Proč většina důlních strojů volí valivá ložiska místo kluzných?

Ložiska jako nepostradatelná a důležitá součást mechanických výrobků hrají důležitou roli při podpoře rotujících hřídelů. Podle různých třecích vlastností v ložisku se ložisko dělí na valivé třecí ložisko (označované jako valivé ložisko) a kluzné kluzné ložisko (označované jako kluzné ložisko). Tyto dva typy ložisek mají své vlastní charakteristiky ve struktuře a každý má své vlastní výhody a nevýhody ve výkonu.

Porovnání valivých a kluzných ložisek

1. Porovnání struktury a režimu pohybu

Nejviditelnější rozdíl mezi valivými ložisky akluzná ložiskaje přítomnost nebo nepřítomnost valivých prvků.

Valivá ložiska mají valivá tělesa (kuličky, válečky, kuželové válečky, jehlové válečky), které se spoléhají na svou rotaci, aby podpíraly rotující hřídel, takže kontaktní částí je bod, a čím více válečků, tím více kontaktních bodů.

Kluzná ložiskanemají žádné valivé prvky a spoléhají na hladké povrchy pro podporu rotujícího hřídele, takže kontaktní částí je povrch.

 

Rozdíl ve struktuře těchto dvou určuje, že režim pohybu valivého ložiska je valivý a režim pohybu kluzného ložiska je posuvný, takže situace tření je zcela odlišná.

 

2. Porovnání nosnosti

Obecně platí, že kvůli velké ložiskové ploše kluzného ložiska je jeho únosnost obecně vyšší než u valivého ložiska a schopnost valivého ložiska nést rázové zatížení není vysoká, ale ložisko zcela mazané kapalinou snese velké rázové zatížení v důsledku role tlumení a absorpce vibrací díky filmu mazacího oleje. Při vysokých otáčkách se zvyšuje odstředivá síla valivých těles ve valivém ložisku a snižuje se jeho nosnost (při vysokých otáčkách je náchylný vznik hluku). U dynamických kluzných ložisek se s vyššími otáčkami zvyšuje jejich únosnost.

 

3. Porovnání koeficientu tření a počátečního třecího odporu

Za normálních pracovních podmínek je koeficient tření valivých ložisek nižší než koeficient kluzných ložisek a hodnota je stabilnější. Mazání kluzných ložisek je snadno ovlivněno vnějšími faktory, jako je rychlost a vibrace, a koeficient tření se velmi liší.

 

Při rozběhu je odpor větší než u valivého ložiska, protože kluzné ložisko ještě nevytvořilo stabilní olejový film, ale počáteční třecí odpor a koeficient pracovního tření hydrostatického kluzného ložiska jsou velmi malé.

 

4. Porovnání použitelných pracovních rychlostí

Vzhledem k omezení odstředivé síly valivého tělesa a nárůstu teploty ložiska nemohou být otáčky valivého ložiska příliš vysoké a obecně je vhodné pro pracovní podmínky střední a nízké rychlosti. Neúplná kapalinou mazaná ložiska v důsledku zahřívání a opotřebení ložiska, pracovní rychlost by neměla být příliš vysoká. Vysokorychlostní výkon plně kapalinou mazaných ložisek je velmi dobrý, zvláště když jsou hydrostatická kluzná ložiska mazána vzduchem, a jejich otáčky mohou dosahovat 100 000 ot/min.

 

5. Porovnání ztráty výkonu

Kvůli malému koeficientu tření valivých ložisek není jejich ztráta výkonu obecně velká, což je menší ztráta než u neúplných ložisek mazaných kapalinou, ale při správném mazání a montáži se dramaticky zvýší. Ztráta výkonu třením u ložisek plně mazaných kapalinou je nízká, ale u hydrostatických kluzných ložisek může být celková ztráta výkonu vyšší než u hydrostatických kluzných ložisek v důsledku ztráty výkonu olejového čerpadla.

 

6. Porovnání životnosti

Kvůli vlivu důlkové koroze a únavy materiálu jsou valivá ložiska obecně konstruována na 5~10 let nebo jsou vyměňována při generální opravě. Destičky neúplných kapalinou mazaných ložisek jsou silně opotřebované a je třeba je pravidelně vyměňovat. Životnost plně kapalinou mazaných ložisek je teoreticky neomezená, ale v praxi může dojít k únavovému porušení materiálu ložiska vlivem cyklování napětí, zejména u dynamických kluzných ložisek.

 

7. Porovnání přesnosti otáčení

Valivá ložiska mají obecně vysokou přesnost otáčení díky malé radiální vůli. Neúplné kapalinou mazané ložisko je ve stavu mezního mazání nebo smíšeného mazání a provoz je nestabilní a opotřebení je vážné a přesnost je nízká. Plně kapalinou mazané ložisko díky přítomnosti olejového filmu tlumí a absorbuje vibrace s vysokou přesností. Hydrostatická kluzná ložiska mají vyšší přesnost otáčení.

 

8. Porovnání dalších aspektů

Valivá ložiska používají olej, mazivo nebo tuhé mazivo, množství je velmi malé, množství je velké při vysokých otáčkách, vyžaduje se vysoká čistota oleje, takže je vyžadováno utěsnění, ale ložisko lze snadno vyměnit a obecně nepotřebuje opravovat deník. U kluzných ložisek, kromě neúplných ložisek s kapalinovým mazáním, je mazivo obecně kapalné nebo plynné, množství je velmi velké, požadavky na čistotu oleje jsou také velmi vysoké, ložiskové podložky je třeba často vyměňovat a někdy je čep opravován .

 

Výběr valivých a kluzných ložisek

Vzhledem ke složitým a různorodým skutečným pracovním podmínkám neexistuje jednotný standard pro výběr valivých a kluzných ložisek. Díky malému koeficientu tření, malému startovacímu odporu, citlivosti, vysoké účinnosti a standardizaci mají valivá ložiska vynikající zaměnitelnost a všestrannost a jsou vhodná k použití, mazání a údržbě a obecně mají přednost při výběru, takže jsou široce používána. v obecných strojích. Samotná kluzná ložiska mají některé jedinečné výhody, které se obecně používají v některých případech, kdy nelze použít valivá ložiska, jsou nepohodlné nebo bez výhod, jako jsou následující případy:

 

1. Velikost radiálního prostoru je omezená, nebo je nutné instalaci rozdělit

V důsledku vnitřního kroužku, vnějšího kroužku, valivého tělesa a klece v konstrukci je radiální velikost valivého ložiska velká a použití je do určité míry omezeno. V případě přísných radiálních rozměrů jsou k dispozici jehlová ložiska a v případě potřeby jsou vyžadována kluzná ložiska. Pro díly, u kterých není vhodné mít ložiska, nebo je nelze namontovat z axiálního směru, nebo kde je nutné díly rozdělit na díly, se používají dělená kluzná ložiska.

 

2. Vysoce přesné příležitosti

Když má použité ložisko vysoké požadavky na přesnost, obecně se volí kluzné ložisko, protože mazací olejový film kluzného ložiska může tlumit absorpci vibrací, a když je přesnost extrémně vysoká, lze vybrat pouze hydrostatické kluzné ložisko. Pro přesné a vysoce přesné brusky, různé přesné nástroje atd. se široce používají kluzná ložiska.

 

3. Příležitosti s velkým zatížením

Valivá ložiska, ať už kuličková nebo válečková, jsou náchylná na teplo a únavu v těžkých podmínkách. Proto se při velkém zatížení většinou používají kluzná ložiska, jako jsou válcovny, parní turbíny, příslušenství leteckých motorů a důlní stroje.

 

4. Jiné příležitosti

Například pracovní rychlost je obzvláště vysoká, rázy a vibrace jsou mimořádně velké a nutnost práce ve vodě nebo korozivních médiích atd. lze rozumně volit i kluzná ložiska.

 

Pro určitý druh strojů a zařízení má použití valivých ložisek a kluzných ložisek každé své výhody a nevýhody a mělo by být vhodně zvoleno v kombinaci se skutečným projektem. V minulosti velké a střední drtiče obecně používaly kluzná ložiska litá babbittem, protože snesly velké rázové zatížení a byly odolnější proti opotřebení a stabilnější. Malý čelisťový drtič se většinou používá s valivými ložisky, která mají vysokou účinnost přenosu, jsou citlivější a snadno se udržují. Se zlepšováním technické úrovně výroby valivých ložisek se většina velkých čelisťových lamačů používá i ve valivých ložiscích.