SMAROWANIE ELEMENTÓW MASZYN

SMAROWANIE W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

SMAROWANIE HYDROSTATYCZNE

SMAROWANIE GAZODYNAMICZNE

SMAROWANIE GAZOSTATYCZNE

SMARUJĄCE PARY CIERNE

SMAROWANIE ELEMENTÓW

MASZYN

Tarciem mieszanym nazywamy proces

stanowiący połączenie co najmniej
dwóch różnych rodzajów tarcia.
Występuje ono wówczas, gdy część
powierzchni elementów w strefie
tarcia styka się bezpośrednio ze sobą
(tarcie graniczne) lub warstwą nośną
cieczy smarującej.

CO TO JEST TACIE MIESZANE?

Tarcie mieszane występuje przy:
niewielkich prędkościach ruchu

względnego powierzchni elementów
węzłów ślizgowych

dużych naciskach jednostkowych np.

podczas uruchamiania i zatrzymywania
maszyn. Wtedy substancja smarująca nie
rozdziela całkowicie powierzchni tarcia
współpracujących elementów maszyn.

WYSTĘPOWANIE

Podstawowym zjawiskiem procesów smarowania

granicznego jest wzajemne oddziaływanie
nieruchomości powierzchni współpracujących
elementów.

W badaniach modelowych procesu tarcia mieszanego

stosowane są różne formy geometryczne
odwzorowujące nierówności powierzchni tarcia
elementów maszyn. Są to np. stożki, kule, kliny itp. .
Przyjmowane założenia upraszczające stanową
dostatecznie wystarczające przybliżenie cech
kształtu rzeczywistych powierzchni tarcia.

Smarowanie hydrostatyczne jest procesem

polegającym na wytwarzaniu między
współpracującymi powierzchniami elementów
węzłów ślizgowych warstwy cieczy, w której
występuje statyczne ciśnienie, powstające na
skutek ciągłej cyrkulacji cieczy wytwarzanej i
podtrzymywanej przez źródło ciśnienia, którego
wartość równoważy wartość obciążenia
zewnętrznego węzła ślizgowego przy całkowitym
oddzieleniu od siebie powierzchni
współpracujących elementów.

CO TO JEST SMAROWANIE

HYDROSTATYCZNE?

Zjawisko smarowania hydrostatycznego jest

obecnie wykorzystywane w różnych
maszynach dzięki temu, że:

Grubość warstwy smarującej zależy w

niewielkim stopniu od wartości obciążenia
węzła ślizgowego

Obciążalność łożysk zależy w niewielkim

stopniu od prędkości względnej ruchu
powierzchni współpracujących elementów

Opory tarcia są znikomo małe

WYKORZYSTANIE

W procesach konstruowania węzłów

ślizgowych maszyn smarnych w sposób
hydrostatyczny istnieje znacznie większa
dowolność w zakresie wyboru rozwiązań
konstrukcyjnych elementów. Opory tarcia w
tych węzłach są bardzo małe w całym
zakresie prędkości ruchu powierzchni
ślizgowych i ich elementów. W związku z
tym procesy smarowania hydrostatycznego
stosowane są w łożyskach wielu maszyn.

 W łożyskach wzdłużnych
 Do unoszenia czopów łożyskowych wałów ciężkich maszyn

wirnikowych w czasie ich rozruchu

 W łożyskach ślizgowych poprzecznych, w których warstwa

nośna czynnika smarnego nie jest wytwarzana w naturalny
sposób

 W prowadnicach w celu zmniejszenia oporów tarcia

poruszających się względem siebie elementów

 W urządzeniach do badania łożysk ślizgowych w celu

zmniejszenia oporów ich ruchu

 W celu amortyzowania drgań elementów maszyn
 W celu utrzymania określonego luzu między powierzchniami

współpracujących elementów

Stosowane są miedzy

innymi:

MODEL SMAROWANIA

HYDROSTATYCZNEGO

POPRZECZNEGO ŁOŻYSKA

ŚLIZGOWEGO

A – przekrój poprzeczny łożyska

ślizgowego

B – rozkład ciśnień w łożysku

wywołany czynnikami
zewnętrznymi

1 – panew łożyska
2 – wał łożyska
3 – środek smarny
4 – wlot środka smarnego
5 – wylot środka smarnego

Smarowanie gazodynamiczne jest zjawiskiem

polegającym na tworzeniu się warstwy
nośnej gazu między odpowiednio
ukształtowanymi powierzchniami elementów
węzłów ślizgowych. W warstwie gazu
powstaje ciśnienie dynamiczne
równoważące zewnętrzne obciążenie węzła
ślizgowego i powodujące całkowite
oddzielenie powierzchni ślizgowych
elementów maszyn.

ZJAWISKO SMAROWANIA

GAZODYNAMICZNEGO

Jest analogiczny do mechanizmu

sterowania hydrodynamicznego.
Jednak ze względu na znacznie
większą ściśliwość gazu niż cieczy
cecha ta jest uwzględniona w
modelach matematycznych
stosowanych do opisu zjawiska
smarowania gazodynamicznego.

MECHANIZNM ZJAWISKA

SMAROWANIA

GAZODYNAMICZNEGO

W warstwie nośnej cieczy powstającej

w procesach smarowania
hydrodynamicznego wytwarzane są
dwa obszary ciśnienia tzn.
nadciśnienie i podciśnienie. Wartości
nadciśnienia i podciśnienia smaru są
niezależne od wartości ciśnienia w
otoczeniu węzłów ślizgowych.

W procesach smarowania gazodynamicznego

następują zmiany gęstości i lepkości gazu.
W związku z tym do opisu procesu
smarowania gazodynamicznego można
stosować teorię płynów nieściśliwych tylko
dla bardzo małych (zbliżonych do zera)
wartościach parametru (lambda)
nazywanego parametrem łożysk i
obliczonego według wzoru.

Lepkość gazu wzrasta ze wzrostem jego

temperatury. W większości analiz
smarowania gazodynamicznego zakładane
są warunki izotermiczne procesu. Założenie
to jest możliwe wówczas, gdy prędkości
ruchu względnego elementów węzła
ślizgowego mieszczą się w zakresie
wartości, w którym opory tarcia i związane
z tym wydzielające się ciepło nie powodują
wzrostu temperatury.

Grubość warstw nośnych gazu są znacznie

mniejsze niż grubość warstw olejowych. Jest to
wielkość porównywalna z wartością
chropowatości czopa i panwi łożyska. W związku z
tym wszelkie błędy kształtu powierzchni czopa i
panwi są przyczyną przemiennego ściskania i
rozszerzania gazu w miejscach ich występowania.
Na skutek tego w warstwie smarującej gazu
powstają obszary podwyższonego i obniżonego
ciśnienia, które powodują zaburzenia w rozkładzie
ciśnienia i przepływu gazu.

W maszynach przepływowych
We wrzecionach obrabiarek
W urządzeniach kontrolno-

pomiarowych

W żyroskopach
Wiertarkach dentystycznych
itd.

ŁOŻYSKA GAZODYNAMICZNE

STOSOWANE SĄ:

ŻYROSKOP

Budowa żyroskopu:
A – mocowanie zewnętrznego
pierścienia,
B – zewnętrzny pierścień,
C – wewnętrzny pierścień,
D – koło zamachowe,
E – ośka,
F – mocowanie,
G – łożysko

Małe opory tarcia
Łatwość pozyskiwania substancji smarującej
Utrzymanie czystości powierzchni

elementów łożysk

Możliwość stosowania gazu w szerokim

zakresie zmienności jego temperatury w
przeciwieństwie do cieczy, której
zastosowanie jest ograniczone ze względu
na niebezpieczeństwo jej wrzenia lub
zamarzania

Zalety smarowania

gazodynamicznego

Mała nośność łożysk
Mała stabilność pracy łożysk
Konieczność zapewnienia wysokiej

dokładności wykonania i
chropowatości powierzchni
elementów łożyskowych

Wady smarowania

gazodynamicznego

Smarowanie gazostatyczne jest procesem oddzielenia

powierzchni ślizgowych elementów maszyn warstwą
gazu, w którym wytworzone jest ciśnienie statyczne,
równoważące zewnętrzne obciążenie węzła
ślizgowego. Mechanizm zjawiska smarowania
gazostatycznego jest podobny do mechanizmu
smarowania hydrostatycznego. Różnice między
smarowaniem cieczą, a smarowaniem gazem są
jedynie ilościowe i dotyczą głównie zmian
spowodowanych różnymi wartościami lepkości i
gęstości obydwu substancji smarujących oraz zmian
wartości tych cech.

PROCES SMAROWANIA

GAZOSTATYCZNEGO

Są one wytwarzane w dwóch odmianach:
Łożyska porowate nasycone ciekłymi

smarami

Łożyska kompozytowe, których

elementy są wytwarzane przez ich
wprasowanie z proszków metali lub
tlenków metali z dodatkiem smarów
stałych

Samosmarującymi parami

ciernymi nazywamy łożyska

smarujące

Stosowane są do smarowania węzłów

maszyn przenoszących niewielkie
obciążenia i nie narażonych na
drgania mechaniczne. W tych
warunkach użytkowania łożyska te nie
są smarowane, natomiast w innych
warunkach smarowanie okresowe jest
niezbędne.

ŁOŻYSKA POROWATE

Stosowane są w tych węzłach

ślizgowych, w których smarowanie
olejami jest niemożliwe, utrudnione
albo gdy użyte smary plastyczne lub
płynne zanieczyszczają wytworzony
produkt obniżające jego jakość.

Łożyska te nie wymagają

dodatkowego smarowania.

SMARUJĄCE ŁOŻYSKA ZE

STAŁYMI SMARAMI

Document Outline