Łożysko ślizgowe.doc

Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich

w Bydgoszczy

LABORATORIUM EKSPLOATACJI MASZYN

Temat: Badanie i ocena wpływu wybranych czynników na powstawanie

oporów wewnętrznych w łożyskach ślizgowych

              Wykonał:              Tomasz Adamkiewicz

                            Paweł Bukowski

                            Sławomir Dogiel

                            Krystian Jażewicz

                            Łukasz Stolarski

                            Studia: dzienne, magisterskie

              Semestr: VII

              Grupa: A

Bydgoszcz, 2007/2008

1.     Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie oddziaływania czynników mających wpływ na powstawanie uszkodzeń łożysk ślizgowych oraz wybranych metod oceny ich stanu technicznego.

2.     Wstęp teoretyczny

Łożyska obrotowe są elementami składowymi maszyn służącymi do podtrzymywania wałków i osi w sposób umożliwiający im ruch obrotowy z minimalnymi oporami oraz do przenoszenia obciążeń na elementy nośne lub korpus maszyny.

Łożyska ślizgowe można podzielić na: poprzeczne, wzdłużne, poprzeczno – wzdłużne. Część łożyska, o którą opiera się czop wału lub osi, nazywa się panwią. W celu zmniejszenia współczynnika tarcia między czopem a panwią i ułatwienia naprawy zużytego łożyska stosuje się zwykle panwie wykonane z innego materiału niż kadłub łożyska. Łożyska ślizgowe mogą posiadać otwory służące do doprowadzania smaru do panwi oraz otwory służące do połączenia łożyska z podstawą kadłuba.

Rodzaje tarcia

Tarcie suche występuje, wtedy gdy między współpracującymi powierzchniami nie ma żadnych ciał obcych, np.: środka smarnego lub wody. Jest ono bardzo intensywne podczas ślizgania się materiałów chropowatych. Podczas tarcia suchego wydziela się bardzo duża ilość ciepła co powoduje spadek wytrzymałości oraz wzrost zużywania się części. Zużywanie elementów maszyn podczas tarcia suchego jest bardzo duże.

Tarcie płynne występuje wtedy, gdy powierzchnie tarcia są rozdzielone warstwą środka smarnego w postaci smaru, cieczy lub gazu. Wówczas tarcie zewnętrzne jest zamieniana na tarcie wewnętrzne czynnika smarnego. Siła tarcia płynnego zależy wyłącznie od właściwości środka smarnego, a nie od właściwości powierzchni współpracujących. Wartość współczynnika tarcia płynnego jest mała i zależy od grubości warstwy cieczy smarującej, jej lepkości oraz od prędkości względnej elementów trących. Zużywanie elementów maszyn podczas tarcia płynnego jest małe.

Tarcie graniczne występuje wtedy, gdy powierzchnie trące są pokryte środkami smarnymi zawierającymi substancje powierzchniowo czynne, które tworzą na powierzchniach elementów warstwy graniczne wyjątkowo odporne na duże naciski i trwale z nimi połączone. Zapobiega to powstawaniu tarcia suchego nawet przy nieciągłym dopływie środka smarnego.

Tarciem mieszanym nazywa się zjawisko występowania różnych rodzajów tarcia w strefie styku elementów trących, z wyodrębnionymi mikroobszarami styku. Tarcie w mikroobszarze jest wypadkową różnych rodzajów tarcia.

Łożyska ślizgowe smaruje się w celu:

·         zmniejszenia wartości współczynnika tarcia ślizgowego na ich powierzch­niach roboczych, stosując substancje smarne przeciwtarciowe,

·         zwiększenia wartości współczynnika tarcia, stosując substancje smarne cierne,

·         zabezpieczenia przed korozją w czasie pracy oraz podczas długotrwałego przechowywania lub transportu (substancje smarne przeciwkorozyjne),

·         zmniejszenia wartości zużycia oraz intensywności procesu zużycia (zwłaszcza ściernego) poszczególnych elementów ślizgowego węzła łożyskowego,

·         odprowadzenia ciepła.

Substancje smarujące stosowane do smarowania węzłów ślizgowych po­winny charakteryzować się następującymi cechami:

·         optymalną wartością lepkości dynamicznej i kinematycznej

·         dobrą smarnością w możliwie długim czasie pracy łożyska, w szerokim zakresie wartości temperatur

·         zdolnością do nierozpływania się poza smarowany obszar węzła ślizgowego

·         zdolnością zabezpieczenia smarowanych powierzchni przed korozją

·         właściwościami dyspergująco – myjącymi

·         dużą odpornością na destrukcję mechaniczną

·         dużą odpornością na pienienie

·         optymalną konsystencją

·         dużą odpornością na utlenianie

·         dużą odpornością na starzenie się

Materiały łożyskowe powinny charakteryzować się następującymi właściwościami:

·         dobrą smarnością

·         niewrażliwością na zacieranie się w czasie pracy

·         dobrym przewodnictwem cieplnym

·         możliwością wtłaczania produktów tarcia w powierzchnię ślizgową panewki

·         zdolnością do odkształcania się

·         odpowiednią wytrzymałością na zmęczenie

·         dobrą wytrzymałością na zmęczenie

·         dobrą wytrzymałością na ściskanie

·         stosunkowo dobrą odpornością na uderzenia

·         małą zmiennością twardości w podwyższonej temperaturze

·         odpornością na działanie czynników chemicznych

Rodzaje smarowania smarem ciekłym:

·         hydrodynamiczne

·         hydrostatyczne

3.     Schemat stanowiska pomiarowego

W skład stanowiska badawczego wchodzą następujące elementy:

·         silnik elektryczny 1

·         przekładnia pasowa 2

·         łożyskowany tocznie wał 3

·         badane łożysko ślizgowe 4

·         układ pomiarowy służący do wyznaczania momentu tarcia w łożysku ślizgowym

-          waga 5

-          dzwignie 6, 8

-          odważniki

4.     Obliczenia

Dla 32 minuty

;

Dla 34 minuty

;

5.     Wykresy

6.     Wnioski

Do 30 minuty ćwiczenia temperatura stopniowo się zwiększała, a odczyt działek na dynamometrze pozostawał bez zmian. W 32 minucie temperatura zaczęła podnosić się wraz z liczbą działek na dynamometrze. Podczas kolejnego pomiaru w 34 minucie temperatura osiągnęła bardzo wysoką wartość (58 oC), a na dynamometrze również wartość kilkakrotnie wzrosła. Oznacza to ,że przy zbyt dużym obciążeniu łożyska ślizgowego siłą poprzeczną, temperatura radykalnie rośnie, co prowadzi do zatarcia łożyska.