Зашто већина рударских машина бира котрљајуће лежајеве уместо клизних лежајева?

Као неопходна и важна компонента у машинским производима, лежајеви играју важну улогу у ослањању ротирајућих вратила. Према различитим својствима трења у лежају, лежајеви се деле на котрљајуће лежајеве (који се називају котрљајући лежај) и клизне лежајеве (који се називају клизни лежај). Две врсте лежајева имају своје карактеристике у структури, а сваки има своје предности и мане у перформансама.

Поређење котрљајућих и клизних лежајева

1. Поређење структуре и начина кретања

Најочигледнија разлика између котрљајућих лежајева иклизни лежајевије присуство или одсуство котрљајућих елемената.

Котрљајући лежајеви имају котрљајуће елементе (куглице, цилиндричне ваљке, коничне ваљке, игличасте ваљке) који се ослањају на своју ротацију да би подржали ротирајуће вратило, тако да је контактни део тачка, а што је више котрљајућих елемената, то је више контактних тачака.

Клизни лежајевинемају котрљајуће елементе и ослањају се на глатке површине за подупирање ротирајућег вратила, тако да је контактни део површина.

 

Разлика у структури ова два одређује да је начин кретања котрљајућег лежаја котрљање, а начин кретања клизног лежаја клизање, тако да је ситуација трења потпуно другачија.

 

2. Поређење носивости

Генерално, због велике површине лежаја клизног лежаја, његова носивост је генерално већа од носивости котрљајућег лежаја, а способност котрљајућег лежаја да поднесе ударно оптерећење није велика, али потпуно течно подмазани лежај може да поднесе велико ударно оптерећење због улоге амортизације и апсорпције вибрација услед филма мазива. Када је брзина ротације велика, центрифугална сила котрљајућих елемената у котрљајућем лежају се повећава, а његова носивост се смањује (бука је склона појави при великим брзинама). Код динамичких клизних лежајева, њихова носивост се повећава са већим брзинама.

 

3. Поређење коефицијента трења и почетног отпора трења

Под нормалним радним условима, коефицијент трења котрљајућих лежајева је нижи од коефицијента трења клизних лежајева, а вредност је стабилнија. На подмазивање клизних лежајева лако утичу спољни фактори као што су брзина и вибрације, а коефицијент трења значајно варира.

 

При покретању, отпор је већи од отпора котрљајућег лежаја јер клизни лежај још није формирао стабилан уљни филм, али су почетни отпор трења и радни коефицијент трења хидростатичког клизног лежаја веома мали.

 

4. Поређење применљивих радних брзина

Због ограничења центрифугалне силе котрљајућег елемента и пораста температуре лежаја, брзина котрљајућег лежаја не може бити превисока и генерално је погодна за радне услове средње и мале брзине. Непотпуно течно подмазани лежајеви због загревања и хабања лежаја, радна брзина не би требало да буде превисока. Перформансе велике брзине потпуно течно подмазаних лежајева су веома добре, посебно када су хидростатички клизни лежајеви подмазани ваздухом, а њихове брзине ротације могу достићи 100.000 о/мин.

 

5. Поређење губитка снаге

Због малог коефицијента трења котрљајућих лежајева, њихов губитак снаге генерално није велики, што је мање него код непотпуно течно подмазаних лежајева, али ће се драматично повећати када се правилно подмажу и инсталирају. Губитак снаге трења код потпуно течно подмазаних лежајева је мали, али код хидростатичких клизних лежајева, укупни губитак снаге може бити већи него код хидростатичких клизних лежајева због губитка снаге пумпе за уље.

 

6. Поређење века трајања

Због утицаја тачкастог оштећења и замора материјала, котрљајући лежајеви су генерално пројектовани на 5~10 година или се замењују током ремонта. Плочице некомплетних течно подмазаних лежајева су јако истрошене и потребно их је редовно мењати. Век трајања потпуно течно подмазаних лежајева је теоретски неограничен, али у пракси може доћи до замора материјала лежаја услед цикличног напрезања, посебно код динамичких клизних лежајева.

 

7. Поређење тачности ротације

Котрљајући лежајеви генерално имају високу тачност ротације због малог радијалног зазора. Непотпуно течно подмазани лежајеви су у стању граничног подмазивања или мешовитог подмазивања, рад је нестабилан, хабање је озбиљно, а тачност је ниска. Због присуства уљног филма, потпуно течно подмазани лежајеви ублажавају и апсорбују вибрације са високом тачношћу. Хидростатички клизни лежајеви имају већу тачност ротације.

 

8. Поређење других аспеката

Котрљајући лежајеви користе уље, маст или чврсто мазиво, количина је веома мала, количина је велика при великим брзинама, чистоћа уља мора бити висока, па је потребно заптивање, али лежај се лако замењује и генерално не захтева поправку чаура. Код клизних лежајева, поред непотпуног течног подмазивања, мазиво је генерално течно или гасовито, количина је веома велика, захтеви за чистоћу уља су такође веома високи, плочице лежаја треба често мењати, а понекад се поправља и чаура.

 

Избор котрљајућих и клизних лежајева

Због сложених и разноврсних стварних радних услова, не постоји јединствени стандард за избор котрљајућих и клизних лежајева. Због малог коефицијента трења, малог отпора при покретању, осетљивости, високе ефикасности и стандардизације, котрљајући лежајеви имају одличну заменљивост и свестраност, погодни су за употребу, подмазивање и одржавање и генерално им се даје приоритет при избору, па се широко користе у општим машинама. Сами клизни лежајеви имају неке јединствене предности, које се генерално користе у неким случајевима када се котрљајући лежајеви не могу користити, незгодни су или немају предности, као што су следећи случајеви:

 

1. Величина радијалног простора је ограничена или инсталација мора бити подељена

Због унутрашњег прстена, спољашњег прстена, котрљајућег елемента и кавеза у структури, радијална величина котрљајућег лежаја је велика, а примена је донекле ограничена. Игличасти ваљкасти лежајеви су доступни када су радијалне димензије строге, а по потреби су потребни и клизни лежајеви. За делове који не могу имати лежајеве, или се не могу монтирати из аксијалног правца, или где делови морају бити подељени на делове, користе се подељени клизни лежајеви.

 

2. Прилике високе прецизности

Када лежај који се користи има високе захтеве за прецизност, генерално се бира клизни лежај, јер филм уља за подмазивање клизног лежаја може да ублажи апсорпцију вибрација, а када је тачност изузетно висока, може се одабрати само хидростатички клизни лежај. Клизни лежајеви се широко користе за прецизне и високопрецизне брусилице, разне прецизне инструменте итд.

 

3. Прилике великог оптерећења

Котрљајући лежајеви, било да су куглични или ваљкасти, склони су загревању и замору у тешким условима рада. Стога, када је оптерећење велико, клизни лежајеви се најчешће користе, као што су ваљаонице, парне турбине, прибор за авионске моторе и рударске машине.

 

4. Друге прилике

На пример, радна брзина је посебно висока, ударци и вибрације су изузетно велики, а потреба за радом у води или корозивним медијима итд., клизни лежајеви се такође могу разумно одабрати.

 

За врсту машина и опреме, примена котрљајућих и клизних лежајева, сваки има своје предности и мане, и треба их разумно одабрати у комбинацији са стварним пројектом. У прошлости, велике и средње дробилице су углавном користиле клизне лежајеве ливене од бабита, јер су могли да издрже велика ударна оптерећења, били су отпорнији на хабање и стабилнији. Мала чељусна дробилица се углавном користи са котрљајућим лежајевима, који имају високу ефикасност преноса, осетљивији су и лакши за одржавање. Са побољшањем техничког нивоа производње котрљајућих лежајева, већина великих чељусних дробилица се такође користи у котрљајућим лежајевима.