40
Mašinski materijali Fakultet Tehničkih Nauka [email protected] 2007/2008 Novi Sad Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor: Dr Katarina Gerić Predme t: Školska godina Tema: Kotrljajni ležajevi Seminarski rad Predmet: Mašinski materijali

M15830 Ilic

  • Upload
    -

  • View
    207

  • Download
    9

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Tema:

Kotrljajni ležajevi

Seminarski rad

Predmet:

Mašinski materijali

Page 2: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Kotrljajni ležaji

Kotrljajni ležaji prenose opterećenja sa pokretnih na nepokretne delove mašina

Sastoje se iz prstenova i iz kotrljajnih tela, koja se nalaze između njih, kaveza i zaptivača

Prema mogućnosti prenošenja opterećenja ležaji mogu biti radijalni, aksijalni i radiaksijalni

Od oblika ležaja zavise njihova svojstva, pre svega mogućnost prenošenja opterećenja u datim uslovima

Page 3: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Oblici ležaja Razlikujemo sledeće oblike ležaja:

1. Prstenasti kuglični jednoredni radijalni ležaj

2. Prstenasti kuglični jednoredni ležaj sa kosim dodirom

3. Prstenasti kuglični dvoredni ležaj sa kosim dodirom

4. Prstenasto cilindrično valjčani ležaj

5. Igličasti ležaji

6. Prstenasti bačvasti ležaji

7. Prstenasti konično-valjčani

Page 4: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Tolerancija ležaja

Funkcionalnost ležaja zavisi od odstupanja geometrijskih parametara To su odstupanja oblika staza kotrljanja, odstupanja prečnika staza

kotrlj., odstupanja oblika i prečnika kotrljajnih tela Rešenje za odstupanja je pronađeno u primeni metode selekcije Delovi se izrađuju sa relativno velikim granicama tolerancije a zatim se

vrši grupisanje izrađenih delova prema stvarnim merama

Page 5: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Nosivost ležaja

Sila koju prenosi ležaj, raspodeljuje se na veći broj kotrljajnih tela u ležaju Sila se raspodeljuje samo na ona kotrlj. tela koja se nalaze ispod

meridijanske ravni Najveća sila je na onom kotrljajnom telu koje je na pravcu dejstva spoljne

sile, a na ostala se raspoređuje po sinusnom zakonu

Page 6: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Pri obrtaju ležaja tačke dodira se pomeraju, a pritisak se u određenoj tački menja od nule do maksimalne vrednosti pri svakom prekotrljavanju

Ako se za meru broja promena napona usvoji broj obrtaja N, polazeći od krive zamaranja

Gde je eksponent m/2 označen sa α(α=m/2) koja za kuglične ležaje iznosi α=3 a za valjčane α=10/3

Krive zamaranja ležaja

Nastavak na sledećem slajdu

Page 7: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Sila koja odgovara broju obrtaja ležaja Nc=106 označena je sa C – dinamička nosivost ležaja, na dijagramu krive zamaranja

Nastavak

Page 8: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Posledice zamaranja ležaja Usled zamaranja dolazi do razaranja koje će u određenomvremenskom

intervalu onesposobiti funkcionalnost ležaja Razaranja se mogu pojaviti na svim delovima ležaja i mogu biti

površinska razaranja (piting) i zapreminska razaranja (prsline) Do razaranja može doći i prilikom mirovanja ležaja, to su tzv. Statička

razaranja koja se još nazivaju i gnječenje

Page 9: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Podmazivanje ležaja Ležajevi se podmazuju da bi se smanjilo trenje između delova Kotrljajni ležajevi se najčešće podmazuju mašću Mast omogućuje dug period rada bez zamene, jednostavno zaptivanje,

dobru zaštitu od vlage i nečistoća Slobodan prostor u ležaju se ispunjava sa 30-60% masti Kod većeg broja obrtaja stavlja se manje masti Istrošena mast se nadoknađuje u određenim vremenskim intervalima

Page 10: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Izbor ležaja U zavisnosti od primene ležaja tj. kakve su na karakteristike ležaja

potrebne da bi on zadovoljio naše potrebe vršimo odabir ležaja Polazni podaci na osnovu kojih se bira ležaj su: prečnik rukavca,

opterećenja, broj obrtaja, radna temperatura i režim rada mašine Pored ovih karakteristika jedan od najbitnijih podataka za konstruktora

je naravno materijal od kojega je ležaj izrađen To je u velikoj meri važno zbog gotovo svih ranije navedenih

karakteristika na osnovu kojih se bira ležaj

Page 11: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Materijali

Prilikom izbora ležaja posebno se mora obratiti pažnja na materijal od kojeg je ležaj izrađen

Ležaji se mogu izrađivati od različitih vrsta materijala u zavisnosti od uslova rada za koje su nam potrebni

Temperatura, otpornost na habanje, tvrdoća i modul elastičnosti su samo neke od osobina koje treba proveriti prilikom izbora ležaja određenog materijala

Ležajevi se uglavnom izrađuju od ćelika, najčešće je to čelik oznake Č.4146, a u skorije vreme se sve više koriste keramike (Al2O3, Si3N4) i polimeri (plastike)

Page 12: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Ležaji izrađeni od čelika

Prilikom izrade ležaja najčešće se koristi čelik oznake Č.4146 (100Cr6), mada se u zavisnosti od upotrebe koriste i čelici sledećih oznaka: X12CrNi188, Allvac 400c, Nerđajući čelik tipa 316, Nerđajući čelik tipa 304, 80MoCrV4216

Svaki od njih se odlikuje određenim karakteristikama i koristi se kada je njegova upotreba opravdana

Ležajevi izrađeni od čelika moraju se konstantno podmazivati jer je trenje koje se javlja pri njihovom radu jako veliko

U skorije vreme čelik gubi trku sa materijalima kao što je keramika jer su takvi ležaji mnogo otporniji na temperature i nije im potrebno podmazivanje

Page 13: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Č.4146 Č.4146 (100Cr6) je svetski poznat i priznat čelik pri izradi ležaja Gore navedeni čelik je visoko legirani čelik, kod kojeg je glavni legirajući

element hrom, odlikuje se velikom tvrdoćom i otpornošću na habanje Po rečima Dipl. Ing. Milivoja Mijuškovića zamenik direktora fabrike

ležaja “FKL” iz Temerina taj čelik je jedan od jedinih čelika od kojih se kod njih u fabrici izrađuju ležaji

Inače firma “FKL” je jedan od najvećih proizvođača ležaja u Srbiji

Page 14: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Karakteristike čelika Č.4146

Neke od najvažnijih fizičkih i mehaničkih karakteristika date su sledećom tablicom:

Page 15: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Ležajevi izrađeni od ovog čelika imaju manju dinamičku nosivost od onih izrađenih od Č.4146

Allvac 400c

Page 16: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Karakteristike čelika Allvac 400C Neke od najvažnijih fizičkih i mehaničkih karakteristika date su sledećom

tablicom:

Po onome što možemo uočiti iz tablice vidimo da je Č.4146 tvrđi od Allvac 400C i stoga i bolji za izradu ležaja kada je potrebna tvrdoća

Page 17: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Poređenje Č.4146 i Allvac 400Cpo otpornosti na koroziju

Page 18: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

X12CrNi188 Austenitni Cr-Ni nerđajući čelik Uglavnom ne magnetičan mada u hladni radnim uslovima se javlja

magnetičnost Pored upotrebe za ležaje može se koristiti za antene za radare, bolničku

opremu, nakit itd

Page 19: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Karakteristike čelika X12CrNi188 Neke od najvažnijih fizičkih i mehaničkih karakteristika date su sledećom

tablicom:

Page 20: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

80MoCrV4216

Cr-V srednji brzorezni čelik Koristi se za izradu prstenova kotrljajnih ležaja, mada mu je šira

primena za izradu alata za šumsku industriju (testera...) Nije pogodan za rad na visokim temperaturama

Page 21: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Karakteristike čelika 80MoCrV4216

Neke od najvažnijih fizičkih i mehaničkih karakteristika date su sledećom tablicom:

Page 22: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Poređenje Č.4146 i Allvac 400Ci 80MoCrV4216 po tvrdoći

1. Č.4146

2. Allvac 440C

3. 80MoCrV4216

Page 23: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Poređenje Č.4146 i Allvac 400Ci 80MoCrV4216

U datoj tabeli vidimo poređenje pomenutih materijala pri izradi prstenova za ležajve

U njoj vidimo da je Č.4146 u svakom slučaju najbolji izbor pri izradi ležaja

Page 24: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Hibridni keramički ležaji

Ovako izrađeni ležaji se sastoje iz prstenova koji su izrađeni od standardnog čelika za ležaje (Č.4146) i kuglica koje su izrađene od keramike

Ovako izvedena izredba je u znatnoj meri bolja od ležaja koji su izrađeni od čelika jer su kuglice koje su izrađene od keramike mnogo lakše i neiziskuju podmazivanje

U novije vreme sve je više ležajeva koji se izrađuju na ovaj način

Page 25: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Keramike za ležaje

Prilikom izrade kuglica od keramika koristi se nekoliko vrsta keramika Neke od najčešćih vrsta su:

1. Si3N4 – Silicijum Nitrid

2. Al2O3 – Aluminijum Oksid

3. Zr02 - Cirkonijum

Od ranije pomenutih keramika najčešće se koristi silicijum nitridna keramika koju je pored namene za izradu kuglica kod HKL ležaja moguće koristiti i za izradu ležaja koji su u celosti izrađeni od keramike

Page 26: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Si3N4 – Silicijum Nitrid

Ovaj materijal je pogodan onda kada je potrebna visoka dinamička nosivost, visoka temperaturna izdržljivost i rad pri visokim brzinama

Dugačak radni vek, i to što je potrebno minimalno podmazivanje čine ovaj materijal veoma pogodnim za svakakve uslove rada

Ne magnetičan je, najviša radna temperatura mu je 1400 0C

Page 27: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Mikrostruktura Si3N4

Postoji više tipova Silikon nitrida Najčešće su u upotrebi Silikon nitridi sa oznakama NBD 200 i SN101C Oba su veoma priznata u svetu ležaja Na slikama se vidi prikaz njihovih mikrostruktura

NBD 200 SN101C

Page 28: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Neke od karakteristika NBD 200 i SN101C

Page 29: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Otpornost na razne hemikalije Si3N4

Page 30: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Al2O3 – Aluminijum Oksid

Otporan na većinu korozivnih sredstava, ali nije preporučljiv za rad u okolinama gde ima HCl kiselina ili alkalnim okolinama

Ne magnetičan je, najviša radna temperatura mu je 1750 0C

Page 31: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Si3N4 vs. Al2O3

- Modul elastičnosti -1. Al2O3

2. Si3N4

Page 32: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Prednosti Hibridnih keramičkih ležajau odnosu na ležaje od čelika

Ima jako puno karakteristika po kojima su hibridni keramički ležajevi, u daljem tekstu HKL, bolji od čeličnih ležaja

Neke od najvažnijih su:

1. HKL imaju mnogo manju težinu od čeličnih do 60%

2. Modul elastičnosti je do 50% veći kod HKL

3. Manji koeficijent trenja, tako da se ležaj obrće mnogo slobodnije

4. Bolja otpornost na korziju

5. Na visokim temperaturama imaju bolju otpornost na tvrdoću

6. Postižu mnogo veće brzine sa mnogo manjom centrifugalnom silom

7. Ne magnetični su

8. Potrebno je vrlo malo ili čak nikakvo podamivanje

Page 33: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Tablica poređenja keramike i čelika

Page 34: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Porast temperatre kod čeličnihi keramičkih ležaja

Na prikazanom dijagramu vidimo da se pri povećavanju brzine rada kod HKL radna temperatura znatno manje povećava nego kod čeličnih

To se postiže smanjenjem trenja jer je trenje kod HKL znatno manje nego kod čeličnih

Page 35: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Centrifugalna sila

Na prikazanom dijagramu vidimo da je porast centrifugalne sile mnogo veći kod čeličnih ležaja nego kod HKL

Smanjenje centrifugalne sile kod HKL se postiglo jer je ležaj znatno lakši nego čelični ležaj (do 60%) i smanjenjem težine ležaja smanjuje se i faktor povećanja centrifugalne sile

Page 36: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Radni vek

Pored svih ranije navedenih povoljnosti koje pruža HKL ležaj ovo je jedna od najvažnijih za korisnika

Naime radni vek HKL ležaja je u proseku od 5 do 10 puta veći nego radni vek čeličnog ležaja

Page 37: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Poređenja dosada pomenutih materijala

Page 38: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Poređenje tvrdoća pomenutih materijala

Iz prikazanih dijagrama vidimo da se keramike odlikuju mnogo većim tvrdoćama nego čelici

Page 39: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Reference

Dipl. Ing. Milivoje Mijušković zamenik direktora firme “FKL” iz Temerina

www.skf.com www.wikipedia.org Spasoje Drapić -“Mašinski Elementi 2”, Zavod za udžbenike,

Beograd 2003 www.baleengineering.com www.cerbec.com www.stainlesssteelbearing.com www.matweb.com

Page 40: M15830 Ilic

Mašinski materijali

Fakultet Tehničkih Nauka

[email protected]

2007/2008Novi Sad

Student: Borivoje Ilić M15830 Profesor:

Dr Katarina Gerić

Predmet:

Školska godina

Hvala na pažnji!