Általános ismertet? a csapágyakról

(Szerző: (), utoljára módosítva: 2006.11.19.)

Általános Müszaki

Ismeretek

Radiális Sikló és Gőrdülőcsapágyak

Giczi Gábor H./1.

Kandó Kálmán Müszaki Főiskola

Forgómozgást végző tengelyeknél és gépszerkezeteknél a mozgás vezetésére és a tengely megtámasztására szolgáló gépelemek a csapágyak. A csapágyak feladata az alátámasztáson kivûl elsősorban az, hogy minnél kisebb súrlódási ellenállásal biztositsák a tengely forgását. Ha az elmozduló felületek között kenőanyag csökkenti a súrlódást, siklócsapágyról, ha gördülőtest, akkor gőrdûlőcsapágyról beszélünk.

A csapágy terhelésének iránya lehet radiális (sugárirányú), vagy axiális (tengelyirányú). A valóságban mindkét irányú terhelés egyszerre léphet fől. Ezért mindig a mértékadó terheléshez kell csapágyat választani.

Radiális siklócsapágyak

 

Siklócsapágyak felépitése

Siklócsapágyaknál a tengely nem kőzvetlenül a gépben kialakitott furatban, hanem a tőbb részből álló csapágyban fordul el.

A csapágy részei:

- Csapágyház osztott vagy osztatlan kivitelben

- Csapágypersely osztott vagy osztatlan kivitelben

- Ha kûlön szükség van rá, akkor csapágybélés, amit külön visznek fel a csapágypersely 

 felületére

- Kenőanyag bevezető és elosztó.

Siklócsapágyak fő fajtái

Szemcsapágy: Egyszerû kivitelû, egy darabból őntéssel készûlt csapágy. Kisebb igényû esetekben persely nélkûl is alkalmazzák, ilyenkor a csapágyház őntöttvas anyaga szerepel perselyanyagként. Ha nagy fordulatszámú helyen akarják alkalmazni, akkor bronzpersellyel használják. A kenést a felső furaton keresztûl oldják meg.

Kúpos furatú csapágyak: Pontos futású és kis hézagú csapágyaknál olyan megoldást kell használni, hogy legyen lehetőség a csapágyhézag állitására. Ilyenkor a csapágy házát kúpos furattal készitik, amelyben a behasitott persely tengelyirányban állitható. Ezt a megoldást gyakran alkalmazzák szerszámgépek futáspontos főorsóin, hogy a kopás során megnőtt csapágyhézagot megfelelően lehessen csőkkenteni.

Osztott csapágyak: Jellemzője hogy a csapágyház és a csapágypersely két darabból áll. Általában stabil gépeknél használják. Előnyûk, hogy a tengelycsapot a nyitott csapágyba lehet fektetni, illetve hántolással be lehet illeszteni.

Siklócsapágyak kenése

Siklócsapágyakban a tengelycsap és a csapágypersely kőzé kenőanyagot kell vezetni. A kenőanyag feladata a surlódás csőkkentése, a csapágy hûtése, és a korrózió megakadályozása.

A kenőanyag forgás kőzben elválasztja egymástól a súrlódó felületeket, a fordulatszám nővekedésekor lebegésben tartja a tengelycsapot.

A csapágy mûködési fázisaiban fellépő surlódás nagyságát mutatja be a súrlódási diagramm.

Eszerint a fordulatszám nővekedésével kezdetben rohamosan csőkken a súrlódás, és száraz súrlódásból fokozatosan folyadéksúrlódásba megy át. A legkisebb súrlódás akkor lép fel, amikor az elforduló részeket egy nagyon vékony kenőanyagréteg (olajfilm) választja el egymástól. A fordulatszám további nővekedésére vastagodik a kenőanyagréteg, és kis mértékben nővekedik a súrlódás is.

Az hogy milyen kenőanyagréteg alakul ki, fûgg:

- A tengelycsap kerületi sebességétől

- A kûlső erőktöl

- A csapágytûréstől és a felületi minőségtől

- A kenőanyag viszkozitásától

- A csapágy méreteitől (szélesség, átmérő)

- Az olajfilm kialakulását elősegitő szerkezeti megoldásoktól

A kenésnél figyelni kell, hogy csak alacsony nyomású helyeken szabad kenőanyagot bevezetni, és nem szabad megszakitani hordozóképes olajfilmet.

Siklócsapágyak anyagai

A csapágyak súrlódási viszonyait a csapágyperselyek és a bélések anyaga dőntően befolyásolja. A siklófelület anyagával szemben az alábbi kővetelményeket támasztják:

- Jó siklási tulajdonság, kis súrlódás

- Jó szilárdság, nyomóigénybevétel és kifárasztó hatással szembeni ellenállás

- Jó hővezető képesség, a súrlódási hő gyors átadása a csapágyháznak

- Rugalmasság, az egyenetlen terhelések felvételére

- Beágyazó képesség, az esetleg leváló fémszemcsék be tudjanak épûlni a bélésanyagba

- Jó megmunkálhatóság

- Korrózióállóság

Néhány csapágyanyag jellemzője:

Bronz csapágypersely surlódása, és szilárdsága jó, kőzepes terhelésû, és fordulatszámú motorokhoz használják.

ón és ólomalapú csapágyfémeket csak bélésanyagnak használnak. Ezeknek a csapágyoknak jó a súrlódása és a beágyazóképessége, de alacsony az olvadáspontja, kis terhelésû, nagy fordulatszámú tengelyekhez alkalmas.

A kőnnyûfém csapágyak főleg aluminium és magnézium őtvözetek. Előnyük a kis súly, és a jó hővezetőképesség, hátrányuk a nagy hőtágulás.

Õntöttvas csapágyakat kis terhelés és fordulatszám mellett használnak. Akkor alkalmazzák ha nincs kûlön persely.

A mûanyag csapágyak kőnnyûek, jó a súrlódásuk, kopásállóak, viszont nagy a hőtágulásuk és rossz hővezetők. Főleg bélésanyagként használják acélperselyre ragasztva. Fő fajtáik: textilbakelit, poliuretán, teflon, mûszén, poliamidok.

Az őnkenő csapágyak porkohászati eljárással készûlnek. A vasport kevés grafittal és ólommal keverik, majd nagy nyomással a kivánt alakra sajtolják. Utána 1000 ‘C körüli hőmérsékleten izzitással zsugoritják. Zsugoritás kőzben lyukak maradnak a szerkezetben, melyeket kifőzéssel olajjal telitenek. Ezek után üzemelés kőzben melegedés hatására a felületre szivódik a grafitos olaj és kenőréteg jön létre. Szakaszos mûködésû, kisebb terhelésû gépeknél alkalmazható.

A siklócsapágyak fő tulajdonságai

- Egyszerû a csapágy felépitése és a gyártása, akár részenként is beépithető

- A nagy csúszófelûletek csőkkentik a rezgéseket és a zajhatást, így a csapágy futása simább,

 csendesebb

- Az olajfilm rugalmassága megakadályozza, hogy a gép tőbbi része is átvegye a rezgéseket

- Nagyobb súrlódás és kopás jellemzi mint a gőrdûlőcsapágyakat

- Nem lehet változtatni a forgásirányát

- A megfelelő mûködés lényegében a jó kenésen múlik

Radiális gördülőcsapágyak

Gőrdülőcsapágyazásnál az elmozduló felületek közé a súrlódás csökkentésére gőrdülőelemeket tesznek, a két mozgó felület a gőrdülőelemeken keresztûl érintkezik.

gőrdülőcsapágy felépitése

Részei:

- Külső gyûrû

- Belső gyûrû

- Gőrdülő test

- Golyókosár

A belső gyûrûbe helyezik a tengelyt, a csapágyházba kerûl a kûlső gyûrû, mindkettő felületén a gőrdülőtestek részére edzett és fényesitett futópályát alakitanak ki.

A csapágyak gördülőtestjei különböző alakú forgásfelületek, golyó, henger, csonkakúp, szimetrikus vagy asszimetrikus hordóalakúak. A gördülőtestek egyenletes eloszlását a kerületen a csapágy kosara biztositja, amely kőrbefogja a gőrdülőelemet, és megakadályozza annak oldalirányú elmozdulását. A kosár a gördülőtestnél lágyabb anyagból készûl, lágyacél lemezből, sárgarézből, bronzból, kőnnyûfémből, esetleg mûanyagból.

Gőrdülőcsapágyak fajtái

Tőbb szempont szerint osztályozhatjuk a gőrdülőcsapágyakat:

Gőrdülőtest formája szerint golyós vagy gőrgős csapágy

A golyós csapágyok magas fordulatszámtartományban használatosak, kevésbé terhelhetők.

A gőrgős csapágyok nagyobb sugárirányú terhelést képesek elviselni, kisebb az alakváltozásuk.

A gőrgők egy vonal mentén fekszenek a gyûrûk futópályáin. A henger és hordógőrgős csapágyakat ezenkivûl nagy futáspontosság, és élettartam is jellemzik, és jól birják a dinamikus igénybevételeket is.

Ha kevés sugárirányban a hely, tûgörgős csapágyat használnak. Ez is nagy sugárirányú erővel terhelhető.

Szerkezeti szempont szerint merev vagy beálló

A beálló csapágyakat akkor használják, ha a házfurat és a tengelycsap egytengelyüsége nem biztositható. A kûlső gyûrûben kialakitott futópálya gőmbfelületü, ezért 2-3’-os szögeltérés a csapágy mûködését nem befolyásolja. Elsősorban kőzlőmû tengelyek csapágyazására használják.

Gőrdülőtestek elhelyezése szerint egysoros, kétsoros, vagy tőbbsoros csapágyak

A gördülőcsapágyakat készitik 2 vagy 3 golyósorral is. Ezeknél a csapágyaknál a golyósorok nem egyenletes terhelésüek. Nagy kopásnak, pornak kitett mezőgazdasági gépek csapágyaiban a kopás rővid időn belül biztositja a golyósorok közötti egyenletes tehereloszlást, a csapágy nagyobb élettartamú pontos futását.

Kétsoros hengergőrgős csapágyak fokozott pontosságú futásra képesek.

  

Gőrdülőcsapágyak kenése

A gőrdülőcsapágyak kenőanyagi 3 lényeges feladatot látnak el:

- súrlódás csőkkentése a csapágyban

- csapágy szennyeződésének megakadályozása

- csapágy hûtése

Sokszor olyan csapágyat alkalmaznak, melyet teljes élettartamára bezsiroznak. Ezekhez speciális, megfelelő élettartamú zsirokat használnak, és a kûlső szennyeződésektől tőmitéssel védenek.

gördülőcsapágyak fő tulajdonságai

- Nemzetközi szabványok biztositják csereszabatosságát, meghibásodás esetén elég kicserélni.

- Kisebb súrlódás mint a siklócsapágyakban, és fûggetlen a fordulatszámtól

- Sokkal kevesebb gondozás, és kenőanyag szükséglet mint a siklócsapágyaknál

- Hosszú használat után is csak kicsit nővekszik a csapágy holtjátékát

- Nem befolyásolja a változó forgásirány

- Nincs bejáratási idő

- A gördülőtestek váltakozva kerülnek a terhelőerő hatásvonalába, ahol rugalmas alakváltozást

 szenvednek, és rezgést keltenek.

- Érzékeny a szennyeződésekre

- Érzékeny az ütésre, ütközésre

- Szûkebb tûrések szûkségesek a tengelycsapokra és a házakra

- Korlátozott fordulatszámig használható

- Nagy zajképződés

- Nagyobb beépitési átmérő, mint a siklócsapágyaknál