www.chikaasistent.com Prema definiciji iz knjiga ležaj predstavlja pokretni spoj dva ili više dijelova mašine ostvaren klizanjem ili kotrljanjem. Glavna im je namjena da vrše ulogu oslonca na koje vratila i osovine prenose spoljašnje sile kojima su izložene kao i težine obrtnih dijelova. Dakle, ležaji služe za pokretnu vezu dijelova mašine koja su predviđena kao mjesta oslonaca kao što su rukavci na vratilima, osovinama ili osovinicama. Da mnogo ne duljimo sa njihovom strukturom, mogućnostima kroz historijski tok razvoja bla bla bla ... spomenut ćemo dva pristupa koja su danas najzastupljenija da bi na kraju spomenuli i treću opciju koja je sve više u prodoru. Prema konstrukciji ležišta mogu da budu: - Klizna – predstavljaju pokretni spoj dva ili više mašinskih dijelova ostvaren klizanjem. - Kotrljajna – prenose opterećenja kao i klizna sa pokretnih (vratila i osovine) na nepokretne Rukavac se nalazi u dodiru sa posteljicom ležišta tj. kontakt se ostvaruje trenjem klizanja. dijelove (kućišta i poklopci) pri čemu nema neposrednog, direktnog dodira između rukavca i posteljice. U slučaju kotrljajnog ležaja, njegova konstrukcija je predvidjela da se kretanje pokretnog dijela prenosi na nepokretne dijelove putem kotrljajnih tijela tj. da se iskoristi trenje kotrljanja koje je znatno manje u odnosu na trenje klizanja. Klizna ležišta Iako su danas skoro u potpunosti potisnuta od strane kotrljajnih ležaja, ipak su se klizna ležišta održala u nekim veoma specifičnim mašinskim aplikacijama. Svoj rad zasnivaju na već spomenutom trenju klizanja sa svim popratnim prednostima i nedostatcima. Konstrukcija im je veoma jednostavna. Sastoji se od Postolja i Poklopca u koje ulazi Posteljica (jedno ili dvo-djelna) da bi se to onda sve pričvrstilo vijcima. U datu posteljicu ulazi onda obrtno tijelo (vratilo ili osovina). U kliznim ležajevima je od krucijalnog značaja da se vrši podmazivanje između obrtnog tijela i posteljice. Stoga se mazivo smatra elementarnim konstruktivnim dijelom bez kojeg klizna ležišta nebi mogla raditi u ekonomskom pogledu. Konstrukcija kliznog ležišta Ono što se po pitanju ovih ležaja veoma često može sresti u literaturi jeste i termin „Hidrodinamičkog“ podmazivanja. Naime, kada se obrtno tijelo počne obrtati dolazi do odstupanja ose vratila i ose posteljice. Javlja se odgovarajući ekscentricitet koji izmješta vratilo u raznim pravcima što opet prouzrokuje razne oscilacije, vibracije i sve ostale negativne popratne pojave koja ova dva pojma nose sa sobom kada su u pitanju mašinske konstrukcije. Sve ovo je posljedica maziva koje se nalazi između jako malog zazora posteljice i obrtnog tijela. Najgore što se može desiti po tom pitanju jeste tzv. suho trenje tj. da obrtno tijelo direktno struže od posteljicu jer onda bi gubitci bili enormni ali bi cijela konstrukcija uskoro nakon toga i otkazala zbog povećanog razvoja toplote, habanja dijelova i tako dalje... www.chikaasistent.com Mnogo je drugih faktora koji utiču na koaksijalnost vratila i posteljice. Odabir maziva je zasigurno jedan od njih. U pitanje dolaze razna ulja pa čak i zrak. Hidrodinamičko podmazivanje znači da se mazivo raspoređuje po zazoru na osnovu dinamičkog kretanja vratila. Za razliku od njega, hidrostatičko podmazivanje podrazumijeva da imate mazivo pod pritiskom unutar zazora između vratila i posteljice. Također su moguće i varijante aerodinamičkog i aerostatičkog podmazivanja gdje se koristi zrak. Dakle, kod kliznih ležajeva je glavna „caka“ da ostavarite potpuno podmazivanje tj. da je uvijek obezbjeđen određeni tanki sloj između vratila i posteljice tako da vratilo (obrtno tijelo) faktički „pliva“ ali uvijek ostaje problem famoznog ekscentriciteta sa svim popratnim posljedicama. Da bi se ostvarilo potpuno podmazivanje potrebno je ispuniti nekoliko preduslova: - - Obezbjediti potreban zazor između rukavca i posteljice što je samo po sebi teško izraditi bez povećanja krajnije cijene. Osigurati dovoljno veliku brzinu obrtanja rukavca tj. broj obrtaja vratila ne smije pasti ispod kritičnog broja gdje bi moglo doći do djelimičnog pa čak i do suhog podmazivanja. Potrebno je koristiti mazivo dovoljnog viskoziteta (viskoznost je otpornost fluida ka tečenju, med je viskozniji u odnosu na vodu). Ovo naročito postaje problem kada se spomene činjenica da viskozitet opada sa povećanjem temperature. Obezbjediti koaksijalnost između rukavca i posteljice tj. da ekscentricitet budu jednak nuli. Upravo ova problematika podmazivanja oko ostvarivanja popunog podmazivanja kao i prednosti najvećeg suparnika (kotrljajnih ležajeva) je učinila da se ova vrsta ležaja danas veoma rijetko mogu sresti u mašinskoj praksi. www.chikaasistent.com Zbirni pregled dobrih i loših karakteristika kliznih ležajeva je dat u Tabeli 1. Dobre Jednostavna konstrukcija Miran rad sa amortizacijom udara Dug radni vijek Pogodni za velike obodne brzine Moguća reparatura Loše Veće habanje dodirnih površina Veći gubitci energije Velika potrošnja maziva Zahtijevaju nadzor radi održavanja i podmazivanja Nisu standardizovani Tabela 1. Zbirni pregled karakteristika za klizna ležišta Kotrljajna ležišta Iako nisu sve prednosti na strani kotrljajnih ležajeva u odnosu na klizna, ipak su one tolike da su kotrljajni ležaji od svog pronalaska (1794 godine u Velikoj Britaniji a nešto kasnije i u Njemačkoj) do današnjeg doba skoro u potpunosti potisle klizne ležaje. Tako se kotrljajni ležajevi danas mogu pronaći u svim područjima mašinogradnje u dimenzijama od 1,5 do 2700 mm te sa masama od 0,5 g do 3,5 t. Rjeđe se dešava da nedostatci kotrljajnih ležaja učine prikladnijom primjenu kliznih ležaja. A i kada smo iskreni sami sa sobom, prvo što nam padne na um kada čujemo pojam Ležaj ili Lager jeste upravo onaj sa donje slike. Treba primjetiti da je na desnom dijelu slike data glava od šibice te stoga prethodno navedeni podaci o dijapazonu upotrebe zaista dobiju na težini. Usporedba kotrljajnog ležaja sa glavom od šibice Od mnogih razloga zašto su kotrljajna ležišta prevagnula u odnosu na klizna jeste zasigurno i taj što, sudeći po samom nazivu, kotrljajna koriste trenje kotrljanja za svoj rad koje je značajno manje u odnosu na trenje klizanja. Struktura kotrljajnog ležaja: 1 – vanjski prsten; 2 – žljeb u vanjskom prstenu, 3 – Kotrljajna tijela, 4 – kavez, 5 – Žljeb u unutrašnjem prstenu, 6 – Unutrašnji prsten www.chikaasistent.com Ono što je naročito upečatljivo kod ovih ležaja jeste i to da je vratilo (obrtno tijelo) nataknuto tj. presovano na unutrašnji prsten koji se obrće zajedno sa vratilom. Posredstvom kotrljajnih tijela (oblik im može varirati od valjaka, kuglica, konusnih bačvica itd.) opterećenje od vratila se putem trenja kotrljanja kotrljajnih tijela prenosi na vanjski prsten koji miruje i koji je čvrsto vezan sa kućištem ili nekim drugim nepokretnim dijelom konstrukcije. Vratilo, unutrašnji prsten, kotrljajna tijela kao i vanjski prsten u sklopu Na ovaj način je ostvarena najveća prednost kotrljajnih ležaja a to je manje trenje iz kojeg slijedi veći stepen iskorištenja, manje habanje, manja potreba za održavanjem itd. Međutim, jedan od problema prilikom eksploatacije jeste i taj da se pojedini dijelovi kotrljajnog ležaja ne isplate zamijeniti. Ne isplati se izvršiti zamjena jednog kotrljajnog tijela koji je tokom rada nastradao. Razlog tome nije samo standard nego je kotrljajno tijelo tokom radnog vijeka sebi „pripremilo“ stazu u unutrašnjem i vanjskom prstenu ležaja. Ubacivanjem potpuno novog kotrljajnog tijela bi samo stvorilo dodatne probleme koji bi uzrokovali vibracije i dodatne udare. Stoga je isplativije zamijeniti cijeli ležaj. Primjer dvorednog kotrljajnog ležaja sa kuglicama kao kotrljajna tijela Zbirni pregled glavnih prednosti i nedostataka kotrljajnih ležaja je dat u Tabeli 2. www.chikaasistent.com Loše Dobre Manji gubitci – manje habanje površina Manje dimenzije Manja potrošnja maziva Ne traže dodatna podešavanja i nadzor Nepotrebna dodatna termička obrada rukavaca Standardizovani su Nedjeljivost – otežana je montaža Ograničen radni vijek Bučan rad (u odnosu na Klizna ležišta) Nepodesni za velike brzine Nemogućnost popravke Manja amortizacija udara Tabela 2. Zbirni pregled karakteristika za kotrljajnih ležaja Budućnost pripada AMB-u (Active Magnetic Bearing) No iako kotrljajna ležišta posjeduju relativno veliki stepen iskorištenja (oko 99 % ovisno od oblika kotrljajnog tijela te korištenog maziva) pravac istraživanja u pogledu ležaja ide na tzv. Aktivna Magnetna Ležišta. U pitanju su ležišta gdje se obrtno tijelo obrće u magnetnom polju koje eventualna izmještanja ose vratila regulišu putem aktivnog magnetnog polja. Sama ideja je data na donjoj slici. Vratilo treba bukvalno da „pliva“ u samom magnetnom polju. No iako je ovo pristup koji zaista obećava mnogo, ipak je dosta toga još neispitano po pitanju ovih ležaja. O pitanjima izolacije i regulisanja samog magnetnog polja da ne govorimo. Primjer AMB ležaja www.chikaasistent.com Zbirni pregled situacije današnjice po pitanju ležaja je dat u Tabeli 3. Klizni ležaj Specifična nosivost [N/cm2] Gubitci trenja Vijek trajanja Pogonski troškovi Kotrljajni ležaj AMB <4000 <500 <60 Mali Teoretski neograničen Visoki Umjereni Ograničen Jako mali Jako mali Teoretski neograničen Jako visoki Tabela 3. Usporedba karakteristika Kliznih, Kotrljajnih i Magnetnih ležaja Neka područja upotrebe Magnetnih ležaja su na turbomlaznim motorima gdje nose glavno vratilo na kojem se nalaze glavni dijelovi turbomlaznog motora. No, ono što možda nije vezano direktno za Magnetne ležajeve ali je ipak najupečatljiviji primjer mogućnosti primjene i potencijala kojeg magnetna polja nose sa sobom, jeste i primjena u tzv. MAGLEV vozovima (MAGnetic LEVitation). Tako je već od 2004 godine u operativnoj upotrebi MAGLEV voz u Kini, Shanghai. Voz saobraća na liniji Aerodrom – finansijski dio grada. Put od 30 km prevali za samo nekoliko minuta ostvareći pri tome prosječnu brzinu od 430 km/h (maksimalna je 500 km/h). Primjena Magnetnih ležaja na Turbomlaznim motorima Korištenje magneta na MAGLEV vozovima Redakcija chikaasistent.com
© Copyright 2024 Paperzz
