KAZIMIERZ WOLSKI
D YREKTOR PAŃSTW OW EJ S Z K O Ł Y R Z E M IE Ś LN IC Z O -P R Z E M Y S ŁO W E J W WARSZAWIE NA PRADZE
CZĘŚCI MASZYN
T O M I K D R U G I
PĘDNIE i KOŁA ZĘBATE
P O P U L A R N E W I A D O M O Ś C I DLA U C Z N I Ó W S Z K Ó Ł M E C H A N I C Z N Y C H i R Z E M I E Ś L N I K Ó W
( 0 - K frd.Bronisfeh
■ V W Y D A W N I C T W O „ L U D "
H A N O W E R 1 9 4 6 »
Ç p Q & iV o
/ ¿ s - '
oiBÛjnak. 'M ;
| o atóvíRA >
X t c i i v À ^ -
& o 5 9
P Ę D N I E .
1. P Ę D N I A .
Zespół części maszyn, służących do przenoszenia ruchu obrotow ego od silnika do poszczególnych obrabiarek, nazy
wam y pędnią (transmisją).
R y t . 1. W idok pędni.
N ajw ażniejsze części pędni (rys. 1): wały, łożyska, sprzęgła i koła pasow e z pasam i, czyli n apędy pasow e.
2. W A Ł Y .
W ał p ęd n ian y posiada na całej długości jednakow ą śre d nicę. N orm y polskie, do których trz eb a się stosow ać, p rz e w id u ją średnice norm alne w ałków pędnianych w mm.
Ś re d n ice norm alne w ątków pędnianych w 'g PN G W ym iary w mm.
— 701. .
110 220 320
125
30 35 40
140 240 340
45 50 55 60
160 260 360
20 80
180 280 380
90 100 200 300 400
A b y podczas tra n sp o rtu i m ontażu w alki nie w yginały się, długość ich w sp rzed aży nie pow inna p rz ek raczać 7 m.
K ażdy w ałek, czy to stanow iący o d dzielną linię p ę d - nianą, czy te ż w chodzący jako część do linii, złożonej z kilku w ałków , pow inien b yć p o d p a rty co najm niej w 2-ch m iej
scach; od pow yższej z a sad y o d stęp o w ać nie w olno.
O dległości m iędzy podporam i (łożyskami) linii p ęd n ia- nej zależą od grubości w ału, od ciężaru i ro zstaw ien ia k ó ł p asow ych i sprzęgieł. Poniżej n a rys. 2 p rzed staw io n e są schem aty z tabliczkam i odległości m iędzy łożyskam i: 1) gdy koła p aso w e są skupione przy łożyskach, 2) gdy koła znaj
d u ją się p o śro d k u m iędzy łożyskam i.
K ola sk u p io n e przy łożyskach:
d do 40 60 90 150 mm.
E 0 — 1.5 1.8 2 2,3 m.
En — 2 2.5 3 3.5 m.
4
K oła ule sk u p io n e przy łożyskach:
d do 40 60 90 150 mm.
do— 50 90 110 180 mm.
E — 1,5 2 2,2 3 m.
R y t . 2. S c h e m a ty Unii p td n ia n y c h .
L iczba ob ro tó w linii p ędnianej, ze w zględu n a b e zp ie
czeństw o i rów nom ierność biegu, w ah a się:
d la w ałów p ęd n ian y ch zw y k ły ch — od 100 do 200 obr/m in.
„ „ szybkobieżnych — „ 250 „ 400 „
„ „ w łożyskach kulkow ych— ' „ 600 i w yżej.
3. PRACA I WYTRZYMAŁOŚĆ WAŁU.
M ateriałem na w ały jest stal. Po p rzeto czen iu n a specjalnej m aszynie są o ne p o lero w an e, p rzez co otrzym u
jem y ró w n ą śred n icę z d o k ład n o ścią od 0,05 do 0,02 mm.
N a w ał, b ę d ą c y w ru ch u obrotow ym , działają siły zgina
jące i sk ręca jące (rys. 3). Siły zginające, pow odujące w ygina
nie" w ału, po w stają n a sk u tek c iężaru sam ego w ału, ciężaru kół pasow ych i sprzęgieł, a tak że od naciągu pasów . Siły te działają szkodliw ie, gdyż w yw ołują duży nacisk p o w ierzch n io w y n a p a n e w k i łożyska, i p o d czas ru ch u p ow staje o p ó r tarcia , a w ięc stra ta w p ra c y pożytecznej.
A b y te stra ty zm niejszyć, trz e b a z ak ład ać lekkie koła pasow e, np. k o ła d re w n ian e lu b b laszane, zam iast ciężkich
lanych kół z żeliw a. W ogóle trz e b a dążyć do tego, aby p ę d n ia b y ła lekka, ale w y trzy m ała i d o sto so w an a do m ocy, jak ą ma przenosić.
O nrócz zćinania. iak iuż w vżej m ów iliśm y, w ały p o d le gają skręcaniu. Im w ięk
sza m oc w koniach m e
chanicznych p rzenoszona jest przez w ał, tym w ięk
sze jest skręcanie. P rzy długich liniach pędnia- nych sk ręcan ie pow oduje silne, szkodliw e d la p ra c y sp ręży n o w an ie w ałów . A b y to sk ręcan ie unieszkodliw ić, należy stosow ać o d p o w ied n io grube w ały. Ś rednice w ałów , w zależności od p rz e noszonej m ocy (N) i ilości obrotów (n), obliczone są p rzez k o n stru k to ró w i ułożone w tablice. T abliczkę taką, ułożoną p rze z jed n ą z k rajow ych fabryk pędni, podajem y niżei.
-Można korzystać z niej i w celu o k reślen ia śred n ic w ałków .
T A B L IC A IL O ŚC I P R Z E N O S Z O N Y C H K O N I M E C H A N IC Z N Y C H PR Z Y D A N E J IL O Ś C I O B R O T Ó W N A M IN U T Ę 1 ŚR ED N IC Y W A Ł K Ó W W m m .
h II O ŚĆ O fcr o t Ó w n a m n u S
1 1 60 100 i « 140 160 180 200
1 1 5 259 2 7 5 309 350 400 500 600
m m : I [ O Ść p r z e n o s Z On y ch k o n m e c h a n C Zn y c h 25 o.oa 0,11 0,15 0.19 0,23 0,26 030 0~34 0.38 0,43 0,47 0,52 0,57 0.66 0.75 0,94 1.13 30 0,16 0,23 0.31 0,39 0,47 0,54 0,62 0,70 0.78 0.87 0.97 1,07 1,17 1,37 1.56 1.95 2.34 35 0,29 0.43 0,57 0,72 0,86 1,01 1,15 1,29 i , « 1.62 1.80 1.98 2.16 2,52 2.88 3,6 4.3 40 0,49 0,73 0,98 1,23 1,47 1,72 1,96 2,21 2,46 2,75 3,07 3,37 3,68 4.30 4,92 6,2 7,4 45 0,79 1.18 1,58 1,98 2.3« 2,77 3.17 3,57 3,96 4,45 4.95 5,45 5,94 6.93 7.92 9.9 11.9 50 1.2 1,8 2.4 3 3.6 4.2 4,8 5.4 6 6.8 I 7.5 8.3 9 10.5 12 15 18 55 1,8 2,6 3,5 4.4 5.3 6,1 7 7.9 8.8 9,9 11 12,1 13.2 15.4 17,6 22 26,4 60 2.5 3.7 5 6.2 7.5 8.7 10 11,2 12.5 14 15,6 17,2! 18.7 21,9 25 31 37,5 70 4.6 6,9 9.2 11.6 13,8 16.2 18,5 20,8 23.2 26,0 28,9 31,8 34,7 40,5 46.3 58 . 69.5 80 7,9 11,8 15,8 19,7 23,6 27,6 31,5 35,5 39,5 44,4 49,3 54,3 59.2 69 79 99 118,5 90 12,6 18.9 25,3 31,6 37.9 44,2 50.6 56,8 63.2 71 79 O l 95 111 127 158 190 100 19 28 38 48 57 67 77 86 96 108 120 132 144 168 192 241 288 110 2 8 42 56 70 •84 99 113 127 141 158 176 194 212 246 282 353 424 120 40 60 80 100 120 140 160 180 200 225 250 275 300 350 400 500 600 n o 55 82 110 137 165 192 220 247 275 310 344 379 413 482 551 689 S 2 Ó
140 74 111 148 185 222 259 296 333 370 416 462 509 555 646 739 925 1110 160 126 189 252 316 378 442 505 569 632 710 790 869 948 1104 1262 1580 1896
Z adanie. O kreślić, n a p o d staw ie pow yższej tablicy, jakiej średnicy w ałek należy zastosow ać, aby p rzen ieść 5 koni m echanicznych przy 120 o b ro tach na m inutę.
W tablicy przy 120 obr/m in. w kolum nie pionow ej szu
kam y mocy rów nej 5-ciu lub w iększej.
O dnajdujem y 5,3 i o d p o w ied n ią śred n icę d - 5 5 mm, a w ięc przy 120 obrotach w ał 55 mm śred n icy przeniesie 5 koni m echanicznych.
Zadanie. N ależy «kreślić, jaki w ałek je st n iezb ęd n y dla p rze n iesien ia 15 koni m echanicznych przy 150 o b rotach n a m inutę.
W tablicy d anych dla 150 o b ro tó w nie ma, natom iast są dla 2 razy w iększej ilości t. j. 300 obrotów . Zw iększając dw ukrotnie ilość obrotów , m usim y szukać odpow iedniej śred n icy w alu w ru b ry c e z d w u k ro tn ie w iększą ilością koni.
W ru b ry c e 300 o b ro tó w najbliższa w iększa ilość niż 30 koni będzie 34,7 w ru b ry c e w ałka o śred n icy 70 mm, a w ięc p rzy 150 o b ro ta ch 15 koni m echanicznych p rzen iesie w ał 70 mm średnicy.
4. OSIE.
W ałek, nie podlegający sk ręcan iu , tylko w yginaniu, na
zyw am y osią, np. oś w agonow a, oś wozu i t.p. (Rys. 4).
6
R y s . 7. S z y jk a . R y s . 4. O ś w agonow a R y s . 5. O śka z ram ieniem .
S. CZOPY.
C zęść w ału, o b racającą się w p an ew ce łożyska, nazy w am y czopem . C zopy w ałów przyjm ują n a siebie o d p o ry łożysk. Im cięższe b ę d ą wały w raz z kołam i pasow ym i, tym w ięk szą p ra c ę ta rc ia b ęd z ie m iał do p o k o n an ia czop.
P ra c a ta rc ia o bracających się czopów' je st p ra cą szko
dliw ą czyli stratą; zam ienia się o stateczn ie n a ciepło (grzanie czopów).
\ 7.
R ozróżniam y czopy waiów leżących (czopy prom ieniow e) i czopy w ałów stojących lub wałów, w k tó ry ch działają siły w zdłuż osi (czopy osiowe).
Pod w zględem położenia n a w ale leżącym rozróżniam y czopy: końcow e, leżące n a końcach w ałów, (rys. 6) oraz czopy, położone w środku czyli szyjki (rys. 7).
Szyjka p o siad a n a sad zo n e na gorąco odsady, k tó re za
pobiegają przesunięciom w ałka w zdłuż linii pądnianej. O d sady m ają jeszcze i tę d o b rą stronę, (Rys. 11) że są ściśle d o p aso w an e do p an ew ek łożysk, a tym sam ym dają gwa_- rancję trw ałego u stalen ia linii oraz d obrego sm aro w an ia m iejsc zetk n ięcia łożysk z o d sad ą (sm ar nie w ycieka).
Jeśli w ał znajduje się w położeniu pionow ym , (np.
w n iek tó ry ch turbinach w odnych), lub gdy n a w ał poziom y d ziałają siły w zdłuż osi (np. przy stożkow ych kołach zębatych), to rozróżniam y: czopy osiow e pełne (rys. 8), czopy osiow e p ierścieniow e (rys. 9) i czopy osiow e g rzeb ien iaste (rys. 10).
N ajw iększy nacisk w czopie osiow ym w ystęp u je w środku, i dlatego śro d ek się u suw a i otrzym uje się czop osiow y p ierś
cieniow y (rys. 9). P rzew ażn ie szerokość p ierścieni b — 0 ,2 5 d.
Je ż e li w y stęp u je b ard zo duży nacisk, to śre d n ica czopa się zw iększa, a co za tym idzie w zrasta też i p raca tarcia, i czop się w yciera. A by tego uniknąć, stosuje się czopy g rzeb ien iaste (rys. 10), gdzie c iśn ie n ie-ro zd ziela się na kilka p ierścieni, ulokow anych jeden za drugim .
M ów iliśm y już w yżej, że czopy, obracając się w łoży
skach, zabierają dużo p ra c y pożytecznej, czyli przynoszą w re z u lta c ie straty .
A b y u n ik n ąć strat, czopy pow inny b yć d o b rz e d o p aso w an e, w y g ładzone i sm arow ane, o raz nacisk czopa na p a-
R y s . 8. Czop R y s . 9. C zop R y s . 10. Czop o sio w y p e łn y . o sio w y pierścieniow y, o sio w y g rzebieniasty.
8
R y s. / / . Od sa d y na w a łku nasadzone na gorąco (do ło ży sk a grzebieniastego).
new kę nie m oże b yć za duży. P od naciskiem rozum ieć n a leży ciśnienie w kg/cm", jakie p a n u je pom iędzy czopem i p a n ew ką. J e ż e li całk o w ita siła, d ziała jąca na czop, będzie P kg, długość czopa I cm, a śre d n ic a d cm, to n acisk K = jj~p B ard zo d uży n acisk m oże u su w ać sm ar z p o w ierzchni trą cy ch się i w ten sp o só b zw iększać p racę tarcia, a co za tym idzie g rzan ie się czopów .
P rzy ciągłej p ra c y czopów , d o b ry ch p an ew k ach i do
statecznym sm aro w an iu n acisk K w aha się:
stal h a rto w a n a po stali h arto w an ej do 150 kg/cm2
„ h a rto w an a po b rą z ie lub b ab icie „ 90 „
„ nie zah a rto w a n a „ „ „ „ 50 — 60 „
„ m iękka k o w aln a „ „ „ „ 30 — 40 „
Żeliw o po b rązie do 30 „
S tal m iękka k o w alna po żeliw ie „ 25 „ W o b ra b ia rk a ch do m etali, p racu jący ch n iep rzerw an ie, docisk nie p rz e w y ż sz a 50 kg/cm 2. W p ra sach niim ośro- dow ych, p racu jący ch ok reso w o , K d o ch o d zi do 450 k g c m 2.
N a grzanie czopów w pływ a rów nież p rę d k o ść o b w o dow a, a w ięc ilość obro tó w n a m inutę.
P ra k ty k a i te o ria p o tw ie rd zają jedno: aby grzanie czopów zm niejszyć, należy zw iększać długość 1, ą nie śre d n ic ę d, czyli zaw sze czop pow inien być d łu ższy niż grubszy.
6. ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE.
Ł ożyska są to części m aszyn, służące do p o d p ieran ia czopów' i szyjek o b racający ch się w ałów .
P o d o b n ie jak czopy, dzielą się łożyska na prom ieniow e dla w ałów leżących (rys. 12) o raz osiow e (oporow e) dla w ałów stojących lub leżących ale p o d d an y ch działaniu sił w zdłuż osi (rys. 13), np. w ały poziom e z kołam i sto żk o wymi, ślim aki i t. p.
W ym ienna część łożyska, w k tó rej czop się b e z p o śre d n io ślizga (obraca), n azy w a się p an ew k ą (rys. 12 i 13).
R y s . 12. R y s . 13. W atek W a lsk w ło ży ska ch p ro m itn io w y c h . w ło ży sk u oporow ym .
7. ŁOŻYSKA ZAMKNIĘTE.
W p ra k ty c e w arsztatow ej będziem y sp o ty k ali n ajw ię
cej łożysk prom ieniow ych. N ajprostszym typem prom ienio-
R y s . 14. Ł o ży sk o nic d zisło n t. R y s. 15. Oczko.
w ych łożysk ślizgow ych są zam knięte (nie dzielone) (rys. 14).
C zęsto łożysko nie dzielone jest odlane razem z korpusem m aszyny, je st to t. zw. „oczko" (rys. 15).
Z am knięte łożyska nie dzielone są p ro ste i tan ie, używ a się ich przy m aszynach w olno obracający ch się lub n ap ęd zan y ch ręcznie. P rz y w iększej liczbie ob ro tó w lub w iększym d ocisku łożyska m ogą b yć zao
p atrzo n e w zam ienne tulejki brązow e. T u lejki zostają w tłoczone i w razie p o trzeb y u nieruchom ione w k rętem (rys. 16). Sm a- i\ys. ¡o. ro w an ie o d b y w a się przez nalew an ie od Zamienna tulejka czasu do czasu sm aru do specjalnych otw or-
brazowa. ków albo też przy pom ocy sm arow nic.
12
ro w ca, b rąz u lub stali w y lew a się do grubości 0,05 d —3 mm, gdzie d je st śre d n ic ą czopa.
B abit składa się z 85 części cyny, 10 — antym onu i 5 — m iedzi; p o siad a w iele zalet: nie ta k łatw o się grzeje, ja k b rąz, i n a w et po ro zg rzan iu nie z a d z ie ra czopa. S zcze
gólniej b a b it p o trz e b n y je st w łożyskach z p anew kam i s ta łymi, przy dużym obciążeniu jednostkow ym (nacisku), gdzie p o w ierzch n ia p racu jąca p an ew k i m usi się d o p aso w ać do czopa. B abit sk ład a się bow iem z p odłoża m iękkiego i o sa
dzonych w nim tw ard y c h ziarn, k tó re w ytrzym ują nacisk.
A b y się b ab it trzym ał dob rze panew ek, w tych ostatnich ro b i się kanaliki poprzeczne i podłużne w formie, p rz e d staw ionej na rys. 19.
P op rzeczn e kanaliki w ytaczam y na to k arce i dlatego połów ki p an ew ek składam y i ściągam y chom ątkiem , a pd- d łużne strugam y n a stru g a rce poprzecznej. P rz ed zala
niem , pow ierzchnię w ew n ątrz oczyszczam y, pobielam y cyną i d o p iero zalew am y.
M ożna w ylew ać od razu dw ie połów ki, jak w skazuje ry s.2 0 — 1. Na pod staw ie — a — um ocow any je st drew niany rd zeń — b —, przez który przechodzi p ro sto k ątn y k aw ałek blachy żelaznej (niecynow anej) lub azbestu (c). P ołów ki p a
new ek, d o ty k ające w spom nianej p rze k ład k i (c), ściska się chom ątkiem (dj. R oztopiony b ab it w lew a się z góry pom ię
dzy rd z e ń i panew ki.
Na ry s. (20—2 i 20—3) p okazano sposób w y lew an ia h a bitem oddzielnych połów ek pan ew ek . W pierw szym w y p ad k u pan ew k a u lokow ana jest poziom o, a za rd ze ń służy ru ra żelazna, w drugim w ypadku rd z e ń stanow i odpow ie
dnio w ygięta blacha.
P o ostygnięciu w ylane m iejsca uklepuje się lekkim i uderzeniam i m łotka, ro z ta c z a n a to k arce, w ierci otw ory i oskrobuje.
R y s. 19. P anew ka.
R y s . 20. W ylew anie panew ek habitem .
10. ŁOŻYSKO SAMOSMAR.
R ozróżniam y dw a ty p y łożysk sam osm aru ze stałym i i w ahliw ym i panew kam i. Ł ożysko sam osm ar o w ahliw ych pan ew k ach (Sellersa) może się u staw iać sam oczynnie, zależ
nie od ugięcia i ruchów bocznych w ałka. Ł ożysko to n aj
częściej spotykam y w w arsztacie, szczególniej przy niezb y t obciążonych liniach p ędnianych i niedużych śre d n icach w ał
ków {od 25 do 100 mm).
S k ład a się z żeliw nych w ahliw ych p an ew ek (rys. 21), ujętych w kuliste gniazda, p o d staw y i pokryw y. W dolnej części p an e w e k znajduje się zbiorniczek n a oliw ę, z k tó re go zan u rzo n e obrączki cze rp ią sm ar i n a n o szą n a o b ra c a jący się czop (patrz opis o b rącz ek n a str. 20).
P rz y znacznych obciążeniach, przy ciężkich kołach p a sow ych i linow ych o ra z przy p racy sprzęgieł ciernych, k ło N iekiedy w y lew a się p an ew k i w p ro st na w ale. P o w y ż
szy zabieg upraszcza robotę, ale trz e b a do tego odpow iednio ustaw ić p anew ki, boki w ypełnić gliną i porobić odpow iednie otw ory, aby um ożliwić w lew anie roztopionego m etalu.
13
w ych, kół zęb aty ch i t.- p. łożyska z żeliw nym i w ahliw ym i p an ew k am i są za słabe. W takich tru d n y c h w arunkach pracy stosujem y łożyska sam osm ary z panew kam i stałym i, 14
R y s . 21. Ł o ż y s k o sam osm ar do pędni z w a h liw ym i panew kam i.
w ylanym i białym m etalem (babitem). Na rys. 22 w idzim y ta kie łożysko z jednym p ierścieniem i zbiorniczkiem n a oliw ę
R y s . 22. Ł o ży sk o sam osm ar ze sta ły m i panew kam i
w p o d staw ie łożyska, a nie tak, jak w poprzednim łożysku w ahliw vm (rys. 21), gdzie zbiorniczki były w panew kach.
R y s . 24. Ł o ży sk o otwarte z panew kam i 4-d iie ln y m i.
i spalinow ych, stosujem y łożyska z panew kam i, składającym i się z 4-ch części. Na rys. 24 w idzim y takie łożysko, sta now iące całość z korpusem m aszyny.
Je ż e li w zdłuż osi w ałka działają znaczne siły, np. przy stożkow ych kołach zęb aty ch , to jak już wspom inaliśm y na str. 7 rys. 10 i 11, używ am y czopów grzebieniastych. Na rys, 23 p rzed sta w io n e jest łożysko sam osm ar grzebieniaste.
15
B S
R y s. 23. Ł o ży s k o sam osm ar g rzebieniaste.
Sam osm ary znalazły szerokie zastosow anie w prak ty ce nie tylko w pędniach, ale w obrab iark ach , elektrom otorach, silnikach i t. p,
11. ŁOŻYSKA OTWARTE Z PANEWKAMI 4-DZIELNYMI.
W tych okolicznościach, gdy mam y oprócz pionow ego jeszcze duży nacisk poziom y, np. w silnikach parow ych
Boczne p an ew k i d o cisk an e są z pom ocą śru b i klinów do czopa w ału korbow ego. G ó rn a p an ew k a d o cisk an a jest p o k ry w ą z pom ocą oddzielnych śrub.
12. ŁOŻYSKO OPOROWE.
Czopy w alów pionow ych o raz poziom ych, w k tó ry ch działają siły w zdłuż osi (porów naj opis o czopach osiow ych n a str. 7 i 8) opierają się w łożyskach oporow ych. Na rys.
25 p rz e d sta w io n a jest k o n stru k c ja takiego łożyska. Łożysko to po siad a p a n ew k ę (4) b rąz o w ą lub stalow ą, k tó ra m oże przyjm ow ać ró w n ież siły prom ieniow e. K oniec czopa byw a z aopatrzony w stalow ą piętę, k tó ra ślizga się po stalow ym lub brązow ym kam ieniu (3). O becnie co raz częściej ślizgo
w e łożyska o p o ro w e zastęp o w a n e są łożyskam i kulkow ym i (patrz str, 24).
16
13. SMAROWANIE ŁOŻYSK.
W iem y, że kam ień płask i silnie rzu co n y na w odę sty c z nie do jej pow ierzchni, nie tonie, lecz ślizga się i skacze.
M ów im y w ted y , że pom iędzy kam ieniem a pow ierzchnią w o d y istnieje ta rc ie płynne.
N ajlepszą p rac ę łożyska otrzym am y w ów czas, gdy czop ślizgać się b ęd zie po oleju, jak kam ień po w odzie, nie d o ty k ając p anew ki. T a rcie pły n n e w ym aga pew nej gry w łożysku, um ożliw iającej utw orzenie się w arstw y oleju, po k tó rej czop się m oże ślizgać (pływać). R uch kam ie
nia po w odzie zależny je st od jego ciężaru, w ym iarów , szybkości i w łasności fizycznych cieczy, na k tó rą był rzu -
'¿OLI;
eony; podobnie pływ anie c-/opa w łożysku zależne jest od jego obciążenia, szybkości obw odow ej, w ym iarów łożyska i w łasności fizycznych sm aru. N a rys. 26 pokazany jest czop, obciążony od góry. Czop ten podczas ruchu o b ro to wego n a sk u te k luzu, w ypełnionego sm arem , p rzesuw a się tro ch ę na lewo od osi MN i tw o rzy tak zw any klin sm a ru , '/////////■ z /'/,\ i v t A / / / / / / / / / / / / dostatecznej prędkości
ślizgania czopa, ciśnienie sm aru w coraz to zw ężają- 1 y ' cych się przekrojach klina
będzie w zrastać, a najw ię
ksze — w ystąpi w najw ęż
szym m iejscu E. M iejsce E nazyw am y obciążoną częścią / / / a w n panew ki. C iśnienie sm aru w m iejscu E jest tak duże, ' ż e " a ^ S P u ie z u p e łn a iz o -
la c ja p o w ie r z c h n i m e ta lo - w y c h , i c z o p , n ie d o ty k a j ą c D , .. i , p a n e w e k , u n o s i s ię , ja k p ly - R ys.2 6 . C zop.pływ a w tozyshu. ^ M ó w ;m y ¿ ’t e d y , ż e m i ę d z y c z o p e m a p a n e w k ą w y s tę p u j e ta rcie p ły n n e , p r z y k tó r y m p o w ie r z c h n i e w c a le s ię n ie ś c i e r a j ą (s m a r o w a n ie z u p e łn e ) . Je żeli luz, o ra z p ręd k o ść ślizgania, lub sm ar są n ieo d pow iednie, to nie w ytw orzym y klina sm aru, a w ięc n ależy tego ciśnienia w obciążonej części, i pow ierzchnia czopa będzie d otykać b ezp o śred n io pan ew ek . J a k o rezu ltat otrzym ujem y ta rcie p ó łc ie k łe .
W spom nim y jeszcze o tarciu p ó łs u c h y m , k tó re w ystępuje krótko na" początku ruchu m aszyn, n a sku
tek w yciekania sm aru z p an e w ek w czasie postoju m aszyn.
P r z y s m a r o w a n iu z u p e łn y m ( ta r c ie p ły n n e ) n a le ż y r o b i ć r o w k i d o r o z p r o w a d z a n i a s m a r u ty l k o Rys. 27. w n ie o b c ią ż o n y c h c z ę ś c ia c h p a n e - D oprow adzanie » m o r u w w y- w e k . B a r d z o S z k o d liw e Są r o w k i
p a d ku g d y obciążenie je s t s p ir a l n e i łą c z ą c e m ie js c a o r ó ż n y m
^ .s k i e r o w a n o od dola. c iś n ie n i u . N a jw ła ś c iw s z e s ą r o w k i
¡póałuznep ro zp ro w ad zające sm ar n a całej długości czopa;
row ki t e j t i i e megą jed n ak dochodzić do czołow ych po
w ierzchni panew ek, gdzie panuje ciśnienie atm osferyczne.
Na rys. 27 p rzedstaw iony jest przekrój panw i i czopa, i- Obciążonego od dołu. W idzim y tu d opływ sm aru przez k a
17
naliki (1) i (2) oraz ro zp ro w a d zen ie tegoż row kiem p o d łu ż
nym (31 w części nie obciążonej łożyska. M iejsce (4) jest częścią obciążoną p a new ek, g d z i e panuje najw iększe ciśnienie sm aru.
Je że li obciążenie na czop nie posiada określonego kierunku, ale się zm ienia w czasie
/■>ys 28, Sm arow anie czopów pod obciążę- pracy, jak np W kor-
niem zm ie n n ym . b ow odzie, to ' taki r o dzaj o bciążenia nazyw am y obciążeniem zm iennym.
D opro w ad zen ie sm aru przy takiej p ra cy czopa m oże się o d b y w ać dw om a sposobam i. P ierw szy polega na tym, że. sm ar spływ a przez otw ór A w panew ce łożyska (rys.
2 8 — lew y) do k analika na obw odzie. R ozprow adzanie sm a
ru w zdłuż czopa o dbyw a się p rzez kanalik podłużny B. D ru
gi sposób (rys. 29 — praw y) polega n a tym , że sm ar dopływ a przez otw ory podłużny, i poprzeczny w śro d k u czopa do k a n alik a podłużnego C na zew nątrz czopa. W obydw óch w y p ad k ach sm ar d o p ro w ad za się zasadniczo na nie obciążo
n ą część panew ki.
14. S M A R O W N I C E .
, Z ależnie od stopnia gęstości, rozróżniam y sm ary gęs/e i płynne. Sm ary gęste są pochodzenia zw ierzęcego (łój) lub m ineralnego (w azelina). Do gęstych sm arów zaliczam y ró w
nież m ieszaniny sm arów m ineralnych i roślin
nych z m ydłem w apiennym .
P rzy tru d n y ch w a ru n k ach sm arow ania, np. p rzy czopach w olnobieżnych i dużym nacisku, d o d aje się do sm aru grafitu, k tó ry w ypełnia nieró w n o ści pow ierzchni.
S m ary płynne, tanie i najczęściej sp o ty k an e w p rak ty ce, są pochodzenia m in eraln e
go. P o w stały jako produkty destylacji ropy
» m . naftow ej i węgla. J e ż e li poddam y je działa-
/ l y s . i / , o m c r o w . » « . . , • 1 * c-
nicc SicuiUrc. n3U kw asów , to otrzym ujem y oleje rafinow a
n e w yższego gatunku.
Do sm aro w an ia sm arem gęstym (wazeliną) służą sm a
ro w n ice (mażniczki) Stauffera (rys. 29).
Do sm arówr ciekłych służy: smarownica knotowa (rys. 30), w k tó rej k n o t b aw ełniany ciągnie oliw ę do ru rk i, sk ąd sp ły w a do łożyska. J e d y n ą regulacją tej oliw iarki jest w yjęcie 18
knota podczas postoju m aszyny. Knoty łatw o się zap y ch a
ją i p rzestają ciągnąć sm ar. Na rys, 31 w idzim y smarow
nicę igiełkową, skład ającą się ze szklanej bańki, którą n ap eł
nia się oliw ą i zam yka stożkow ym drew nianym korkiem . 19
R y s . 30. R y s. 31.
Sm arow nica knotow a. Sm arow nica igiełkow a.
R y s . 32 Sm arow nica kropelkowa.
W korku jest p rzew ierco n y otw orek, przez który luźno p rz e w leczona jest igła (drucik). Je żeli napełnioną oliw iarkę od
wrócim y i ustaw im y n a łożysku, jak w skazuje rys. 31, to o ile łożysko będzie w spoczynku, sm ar n ie będzie w yciekać, pom im o że naokoło igły jest luz, gdyż nad poziom em sm aru jest próżnia. D opiero, gdy czop jest w ruchu obrotow ym , igieł
ka doznaje w strząsów , i oliw a pow oli sączy się do panew ki.
N a rys. 32 przed staw io n a jest smarownica kropelkowa w której m ożna regulow ać położenie nurnika, a co za tym idzie i ilość w ypływ u oliwy. D ziałanie jej polega n a tym, że sm ar, w lany do górnej m iseczki, dostaje się przez o tw o r
ki do szklanego zbiorniczka, a stam tąd otw oram i w ru rce do w ew n ątrz rurki. R urkę tę zam yka nurnik (igła) ze stoż
kow ym zakończeniem . W znosząc nurnik, pozw alam y oliwie skapyw ać po kropli do łożyska. P o d czas ruchu nurnik po
w inien być w ysunięty, co osiąga się przez postaw ienie głów
ki pionow o. Jeżeli zaś głów kę położym y, jak w skazuje rys.
32, to nu rn ik o padnie, zam knie otw ór, i sm ar nie będzie w y
ciekać. Ilość i w ielkość spadających do panew ki kropel m ożem y obserw ow ać p rz ez szklaną ru rk ę u dołu. R egula
cja ilościow a i jakościow a, kropel zależy od skoku nurnika, który się reguluje naśrubkiem n ad m iseczką.
W p ra k ty ce w arsztatow ej spotyka się jeszcze in n e o liw iarki. W szystkie one nie zapew niają jednak sm arow a
nia zupełnego (tarcie ciekłe) i dają w rezu ltac ie ta rc ie pół
suche lub półciekłe, przy b ard zo nieekonom icznym zu ży w a
niu sm aru.
B ardzo ciekaw ym rodzajem sm arow ania są tak zw ane obrączki smarujące (rys 33), k tó ry ch p rak ty cz n e z a sto so
w anie w idzim y w łożyskach sa- m osm arach, o k tó ry ch mówiliśmy n a str. 13. O brączka, luźno zw isa
jąca podczas ob ro tu czopa, nanosi sm ar z kom ory, znajdującej się w dolnej części panw i łożyska w ah- liwego (rys, 21) lub w- podstaw ie łożyska p rzy w ałach w iększych (rys, 22). Z am iast o b rączek sp o ty kam y mniej p ra k ty czn e łańcuszki.
A by o b rącz k ę m ożna było założyć, są one kute, d w u d z ieln e, p rzez co m ożna je zam ykać n a specjalny zam ek (rys. 34). Sam osm ary z o b rączkam i stanow ią jed en z n a jb a r
dziej ro zpow szechnionych typów , zapew niających obfite sm aro w an ie.
P o siad ając w iększy zapas sm aru w kom orze, w ym agają zm iany zaledw ie co kilka tygodni, a n a w et Rys, 3 4, m iesięcy, zależnie od w aru n k ó w
Z a m k i w obrączce sm arującej. p r a c y . 20
R y s . 33.
O b rą czka sm arująca.
15. ŁOŻYSKA KULKOWE.
D otychczas ro zp atry w aliśm y łożyska, gdzie obracający się czop ślizgał się po okrągłej pow ierzchni pan ew ek (rys. 35).
R y s, 35. Czop się ślizg a . R y s. 36. C zop się toczy.
O becnie zapoznam y się z innym rodzajem łożysk, w których o b rac ają cy się czop b ęd zie się toczył na kulkach (rys. 36).
T aki rodzaj łożyska nazyw am y łożyskiem kulkowym.
W łożyskach kulkow ych straty , poniesione na po k o n a
nie tarcia, są 10 razy m niejsze, niż w łożyskach ślizgowych.
O dróżniam y łożyska promieniowe i poosiowe. Ł ożyska prom ieniow e przyjm ują obciążenie przew ażnie prosto p ad le d o osi (rys, 37 i 38); łożyska poosiow e natom iast — w yłącz
nie obciążenia, działające w kierunku osi (rys. 39).
25
R y s. 37. R y s. 38. R y s . 39.
W p rak ty ce w arsztatow ej najw ięcej spotyka się łożysk prom ieniow ych. K ażde takie łożysko sk ład a się z pierścienia
R y s. 40. Pierścienie, k o szy c ze k i kulki.
w ew nętrznego, p ie rścien ia zew n ętrzn eg o i kulek, toczących się w k an alik ac h obiegow ych pom iędzy pierścieniam i (rys. 40).
A by kulki były praw idłow o rozłożone i nie ta rły się o siebie, pom ocnym jest koszyczek p raso w an y z blachy sta low ej, k tó ry utrzym uje je w należytej odległości. K ulki w y ra b ia się ze specjalnej stali chrom ow ej, p rze z p ra so w a nie, żarzenie, szlifow anie p rz e d i po zahartow aniu, oraz p o le ro w an ie ze ścisłością do kilku m ikronów (kilku tysiącz
n ych m ilim etra). W y rab ia n ie ło ży sk kulkow ych w ym aga dużego dośw iadczenia i od p o w ied n ich u rząd zeń , skutkiem czego zajm ują się tym tylko sp ecjaln e fabryki.
22
R y s . 41. D w u r zę d o w e .ło ży sk o kulkow e w ahliw e w opraw ie.
Z ależnie od ilości rzęd ó w rozróżniam y łożyska jednorzę
dowe (rys. 37) i dwurzędowe (rys. 38) oraz sztywne (rys. 37) i wah- liwe (rys. 38). T e o sta tn ie p o zw alają na pew n e zm iany w p o ło ż en iu osi geom etrycznej w ału w stosunku do osi o praw y.
C ałość ło ży sk a ujęta jest w o p raw ę (rys. 41), sk ład ającą się z p o d sta w y i pok ry w y , ściśniętej śrubam i. W e w n ątrz o p raw y w kan ale siedzi zew n ętrzn y p ierścień łożyska.
K an ał te n m usi być b ard z o d o k ład n ie w ytoczony w /g śre d nicy p ierścien ia. G dy k an ał jest za m ały, i w łożone łożysko nak ry jem y p o k ry w ą i p rzy k ręcim y śrubam i, to pierścień zew n ę trz n y m oże się p o d d ać i p rz y jąć k ształt ow alny; takie ło
żysko pracu je n iep raw id ło w o i b a rd z o p rę d k o się niszczy.
S zero k o ść om aw ianego k an alik a pow in n a być o 2 mm w ięk sza od szero k o ści p ierścien ia. P rz e strzeg a n ie tego lu zu p o zw oli w alom na n iezn aczn e p rzesu w an ie się w zdłuż osi.
W p o k ry w ie i p o d staw ie osłony w m iejscach, gdzie p rzech o d zi w ał, znajdują się kanaliki, w k tó re zakładam y w ojłokow e p ierścionki, n asy co n e ciepłą w azeliną. W ojłok chroni kulki od k u rzu i zanieczyszczenia.
T eo rety czn ie łożyska kulkow e pow inny pracow ać zu
pełnie bez sm aru, ale, aby je uchronić od rdzy, nalew am y czystej oliw y przez górny otw orek, a zanieczyszczoną w y
puszczam y przez otw ór na dole. Poziom nalariej oliwy po
winien sięgać do połow y najniższej kulki.
W rac ając do szczegółow ego opisu łożysk, zatrzym a
my się na najczęściej spotykanym łożysku kulkow ym dw u
rzędow ym w ahliw ym (rys. 38). P o siad a ono pierścień ze
w nętrzny o pow ierzchni tocznej kulistej, k tó ra umożliwia łatw e nastaw ienie łożyska, oraz pew ność ruchu w tych w y
padkach, kiedy nie da się uniknąć niedokładności obróbki, opraw y lub też m ontażu, albo też, gdy należy się liczyć z pew nym w yginaniem w ału w stosunku do osi opraw y.
N a rys, 37 p rzed staw io n e jest łożysko kulkowe jedno
rzędowe sztywne o stosunkow o dużych kulkach. Przy du
żych ilościach obrotów łożysko to, choć prom ieniow e, może jednak przyjm ow ać obciążenie poosiow e.
P ew n a odm iana tego łożyska, polegająca na tym, że pierścień zew nętrzny ma tylko jedno obrzeże, w obec czego łatw o go zdjąć, pozw ala na stosow anie tych łożysk do m a
łych różnych m aszynek i a p arató w (np. do iskrow ników w sam ochodach).
16. ŁOŻYSKA ROLKOWE.
Zastosow anie łożysk kulkow ych znacznie zmniejszyło straty tarc ia w porów naniu z łożyskam i ślizgowymi. O sią
gnięto rów nież dużą oszczędność na sm arach. A le przy dużych zm iennych obciążeniach, p ręd k o się deform ują, z a czynają źle pracow ać, i po krótkim czasie trzeba je usunąć.
23
R y s. 42. R y s. 43. R y s. 44.
Ł o ży sk o rolkowe Ł o ży sk o rolkowe Ł o ży sk o rolkowe dw u rzęd o w e w ahliw e. jednorzędow e cylin d ryczn e, jednorzędow e stożkow e.
Inne tro ch ę w łasności p o siad a łożysko rolkow e: straty n a tarcie takie, jak w kulkow ym , przy rów noczesnej dużej w ytrzym ałości na znaczne obciążenie. M ówimy, że łożyska ro lk o w e p o siad ają du żą nośność. W y n ik a to z tego, że k u lk a przyjm uje ciśnienie w jednym punkcie na niedużej części kulistej pow ierzchni, a rolka — na długości odcinka prostej, a ściślej na części p o w ierzch n i cylindrycznej. Dla
tego też jed n o stk o w e ciśnienie rolki na pierścień jest m niej
sze niż ciśnienie kulki.
Na ry s. 42 p rzed staw io n e jest ło ż y s k o r o lk o w e d w u r z ę d o w e w a h liw e. D zięki kształtow i ro le k , (baryłek) i ich po
łożeniu w łożysku, łożysko to po siad a jeszcze zalety nastaw - ności i dokładnego p ro w ad ze n ia ro lek o raz dużą nośność tak w k ieru n k u prom ieniow ym , jak i poosiow ym . U żyw a się w m aszynach, gdzie w y stęp u ją duże n ierów nom ierne obcią
żenia, jak np.: w m aźnicach kolejow ych, w alcarkach, łam a
czach kam ieni i t. p.
D ośw iadczenie w ykazało, że p rzy jednakow ych w ym ia
rac h , łożyska rolkow e (baryieczkow e) w ytrzym ują o 303>
w iększe obciążenie, niż zw ykłe cylindryczne.
N a rys. 43 mam y ło ż y s k o c y lin d ry c z n e r o lk o w e je d n o r z ę dow e. R oleczka jest w alcem . U ży w a się tych ło ży sk m ię
dzy innym i do m aszyn e lek try czn y ch , sp rężarek , silników lotniczych i t. p.
N a rys. 44 w idzim y ło ż y s k o sto ż k o w e r o lk o w e je d n o r z ę d o w e, k tó re m oże b yć obciążo n e w k ieru n k u prom ieniow ym i poosiow ym . Łożysko to m a zasto so w an ie przew ażnie w sa m ochodach, m otocyklach, w ózkach i o b rab iark ach .
17. ŁOŻYSKA KULKOWE OPOROWE.
Ł oży sk o o p o ro w e jest p rzezn acz o n e w yłącznie do obcią
ż e ń poosiow ych i nie m oże b yć o b ciążan e w k ieru n k u prom ie
niow ym . Ł ożyska te dostosow ane są albo do przyjm ow ania obciążeń w jednym k ieru n k u , rys. 39, albo też n a przem ian w dw óch kierunkach. Powryższe ty p y łożysk w yko n y w an e są z pierścieniam i kulistym i i pod k ład k am i, k tó re służą do w y ró w n y w an ia pew nych odch y leń o p raw y , pow stałych przy z ak ład an iu w sto su n k u do osi wału.
U ży w a się tych łożysk i bez p o d k ład ek kulistych, n a co w skazuje kieł o b ro to w y do to k ark i (rys. 45). W ciekaw ej k o n stru k cji tego kła w idzim y zastosow anie trzech typów łożysk.
P a trz ą c od lew ej do p raw ej strony, w idzim y: prom ie
niow e ło ży sk o rolkow e stożkow e, n astęp n ie już w spom niane łożysko poosiow e (oporowe) i na koniec jed n o rzęd o w e p ro m ieniow e, kulkow e.
25
R y s. 45. K ieł obrotow y.
Na rys. 46 przedstaw iony jest fragm ent w ału silnika lotni
czego od stro n y Śmigla. W idzim y tam łożysko prom ieniow e rolkow e oraz łożysko poosiow e oporow e dw ukierunkow e.
R y s . 46. Ł o iy sb o oporowe na w ale silnika lotniczego.
18. USTAWIENIE i DOZÓR ŁOŻYSK KULKOWYCH.
P ostarajm y się zreasum ow ać zalety łożysk kulkowych:
nieznaczny opór tarcia, duża ilość obrotów , cieńsze wałki, zw artość i w ahliw ość łożysk oraz m inim alne zużycie sm arów.
P osiadają one jednak i sw oje słabe strony. Są bardzo czułe n a u d erzen ia i nagłe zm iany obciążenia i p rzeciąże
nia; kurz, w o d a i kw asy niszczą kulki. W ym agają bardzo staran n eg o m ontażu i dokładnej obróbki w ałka i opraw y.
B ezpośrednio p rzed m ontażem trzeb a kulki przem yć w benzynie lub benzolu, aby usunąć w arstw ę tłuszczu, ch ro
26
niącą je o d rdzy. M o n ter m usi pam iętać o nieszczęśliw ych, w y p ad k ach , jakie p o w oduje n ie o stro żn e o bchodzenie się z b en zy n ą, jako m ateriałem łatw o palnym . N afty nie należy u żyw ać do przem yw ania, gdyż kulki później rdzew ieją.
O sad zan ie łożyska kulkow ego n a w ale o d b y w a się różnym i sposobam i. N ajprostszy sposób polega n a p o d g rza
n iu łożyska w kąpieli olejow ej do te m p e ra tu ry 60“ — 70°C.
w czasie 10— 15 m inut. U derzam y tylko lekko d rew nianym m łotkiem po w ew n ętrzn y m pierścien iu , a nigdy po kulkach lu b p ierścien iu zew nętrznym . G d y u k ażą się 3 — 4 nitki gw intu, n ak ręcam y n a k rę tk ę i dociągam y n a k rę tk ę po zupeł
nym ostygnięciu łożyska.
P ow yższy sposób zam ocow ania stosow any b y w a w tedy gdy w a łe k m a zato cz en ie i gw int (rys. 47). W w y p ad k ach gdy w a ł je st gładki n a całej długości, um ocow yw anie łożysk o d b y w a się za p o śred n ictw em tu lei zacisk o w y ch (rys. 48). T u lej
k a zaciskow a p rz e c ię ta jest podłużnym k anałem i może
R y t. 41.
R y s . 48.
Ł o ży s k o na tulei za c isko w ej.
. R y s . 49.
Ł o ży s k o na tulei zdejm o w a n ej.
być ustaw iona w dow olnym miejscu wału, Z zew n ątrz jest stożkow a i n a jednym końcu ma n acięty gwint. W e w n ę trz ny p ierścień łożyska kulkow ego też jest zatoczony stożkow o.
P rzy m ontażu w ew n ętrzn y pierścień nasuw a się n a tulejkę, a potem n ak rę c a n ak rętk ę, k tó ra jednocześnie m ocuje tulej
kę n a w ale o raz pierścień na tulejce. N ak rętk ę u n ieru ch a
m ia się od o d k ręcan ia specjalnym w krętem . P rzy m ontażu n ależy tak ustaw ić tulejkę, aby k ierunek przy k ręcan ia n a
k rę tk i był o d w ro tn y do kierunku ruchu wału.
P oza tulejam i zaciskow ym i używ a się rów nież tulei do zdejm ow ania (rys. 49). T ulei tych używ a się w tedy, kiedy w ym agane jest b ard zo ścisłe pasow anie n a w ale, a rów no
cześnie łatw e zdjęcie łożysk.
D obrze zm ontow ane łożyska kulkow e mogą pracow ać bez dog ląd an ia 6 — 12 m iesięcy. G dy pokaże się rdza, ło
żysko n ależy przem yć benzyną. P rzy rozm ontow yw aniu ło ży sk a zew n ętrzn y pierścień p rze k rę ca się (rys. 50), i kulki w ydłubuje się z koszyczka zaostrzonym m iedzianym p ręci
kiem. N astępnie zupełnie sw obodnie wyjm ujem y koszyczek.
W w y p ad k u zepsucia chociażby jednej kulki, należy zam ie
nić cały kom plet.
27
R y t . 50 R y t. 51.
W yjm o w a n ie kulek. W kładanie ku lek.
P rzy sk ład an iu łożyska n a p rzó d w kładam y koszyczek, p odtrzym ując w położeniu nachylonym zew nętrzny pierścień (rys. 51). K uleczki w k ład a się ręką, u d erzając lekko d re w nianą p ałeczk ą po łożysku.
Istn ie ją p ra k ty c z n e sp o so b y o k reślen ia n iepraw idłow ej p ra c y łożyska kulkow ego. J e ż e li przyłożyć do o p raw y śru b o k rę t, a do rąc zk i tegoż — ucho, to w w y p ad k u zepsutej jednej lu b kilku k u lek słychać u d erzen ia. Św ist w ło ży sk ach — to b ra k sm aru. Opiłki, p iasek p o w o d u ją d ra p an ie , a rd z a głuchy szum.
N ie należy n alew ać za d użo oliw y (tylko do połow y najniższej kulkij, gdyż w ted y kulki się nie toczą, tylko trą, co jest sp rzeczn e z z a sa d ą p ra cy łożysk kulkow ych.
19. PODPORY DO ŁOŻYSK.
W ały p ęd n ian e, ze w zględu n a osadzone n a nich koła pasow e, m uszą się znajdow ać w pew nym o d d alen iu od p o w ierzchni sufitu, ściany lub podłogi. A by to osiągnąć, ło ży sk a lokuje się na wieszakach sufitowych (rys. 52), wspor
nikach ściennych (rys. 53) lub kozłach podłogowych (rys. 54).
28
R y s. 52. W ie sza k su fito w y . R y s . 53. W spornik ścienny.
R y s . 54. K o zio ł podłogow y. R y s . 55. S k r zy n ia m urowa.
P odpory tc odlew ane są z żeliw a. Je ż eli p ędnia p rzecho
dzi przez ścianę, to jako p odporę stosuje się skrzynię muro
wą {rys. 55).
P rzy ciężkich kołach pasow ych, linow ych oraz przy sprzęgłach ciern y ch , kłow ych i kołach zębatych należy za
m iast zw ykłych w ieszaków sufitow ych stosow ać kozły wiszące.
20. PIERŚCIENIE OSADCZE.
Opisując czopy n a str. 6, wspom inaliśm y o tym, że aby uniknąć przesu w an ia się w ałka w zdłuż linii pędnianej, uży
wam y odsad, nasadzonych na gorąco i ściśle dopasow anych do panew ek łożyska.
J e d n a k w p rak ty ce w ar
sztatow ej, p r z y pędnianych w ałkach lekkich i średnich, używ am y do tego celu najczę- ciej pierścieni osadczych.
29
R y t . 56.
P ierścien ie osadcze byw ają (rys. 56) całkow ite i d z ie
lone. P rzy w ykonyw aniu należy stosow ać się do PN /G — 711. P ierścien ie mogą b yć w ykonyw ane z obrzeżem C i bez niego. O brzeże C w chodzi w ew n ątrz łożyska i doty k a p a n ew ek. Pam iętać trzeba, aby śruby, mocujące pierścienie do w ałka, ze w zględu na bezpieczeństw o pracy, nie w ystaw ały, na zew nątrz.
21. S P R Z Ę G Ł A .
Sprzęgła służą do łączenia w ałów . Ł ączenie to jest niezbędne, jeżeli długość linii pędnianej p rzek ra cza norm al
ną długość pojedyńczego w ałka, to jest 6 — 7,5 m, lub gdy część Hnii należy w yłączyć, w reszcie gdy osie w ałków nie tw o rzą linii prostej.
Sprzęgła dzielą się n a stałe i rozłą- r -1— czne. Stałe są ta - ję -y - kie, k tó re należy ro zebrać, by linię ro z
łączyć, oraz na now o złożyć, by linię złą
czyć. Do tego typu sprzęgieł n a l e ż ą :
R y s . 57. S przęgło łubkowe.
Sprzęgła łubkowe (rys. 57), znorm alizow ane P N /G — 702, naj
p rak ty czn iejsze do łączenia cienkich i średnich w ałków . Sprzęgła tarczowe (rys. 58), znorm alizow ane PN /G — 703, o d p o w ied n ie przy w strząśnieniach, w yw ołanych rodzajem p ro
dukcji, służą do stałego łączenia grubszych w ałków pędnia- nych (wyżej 100 mm). N asad za się n a w alki n a gorąco i jesz
cze ra z p rzetacza.
Sprzęgła przegubowe (rys 59), zw ane sprzęgłam i C arda na, (czytaj K ard an a ) służą do łączen ia w ałków o osiach, prze cin ający ch się p o d kątem .
R y s. 58. S p rzęg ło tarczow e.
R y s. 59. S przęgło przegubow e.
P rzy jednostajnym ruchu o b ro to w y m jed n eg o w ałka, drugi w ciągu jednego o b ro tu zm ienia sw ą prędkość.
A b y u n ik n ąć n iejed n o stajn o ści ru ch u , stosuje się w ał p o śre d ni, k tó ry tw o rzy jed n ak o w e k ą ty z o bydw om a łączonym i w ałam i, i k tó reg o w idełki zn aj
d u ją się w jednej p łaszczyźnie (w ał k a rd a n o w y ry s. 60 (20).
R y s . 60.
S p rzęg ła przegubow e w e frezarce.
S p rzęg ła p rzegubow e ró żn ej konstrukcji sp o ty k a się w m aszynach rolniczych, w sam ochodach, o b rab iark ach (frezarka rys. 60). C zopy przegubów tych sprzęgieł w ym a
gają d obrego sm arow ania.
Sprzęgła suwliwe (rys. 61), n ale żą do grupy sprzęgieł stały ch . S tosuje się je p rzy długich liniach pędnianych, a w szczególności p rzy ło ży sk ach kulkow ych. Sprzęgła te um ożliw iają p ra c ę w ałów , p odlegających w ydłużeniu, spow o
d o w an em u zm ianam i tem p e ratu ry .
31
R y s. 61, S przęgło suw liw e. R y s . 62. Sprzęgło sprężyste.
Sprzęgła sprężyste służą do łagodzenia w strząśnień, pow stających p rzy niektórych rodzajach fabrykacji (ochrona silników o raz kół zębatych). N a rys. 62 przedstaw ione jest sprzęgło sprężyste, w którym ruch przenoszony jest za p o m ocą kołeczków , naciskających na pierścienie z utw ardzonej gumy. K ulisty k ształt kołków ułatw ia odchylenie osi wałka.
Do sprzęgieł rozłącznych zaliczam y sprzęgła kłowe (rys. 63). M ożna w yprzęgać to sprzęgło podczas ruchu, sprzęgać — tylko pod czas postoju pędni. W yprzęganie i sprzęganie sprzęgła o dbyw a się z pom ocą w yprzęgnika śrubow ego.
Sprzęgło cierne służy d o w yprzęgania o raz sprzęgania w ałków w pełnym biegu, b ez obaw y w strząśnień i u d e
rzeń. D ziała za pośrednictw em tarcia.
Na rys. 64 przed staw io n e jest sprzęgło cierne do w łą
czania posuw u m echanicznego od w ałk a pociągowego.
Na w ałku pociągow ym znajduje się ślim ak sprzężony ze ślim acznicą (6). O bracając rękojeść gw iazdow ą (18), p o w odujem y, że w ałek (13) dociąga tarc zę sprzęgła (3) do stoż
kow ej w ew n ętrzn ej pow ierzchni ślim acznicy. W sk u tek w y
w arteg o nacisku, w ytw arza się tarcie, dzięki którem u ruch obrotow y ślim acznicy zostaje przeniesiony n a tarc ze sprzęgła j
.
i w a łek (t3), a od tego o statn ieg o na kółka z ęb ate (7 i 9). A by w yłączyć posuw , o d k ręcam y ręk o jeść (18) i łuzujem y ta r
czę (3), 32
R y t. 64. S p rzęg ło e itr n e w m echanizm ie suw nika tokarki.
1. K otek m ocujący tarczą sprzęgłu (3) n a w ałku (13), 2. W pustka ta rc z y sprzęgła. 3. T a rc z a sp rz ę g ła ciernego do posuw u m e c h .o d w atk a pociągow ego. 4. P ierścień do ślim acznicy (6), 5. Ś ru b a do zam ocow ania p ie rśc ie n ia (4), 6. Ś lim aczn ica, sta n o w iąca d rugą część sprzęgła ciernego.
7. K ółko z ę b a te z długą tu leją. 8. T u le jk a k ó łk a zębatego (9), 9. Kółko z ę b a te dźw igni kątow ej (11). 10. B olec d o k ó łk a zębatego (9). U . D źw ig
n ia k ąto w a do w łą c z a n ia i w y łącza n ia m echanicznego posuw u podłużnego lu b poprzecznego (od w a łk a poc.), 12. K ołek do zam ocow ania bolca (10) w dźw igni (11), 13. W a łe k sp rzęg ła ciernego. 14. K ołnierz. 15. Bolec do zam ocow ania k o łn ie rz a (14) w p ły c ie zam kow ej, 16. N ak rętk a kształtow a.
17. G w in t u sta la ją cy n a k rę tk ę kształtow ą,
22. NAPĘD PASOW Y.
N ajp ro stszy i najczęściej sto so w an y w p ra k ty c e w a rsz tato w ej n a p ę d p a s o w y o tw arty p rz e d sta w io n y jest n a rys. 65.
W n ap ę d z ie tym k o ła o b ra c a ją się w je d n ą stronę. Dzięki tarc iu , jakie pow staje m iędzy obw odem koła i naciągniętym pasem , k o ło p ę d zą c e O i p o ru sz a pas, k tó ry o b ra c a znów ko ło p ę d zo n e Oa. T a rc ie w pasie, dzięki k tó rem u przenosim y p ra c ę , p o w staje n a sk u tek n aciągu p a sa , czyli siły w e w n ę trz nej w yw ołującej p rzy cisk an ie p asa d o obw odów kół. P rzy dłu ższy ch pasach , a w ięc cięższych, w y stęp u je n a cią g n a tu ra ln y , a przy kró tszy ch — w yw ołujem y n iek ied y n ap ręzacza- mi p asow ym i n acią g sz tu c zn y .
C zęść p a sa A B je st c ią g n ą cą i p o siad a k ieru n ek p ro stoliniow y (rys. 65 — schem . 1), a część górna K L jest p ę d z o n a i tro c h ę zw isa.
Na rys. 65 — schem at 2 jest odw rotnie, bo koła o b racają się w od w ro tn ą stronę. C zęść ciągnąca CD jest u góry, a ciągniona MN na dole. Na rys. 65—schem at 1. kąty K OiA i LOaB to kąty opięcia. Im pas jest silniej naciągnięty, i im w iększe są kąty opięcia, tym n a p ęd lepiej pracuje. P o ró w nując schem aty 1 i 2 n a p ę a ó w otw artych, n a rys. 65 w idzim y, że gdy ciągnąca część p asa jest na dole, to k ąt opięcia jest w iększy od 180°, czyli k ąt opięcia K OiA jest w iększy od k ą ta COiM , W p rak ty ce powinniśrpy dążyć do tego, aby nie
zależnie od kierunku obrotów ciągnąca część pasa była na dole.
N ajw łaściw sze kąty opięcia otrzym ujem y przy k o ł a c h o jednakow ych średnicach. W m iarę jak się zw iększa ró ż n ica śre d nic kół, to k ą t opięcia na dużym kole się zw iększa, a n a m ałym m aleje, co w rezu ltacie prow adzi do złej p racy n apędu, gdyż pas się ślizga. Ślizganie pasa, czyli t. zw. poślizg, jest jedną z w iększych
w ad n a p ę d u pasow ego. *>"■ 6S- Napfd Pa*ou'y o tw a rty.
S traty z tego pow odu są n ieraz duże i dochodzą przy now ych pasach od 1,6% do 2,5%, a przy stary ch od'1% do 3%, a niekiedy do 5%. D latego też sto su n ek w zajem ny średnic kół danego n ap ęd u p o siad a bard zo du że znaczenie. Do
św iadczenie poucza, że p rzy n apędzie otw artym stosunek śred n icy dużego koła do śred n icy m ałego kola nie pow inien
być w iększy od 5. Np. gdy śred n ica dużego koła ró w n a się 1000 mm, a m ałego 200 mm, to stosunek ich ró w n a się "¿oo = ^' O czyw iście takie koła, w za
sad zie mogą stanow ić otw arty n a p ęd pasow y. Je żeli zaś koto o średnicy 1200 mm będ zie m ia
ło pracow ać z d ru g im -200 mm to sto su n ek średnic w yniesie '¡Hf = 6 < ‘ ta k ie g o napędu otw artego, dla pow odów wyłu- szczonych wyżej, stosow ać nie
R y s. 66. ¡\a p r ria c z pasa. należy.
33
Odległości między środkami kół. Na w ielkość k ą ta opię
cia w pływ a rów nież odległość m iędzy środkam i kół. Je ż e li przybliżym y osie w ałów , to k ąt o p ięcia m niejszego w ału zm niejszy się, a w iększego — pow iększy, choć śred n ice kół po zo stan ą te sam e. D latego te ż w p rak ty ce stosujem y pew n e normy odległości m iędzy kołam i. Najmniejsza odległość E — 1,25 (D + d ), gdzie D — śred n ica dużego koła w mm, a d — m ałego koła w mm. Np. koło duże D = 700; koło m ałe d = 300; najm niejsza odległ: E = 1,25 (700 + 300) = 1250 mm.
Największa odległość m iędzy środkam i kół dla napędów o tw arty ch przy szerokości p a sa do 100 mm pow inna być 5 m., a przy szerokości p a sa w iększej od 100 mm — 10 m.
N ajw iększa oraz najm niejsza odległość m iędzy śro d k a mi kół odnosi się nie tylko do kół o różnych średnicach, ale tak że do kół o śred n icach jednakow ych.
Pow yższe zależności w p ra k ty c e tłum aczą się tym , że k ró tk ie pasy p rzy zak ładaniu tru d n o naciągać, bardzo p ręd k o ulegają zniszczeniu i w yciągają się P asy b ard zo długie falują i w yw ołują szkodliw e drganie pędni i napędów .
A by otrzym ać p o żąd an y naciąg pasa oraz w łaściw e kąty opięcia, w p rak ty ce często stosuje się naprężacze pasa (rys. 66), w szczególności przy n ap ęd ach krótko spiętych.
Kółko n ap rężacza u staw ia się na pędzonej części pasa w pobliżu koła m niejszego, którego k ąt opięcia m a być zw iększony. P rzy zastosow aniu n ap rę żacza pas p rzy b iera w idok łam anej linii, k ąt opięcia się zw iększa, i stosunek średnic (przekładnia) może dochodzić d o 12.
W spom inaliśm y n a początku, że w nap ęd zie otw artym koła o b racają się w jedną stronę. Je śli zachodzi potrzeba, 34
R y s . 67. P a s sk rz y ż o w a n y . R y s . 68. P as p ó ls k r z y io w a n y .
ab y koła o b racały się w przeciw nych kierunkach, to sto su jemy napęd skrzyżowany (rys. 67); w tym nap ęd zie w arunki tw o rzen ia się kątów opięcia są lepsze, i dlatego stosunek średnic dużego koła do m ałego może dochodzić do 6, a naj
m niejsza odległość m iędzy środkam i kół może się rów nać 2 (D + d). Np. koło w iększe D = 1200 mm; kolo małe d — 300 mm; to najm niejsza odległość 2 (1200 -1-300) = 3 0 0 0 m m ~
== 3 m.
P rzenoszenie ruchu obrotow ego pom iędzy w ałam i, leżą
cymi pod kątem prostym , o dbyw a się za pom ocą napędu p ó lsk rzy ż o u ia n e g o (rys. 68).
35
W n ap ęd zie tym pas nie będ zie spadał, o ile śro d k o w a linia p asa będzie schodziła z jednego koła w punkcie, leżącym w płaszczyźnie drugiego z odchyleniem , w ynoszą
cym najw yżej 25°. D la zw ięk szen ia k ą ta opięcia w n a p ę dzie półskrzyżow anym stosujem y k r ą ż k i k ie r o w n ic ze oraz n a p rę ż a ją c e (rys. 69 i 70).
23. OBLICZANIE ŚREDNIC KÓŁ.
Z pom ocą n ap ęd u pasow ego możemy przenosić nie tylko ruch obrotow y z jednego w alu na drugi, ale także zm ieniać ilość obro tó w kół. A by ułatw ić sobie rach u n ek z ilością ob ro tó w kół, w prow adzam y pojęcie p rz e k ła d n i, która je sl sto su n k ie m śr e d n ic y w ię k sze g o k o ła do śre d n ic y m n iejszeg o lub w ię k sz e j ilości o b ro tó w do m n ie jsze j. T a k np. jeżeli ś re d nica w iększa D — 500 mm, a śred n ica m niejsza d = 200 mm, to prz ek ład n ia J = D : d = 5 0 0 :2 5 0 = 2. Przy rów nych ś re d nicach przek ład n ia = 1, a ilość obro tó w jednego koła rów na się ilości obrotów drugiego koła. G dy koła są nierów ne, to ilości obro tó w są te ż niejednakow e; koło w iększe zaw sze robi m niej obrotów , a koło m niejsze w ięcej obrotów . Np. Gdy koło du że D = 750 mm robi ni = 80 obr/m m , to koło m ałe przy d = 1 5 0 mm i p rz ek ła d n i J = 250 = 5, będ zie robić 5 razy w ięcej obrotów , czyli n2 = 5.80 = 400 obr/m in.
M ówimy, że m ię d zy śred n ica m i k ó ł a ilo ścia m i o b ro tó w istnieje za le żn o ść o d w ro tn ie p ro p o rc jo n a ln a .
Jeżeli śred n ica dużego koła D ,, ob ro ty n lf śred n ica
Dj Do
m ałego koła d 2, a ob ro ty n ^ to: y,- = — . Je ż e li obroty n2 koła dużego b ę d ą w iadom e, to m ożem y znaleźć obroty koła
I), D,
m niejszego n, = n, d'- A le sto su n e k d' jest przek ład n ią J, Możemy w ięc w yprow adzić następujące praw idło: a b y o b liczyć o b ro ty m n iejszeg o ko la , n a le ż y o b ro ty w ię k sze g o p o m n o ż y ć p r z e z p rz e k ła d n ię .
Lub też gdy chodzi o śred n icę, pow iem y: a b y o b liczyć śre d n ic ę w iększeg o k o la , n a le ż y śre d n ic ę m n iejszeg o p o m n o ż y ć p r z e z p rzekła d n ię.
J a k już wiem y z ro zw iązań na str. 33, kola pasow e o przekładni w iększej od 5 nie pow inny stanow ić n apędu pasow ego. Co robić jednak, gdy p rzek ład n ia ogólna J sta nowi liczbę w iększą od 5 ? N ależy w tedy zastosow ać n a pęd pasow y o p rzek ład n i złożonej. P o dw ójna od 6 do 25;
p o tró jn a od 26 do 125 (patrz tabliczka p rzek ład n i n a str, 37).
M usim y jed n ak zauw ażyć, że w nap ęd zie pasow ym złożonym k ażd a p a ra kół, zw iązanych ze sobą pasem , b ęd z ie w pływ ać na zm ianę liczby obro tó w ostatniego kółka p ęd zo nego (nm), p rzy czym ogólna p rz e k ła d n ia I jest liczbą, otrzym aną z ułam ka, którego licznikiem będzie iloczyn średnic dużych kół, a m ianow nikiem — iloczyn śred n ic m ałych kół. Ten sam re z u lta t otrzym am y, m nożąc p rzek ład n ie każdej p ary kół, zw iązanej jednym pasem . Przypuśćm y, że mamy n ap ęd , złożony z 3-ch p a r kół. N iech pierw sza para p o sia d a D, == 800 mm, d. = 200; druga p a ra — D; = 600 mm;
d3 = 250; trzecia p a ra — D, == 500 mm; d,„ = 100 mm.
W ted y zgodnie z określeniem , w yrażonym w yżej, ogólna
. . . . . . . 800. 750. 500.
p rzek ład n ia będzie: 20Q 25Q m = 60.
O brachujm y te raz p rz e k ła d n ie p o szc ze g ó ln e (i) d la każdej pary oddzielnie, pom nóżm y je p rzez siebie i porów najm y z otrzym anym rezultatem .
P rzek ład n ie: pierw szej p ary ^ — 4; drugiej p a r y ^ =
* . 500
= 3; trzec iej p a ry ~ M nożąc p rzez siebie o trzym a
m y liczby 4.3.5. = 60. W pierw szym i drugim w y p ad k u otrzym aliśm y jed n ak o w ą liczbę, o znaczającą ogólną p rz e k ła dnię. P ierw szy sposób jest p rostszy, i dlatego w p rak ty ce w arsztatow ej ma zasto so w an ie przy sp ra w d z an iu obliczeń średnic kół pasow ych. N ajlepiej to w yjaśnią przy k ład y oraz tabliczka p rz e k ła d n i n a str. 37.
P r zy k ła d . K oło o śred n icy dm = 190 mm, osadzone na w rzecionie o b rab ia rk i, ma robić n m — 1050 obr/m in. Ja k i n a p ę d p aso w y n ależy zastosow ać, jeżeli w ał p ęd n ian y o b ra ca się n, = 175 obr/m in.?
36
