleba, po katerem se kotalijo ležajne kroglice povzro a trenje. Zaradi tega se je pri

novi generaciji ležajev ta radij pove al. Posledica tega je:

- Manjše trenje

- Zmanjšanje obratovalne temperature ležaja

Izboljšanje parametrov tekalnih površin:

- Okroglost (izboljšan proces brušenja)

- Valovitost (izboljšan proces brušenja)

- Hrapavost (izboljšan proces honanja)

Vse to ima za posledico zmanjšanje trenja in šumnosti.

To nost

Ležaji se proizvajajo v razli nih to nostnih razredih. Obi ajno se za normalno strojegradnjo

uporabljajo ležaji to nosti PN (normal). Razredi to nosti so po standardu DIN620-2 in DIN

620-3 definirani s to nostnimi razredi in sicer od normalne to nosti PN, P6, P5, P4, P2, pri

emer manjša številka pomeni ve jo to nost.

Pri zahtevnejših napravah, kot s v obdelovalnih stroji, merilni stroji, letalska in vesoljska

tehnika … je potrebno vgraditi natan nejše ležaje. Takrat to nost PN ne zadostuje ve in je

potrebno vgraditi ležaje s to nostjo P6, P5, P4 ali celo P2.

Podatki o tolerancah posameznih ležajev v razli nih izvedbah to nosti so obi ajno prikazani v

katalogih proizvajalcev ali pa se dobijo na zahtevo pri proizvajalcu.

Ležaji nove generacije imajo standardno toleran ni razred P6 po standardu DIN 620-2.

Rezultat je zmanjšanje šumnosti in trenja.


38

Kvaliteta ležajnih kroglic G5, tendenca G3, kar ima prav tako za posledico zmanjšanje

šumnosti.

Nova jeklena kovi ena kletka

- Pove ana to nost

- Pove ana togost

Posledica je zmanjšanje šumnosti / trenja in možne višje vrtilne hitrosti ležajev.

Novo jekleno tesnilo Z

- Izboljšanje zaš ite proti vdoru prahu

Posledica je podaljšanje življenjske dobe ležaja.

Nova gumijasta tesnila (HRS, ELS)

- Izboljšanje zaš ite pred izstopom masti med obratovanjem

- Izboljšanje zaš ite pred vdorom teko in (vode) v ležaj

- Izboljšanje zaš ite pred vdorom prahu v ležaj

- Zmanjšanje trenja v ležaju


39

6 PRIMERJAVA NOVE IN PREJŠNJIH GENERACIJ LEŽAJEV

6.1 Šumnost

Šumnost oz. hrupnost posameznega stroja je zelo pomembna, saj je hrup mote in negativno

vpliva na osebe, ki delajo v hrupnem okolju in zvokovno onesnažuje okolje. Kako vpliva zvok

na loveka v odvisnosti od frekvence zvoka je prikazano na grafu 6.1 [7].

Graf 6.1 Slišnost zvoka v odvisnosti od frekvence zvoka [7]

Ležaji se standardno testirajo na šumnost. Za postopek testiranja so predpisani pogoji in

sicer:

- Vrtljaji

Obi ajno so med 450 in 3.600 min-1. Zelo pogosto pa so dolo eni na 1.800 min-1.

- Obremenitve

Obremenitve morajo biti tako velike, da je popolnoma zagotovljeno kotaljenje

kotalnih elementov ležaja v dovolj veliki coni obremenitve

- Merilne veli ine

Merijo se hitrost in pospeški nihanja.

- Frekven na obmo ja


40

Merijo se tri frekven na obmo ja:

Nizki pas frekvenc: 50…300 Hz

Srednji pas frekvenc 300 …1.800 Hz

Visoki pas frekvenc 1.800…10.000 Hz

- Stanje ležajev

Testirajo se ležaji zaš iteni s petrolejem ali v konzerviranem stanju ali v namazanem

stanju

Na naslednjih grafih so prikazani rezultati testiranj ležajev nove generacije (C Generation) v

primerjavi z ležajem iz starejše generacije in aktualnim ležajem, ki jih proizvajajo primerljiva

konkuren na podjetja.

Slika 6.1 Prikaz testiranja šumnosti

Šumnost elektromotorja opremljenega z

novo generacijo krogli nih ležajev se je

zmanjšala za 17 dB v primerjavi z

elektromotorjem, ki je bil opremljen s

staro generacijo ležajev.

Rezultati testiranj šumnosti

V grafih 6.3, 6.4 in 6.5 prikazujem rezultate testiranj ležaja nove generacije s konkuren nimi

ležaji. Rezultati prikazujejo, da ležaji nove generacije izkazujejo manjšo šumnost predvsem v

Graf 6.2 Zmanjšanje šumnosti z uporabo nove generacije ležaja


41

srednjem in visokem frekven nem pasu. Ta dva frekven na pasa pa sta loveškemu ušesu

najbolj zaznavna.

Graf 6.3 Testiranje šumnosti: referen ni ležaj 6201-C


42

Graf 6.4 Testiranje šumnosti referen ni ležaj 6202-C

Graf 6.5 Testiranje šumnosti referen ni ležaj 6207-C

6.2 Trenje

Trenje v ležaju je nastaja zaradi drsnega trenja, trenja zaradi maziva, trenja zaradi rotacije

kotalnih elementov, trenja zaradi tesnil….. Vse skupaj da izmerjen torni moment.


43

Slika 6.2 Trenje v ležaju

Trenje v ležaju

+ drsno trenje

+ trenje zaradi vpliva maziva

+ trenje zaradi rotacije kotalnih elementov

+ trenje zaradi tesnil

+ ……

= izmerjeni skupni torni moment

Torni moment med obremenitvijo se meri po naslednjem principu:

Pri izbrani vrtilni frekvenci se ležaj obremeni z radialno silo in s pomo jo vzvoda na

zunanjem obro u se meri sila.

Kraftaufnehmer

MF

Kraftaufnehmer

MF

Fr Radialna sila

Merilnik sile

l

Slika 6.3 Merjenje tornega momenta ležaja


44

= × Ena ba 6.1

M= torni koeficient kotalnega ležaja

F= reakcijska sila izmerjena z merilnikom sile

l= dolžina ro ice

Koeficient trenja se lahko meri še na razli ne druge na ine, kot je na primer merjenje kota

zasuka, merjenje segrevanja mirujo ega obro a ležaja ali kombinacije razli nih na inov

merjenja.

Rezultati testiranj trenja pri ležajih

Na grafih 6.6, 6.7 in 6.8 prikazujem rezultate testiranj tornega momenta. Torni moment nove

generacije ležajev se je primerjal s tornim momentom ležajev drugih proizvajalcev in tornim

momentom ležajev stare generacije. Rezultati kažejo, da je torni moment nove generacije

ležajev znatno manjši, do 35 % glede na prejšnjo generacijo [8].


45

Graf 6.6 Testiranje tornega momenta: Referen ni tip :6306

Graf 6.7 Primerjava tornega momenta: Stara izvedba napram novi generaciji Referen ni ležaj

6306-C


46

Graf 6.8 Primerjava tornega momenta: Referen en ležaj 6201-C


47

7 PRAKTI NI PRIMERI UPORABE NOVE GENERACIJE LEŽAJEV

Ker so zahteve po zmanjšanju porabe energije in zmanjšanju glasnostih aplikacij vedno ve je,

so nekateri proizvajalci novo generacijo ležajev testirali in jih na osnovi rezultatov tudi

vklju ili v redno proizvodnjo. Spodaj prikazujem nekaj primerov, kjer so staro generacijo

ležajev ali ležaje konkurence zamenjali za novo generacijo ležajev.

Proizvajalec rpalk je testiral ležaje 6201-C-2Z-C3 in 6204-C-2Z-C3 namazane z njegovo

posebno mastjo. Test je potekal tako, da je elektro motor pospeševal do maksimalnih

vrtljajev , nato pa je je bilo izklju eno napajanje. Merjen je bil as, ki je bil potreben, da se je

motor popolnoma zaustavil. Rezultati so bili primerjani za razli ne izvedbe in blagovne

znamke ležajev.

Proizvajalec rpalk je izmeril pri elektromotorjih opremljenih s staro generacijo ležajev

povpre en as zaustavitve je 6,46 s, pri elektromotorjih opremljeni z novo generacijo ležajev

pa 9,4 s. Razlika je 45,56 %.

Merjenje izgube mo i na liniji za sestavljanje. Zelo kratek as meritve (20 sek)

Graf 7.1 Izguba mo i pri razli nih vrtljajih

Ležaji nove generacije imajo ve jo izgubo mo i pri manjših vrtljajih, pri višjih vrtljajih pa se

izguba mo i zmanjša. Razlog za pove ano izgubo mo i na za etku testiranja je v tem, da se je


48

Slika 7.2 Primer uporabe ležajev nove generacije v avtomobilski industriji

testiranje izvedlo brez utekanja ležaja in pravilne porazdelitve masti. ez as se mast po

ležaju enakomerno porazdeli in se tako izboljša mazanje, ter s tem zmanjša trenje. Podobno,

kot se to izvaja pri vretenskih ležajih (Primer na sliki 7.1).

Slika 7.1 Primer utekanja vretenskih ležajev (priporo ila proizvajalca FAG)

7.1 Avtomobilska industrija

Proizvajalec ventilatorja hladilnega sistema v avtomobilski industriji se je po testiranju

ležajev odlo il za novo generacijo krogli nih ležajev. V ventilatorje hladilnega sistema serijsko

vgrajuje ležaje nove generacije in ventilatorje dobavlja razli nim avtomobilskim

proizvajalcem.


49

Slika 7.3 Vpliv ležaja na elektro motorju na glasnost celotnega pralnega stroja

7.2 Proizvajalec bele tehnike

Zaradi težav z glasnostjo elektromotorjev se je proizvajalec bele tehnike odlo il testirati novo

generacijo ležajev. Skupaj z razvojnim oddelkom proizvajalca bele tehnike smo izbrali

primerne ležaje in sicer: 6202-C-2Z-L138_35-R13-22 in 6002-C-2Z-L138_35-R13-22.

S pomo jo nove generacije ležajev in namenske radiane zra nosti (to pomeni, da se ni

uporabila standardna zra nost ležaja n.pr. C3 ampak zožena zra nost C4, ki ni

standardizirana) se je zmanjšal hrup celotnega pralnega stroja, saj ima glasnost motorja vpliv

na glasnost jermena, jermenice in bobna pralnega stroja.

Na slikah prikazujem primer prera una radialne zra nosti ležaja na bobnu pralnega stroja.

Obstoje i konstrukciji je vgrajen ležaj 6205 s standardno radialno zra nostjo C3. Ta radialna

zra nost lahko med obratovanjem doseže najmanjšo radialno zra nost –12,7µm, kar pomeni,


50

da je ležaj prednapet, zato je tek bobna težak, življenjska doba ležaja pa je zaradi

prednapetja krajša.

Naš predlog je bila vgradnja ležaja 6205 z zoženo C4 radialno zra nostjo 28 – 40 µm.

Najmanjša zra nost med obratovanje v tem primeru je 2,3 µm in ne povzro a prednapetja.


51

Slika 7.4 Prera un radialne zra nosti med obratovanjem – obstoje a situacija

Slika 7.5 Prera un radialne zra nosti - predlog ležaja z zoženo C4 radialno zra nostjo


52

8 ZAKLJU EK

Namen diplomske naloge je bil predstaviti izboljšave in novosti na podro ju krogli nih

ležajev, ki so se zgodile v zadnjih nekaj letih. V veliko napravah se uporabljajo krogli ni ležaji

razli nih dimenzijah in morajo delovati v razli nih obratovalnih pogojih. Krogli ni ležaji se v

veliki ve ini uporabljajo v raznovrstnih izvedbah elektromotorjev, ki se uporabljajo za

razli ne namene. Sodobne naprave morajo izpolnjevati naslednje lastnosti:

- porabiti morajo manj energije kot naprave prejšnje generacije

- morajo biti tišje kot naprave prejšnjih generacij

- izmere bi morale biti manjše

- masa naprav mora ob enaki u inkovitosti ostati enaka ali po možnosti manjša

- življenjska doba mora biti zagotovljena za celotno garancijsko dobo, po možnosti brez

vzdrževanja.

Na podlagi pregleda lastnosti nove generacije v primerjavi s staro generacijo lahko

ugotovimo, da so nove generacije ležajev med obratovanjem tišje, imajo manjše trenje,

imajo boljše sisteme tesnjenja, življenjska doba je daljša.

Z uporabo novih generacij krogli nih ležajev lahko proizvajalci pri periodi nih revizijah

konstrukcij svojih naprav predvidijo in uporabijo nove generacije ležajev. Na ta na in lahko

brez velikih vložkov svoje naprave izboljšajo, jih naredijo manj glasne, izboljšajo energetsko

inkovitost, podaljšajo življenjsko dobo, uporabijo manjše dimenzije ležajev in s tem

zmanjšajo maso svojih naprav.


53

SEZNAM UPORABLJENIH VIROV

[1] Statisti ni urad Republike Slovenije, „Statisti ni urad RS,“ [Elektronski]. Available:

http://pxweb.stat.si/sistat/24?expandall=24_px/.

[2] International Organization for Standardization, „ISO 281 Rolling bearings — Dynamic load

ratings,“ 2007-02-15. [Elektronski]. Available: www.iso.org.

[3] Schaeffler Technologies AG Co. KG, Wälzlager HR1, 2011.

[4] ISO.org, „ISO TS 16 281,“ [Elektronski]. Available: www.iso.org.

[5] Schaeffler Technologies AG & Co. KG, „Medias professional - Produktkatalog,“

[Elektronski]. Available: http://medias.schaeffler.de/medias/de!hp/.

[6] dr. Lösche, „IIT Schaeffler Die Bedeutung der Rauheit für die Leistungsfähigkeit von

Lagerteilen,“ 2003.

[7] D. M. G. Dr. Katharina Stroh, „Lärm – Hören, messen und bewerten,“ Bayerisches

Landesamt für Umwelt (LfU), 2013. [Elektronski]. Available:

http://www.lfu.bayern.de/umweltwissen/doc/uw_34_laerm_messen_bewerten.pdf.

[8] Schaeffler Technologies AG Co.KG, „FAG Generation C,“ 2016. [Elektronski]. Available:

http://www.fag-generationc.info/.


54

PRILOGA 1: PRERA UN LEŽAJA 6001-C-2HRS


55


56


57

PRILOGA 2: PRERA UN LEŽAJA 6001-RSR


58


59

izboljŠave na podro ju krogli nih leŽajev84829900 deli kotalnih ležajev, drugi 2385 5% 84832000...

Documents