MISKOLCI EGYETEM

GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT

Gördülőcsapágyak

Patyik Zoltán

II. éves gépészmérnök hallgató

Konzulens:

Dr. Takács Ágnes

tanársegéd

Gép- és Terméktervezési Tanszék

Miskolc, 2010

2

Fej

ezet

: B

evez

etés

TARTALOMJEGYZÉK

Bevezetés ......................................................................................................................5

A gördülőcsapágyak jellemzői, felosztása, csapágyfajták ..............................................6

A gördülőcsapágy szerkezete .....................................................................................6

A gördülőcsapágyak felosztása ..................................................................................6

A gördülőcsapágyak főbb jellemzői ...........................................................................8

Csapágykiválasztás .......................................................................................................9

Csapágykiválasztás és alkalmazás alapelvei ..............................................................9

Üzemi feltételek és környezeti behatások ..................................................................9

Jellemző követelmények ............................................................................................9

A csapágy fajtájának kiválasztása ............................................................................ 10

Radiális terhelés ............................................................................................................. 10

Axiális terhelés .............................................................................................................. 11

Hosszkiegyenlítés a csapágyon belül .............................................................................. 11

Szétszerelhető csapágyak ............................................................................................... 12

Pontosság ....................................................................................................................... 12

Egytengelyűségi hibák kiegyenlítése .............................................................................. 13

Fordulatszám ................................................................................................................. 13

Zajszegény futás ............................................................................................................ 13

Merevség ....................................................................................................................... 14

Súrlódás ......................................................................................................................... 14

Kúpos furatú csapágyak ................................................................................................. 14

CSAPÁGYADATOK ................................................................................................. 17

Fő méretek .............................................................................................................. 17

Gördülőcsapágyak lekerekítési méretei .................................................................... 18

Csapágymegjelölések .............................................................................................. 19

Tűrések.................................................................................................................... 20

Csapágyhézag .......................................................................................................... 20

A gördülőcsapágyak anyagai ................................................................................... 21

Csapágygyűrűk és gördülőtestek acélanyaga .................................................................. 21

Kosárszerkezetek és anyagaik ........................................................................................ 21

Súrlódás ...................................................................................................................... 23

A súrlódási nyomaték becslése ................................................................................ 23

3

Fej

ezet

: B

evez

etés

Méretezés .................................................................................................................... 24

Statikus igénybevételnek kitett csapágyak méretezése az ISO élettartam-egyenlettel

........................................................................................................................... 24

Dinamikus igénybevételnek kitett csapágyak méretezése az ISO élettartam-

egyenlettel .......................................................................................................... 25

fL dinamikus jellemző .................................................................................................... 27

Gördülőcsapágyak minimum terhelése, a túlméretezés elkerülése .................................. 27

Bővített élettartam-számítás ISO szerint .................................................................. 27

A meghibásodási valószínűség a1 tényezője ................................................................... 28

Az a2 alapanyag tényező ................................................................................................ 28

Az üzemelési körülmények a3 tényezője ......................................................................... 28

Az a2 és a3 módosított élettartam-tényezők kombinációja ............................................... 30

Megjegyzések ................................................................................................................ 31

A csapágyak alkalmazása ............................................................................................ 32

Csapágyelrendezések ............................................................................................... 32

Vezetőcsapágyas ágyazás ............................................................................................... 32

Oldalról megtámasztott ágyazás ..................................................................................... 33

Illesztések ................................................................................................................ 33

A csapágyülékek és a csatlakozó alkatrészek méret-, alak- és futáspontossága ........ 34

Mérettűrések .................................................................................................................. 34

A hengeresség alaktűrései .............................................................................................. 35

A merőlegesség tűrései .................................................................................................. 35

A Csapágyak előfeszítése ........................................................................................ 36

Az előfeszítés típusai ..................................................................................................... 36

A csapágy-előfeszítés hatása .......................................................................................... 37

Csapágyak axiális rögzítése ..................................................................................... 37

Rögzítési módszerek ...................................................................................................... 37

Tömítések ................................................................................................................... 39

Nem súrlódó tömítések ............................................................................................ 39

Súrlódó tömítések .................................................................................................... 40

Kenés és karbantartás .................................................................................................. 43

Zsírkenés ................................................................................................................. 43

A megfelelő zsír kiválasztása ......................................................................................... 43

A csapágy ellátása zsírral ............................................................................................... 44

Olajkenés ................................................................................................................ 44

4

Fej

ezet

: B

evez

etés

A megfelelő olaj kiválasztása ......................................................................................... 44

A csapágy ellátása olajjal ............................................................................................... 45

A csapágy ellenőrzése és tisztítása ........................................................................... 45

A csapágyak tárolása ............................................................................................... 46

Beszerelés, kiszerelés .................................................................................................. 47

Gördülőcsapágyak beszerelése hengeres csapágyhelyre ........................................... 47

Kúpos furatú gördülőcsapágyak beszerelések .......................................................... 47

Gördülőcsapágyak kiszerelése hengeres csapágyhelyről .......................................... 48

Kúpos furatú gördülőcsapágyak kiszerelése ............................................................. 49

Összefoglalás .............................................................................................................. 50

Irodalomjegyzék ......................................................................................................... 51

5

Fej

ezet

: B

evez

etés

BEVEZETÉS

A gördülőcsapágyak elmélete a XV. és XVI. században alakult ki. Leonardo da

Vinci (1452-1519) határozta meg a csúszó- és gördülősúrlódás közötti különbséget.

Megállapításai a korszerű gördülősúrlódás-elmélet ősének tekinthető. A technika

fejlődésével a csapágyak egyre tökéletesebbek, de a súrlódás legyőzésére fordított

emberi erőfeszítések nem állnak meg. [3]

Jelen dolgozat a gördülőcsapágyak, és azok alkalmazásait foglalja össze. A csap-

ágyazás nem csupán gördülőcsapágyakból áll, hanem magába foglalja a csapágyak-

kal együttműködő alkatrészeket is, úgymint a tengely, csapágyház, stb.

A dolgozat alapvetően a csapágyazáshoz szükséges információkat taglalja:

Gördülőcsapágyak főbb jellemzői, felosztása

Csapágykiválasztás. Üzemi feltételek, környezeti behatások, jellemző köve-

telmények, a csapágy fajtájának kiválasztása

Csapágyadatok. Fő méretek és jelölések, tűrések, éltompítások, csapágyhé-

zag, csapágyak anyagai, kosár kivitel, alkalmasság nagy hőmérsékletre, ha-

tárfordulatszámok

Méretezés, teherbírási képesség. Statikus, dinamikus igénybevételnek kitett

csapágyak. Gördülőcsapágyak minimum terhelése. Élettartam-számítás, bő-

vített élettartam-számítás

Csatlakozó részek kialakítása, illesztések, csapágyhelyek érdessége, csap-

ágyak axiális rögzítése, tömítések

Csapágyelrendezés megválasztása. Csapágyak beépítése

Kenés és karbantartás. A kenési eljárás megválasztása. Zsírkenés. Olajkenés.

Gördülőcsapágyak tárolása, csapágyak tisztítása

Beszerelés és kiszerelés. Szerszámok és eljárások.

6

Fej

ezet

: A

görd

ülő

csap

ágyak

jel

lem

zői,

fel

osz

tása

, cs

apág

yfa

jták

A GÖRDÜLŐCSAPÁGYAK JELLEMZŐI, FELOSZTÁSA, CSAPÁGY-

FAJTÁK

A gördülőcsapágy szerkezete

A gördülőcsapágy olyan csapágy, melynél az álló és az elforduló elemek közti erő-

átadás gördülőtesteken keresztül valósul meg. Olyan forgó mozgást végző gépelem,

amely a bele (vagy rá) illesztett tengelyt előírt helyzetben, síkban tartja. A gördülő-

csapágyak általában külső és belső gyűrűkből, a gördülőtestekből és a kosárból áll-

nak. A kosár a gördülőtesteket egymáshoz képest egyenletes helyzetben, azokat a

teljes keresztmetszetre felosztva a külső és belső gyűrűkhöz tartja és biztosítja a

gördülőtestek zavartalan legördülését. [10]

A gördülőtestek két csoportra oszthatók, úgymint golyók és görgők. A golyókhoz

külső és belső gyűrűs futófelületek tartoznak, melyek a külső és belső gyűrűn „egy-

egy ponton” érintkeznek. A görgők feloszthatóak hengeres, tű-, kúp- és hordósított

görgőkre, amelyek „vonalmenti” érintkezést valósítanak meg a futófelületükre néz-

ve. A gördülőtestek működés közben elfordulnak saját tengelyük körül és pályáju-

kon is forgó mozgást végeznek. A csapágyra ható erőket a gördülőtestek veszik át a

kapcsolódási zónán keresztül a futópályaív és a gördülőtestek között. A kosár nincs

külső terhelésnek kitéve, a gördülőtesteket egyenlő távolságban tartják és megaka-

dályozzák, hogy kiessenek a gördülőelemek a csapágyból.

a.) b.) c.)

1. ábra

Csapágyfajták

A gördülőcsapágyak felosztása

A gördülőcsapágyakat két fő csoportra oszthatjuk fel: golyóscsapágyakra (1. ábra

a.) része) és görgőscsapágyakra (1. ábra b.) része). A futópálya kialakítása szem-

pontjából a golyóscsapágyakat mélyhornyú, ferdehatásvonalú és axiális csapágyak-

ra (1. ábra c.) része) oszthatjuk fel. A görgőscsapágyakat a gördülőtestek alakjának

függvényében feloszthatjuk hengeres, tű-, kúp- és hordósított görgőscsapágyakra. A

2. ábra a gördülőcsapágyak felosztását e szempontok alapján szemlélteti.

További felosztási lehetőségek még:

7

Fej

ezet

: A

görd

ülő

csap

ágyak

jel

lem

zői,

fel

osz

tása

, cs

apág

yfa

jták

A gördülőtestek sorainak száma szerinti felosztás. Pl.: egysoros, többsoros

Szétszerelhető és nem szétszerelhető csapágyak

A terhelés iránya szerint megkülönböztetünk radiális és axiális csapágyakat

[5]

2. ábra

Gördülőcsapágyak felosztása

8

Fej

ezet

: A

görd

ülő

csap

ágyak

jel

lem

zői,

fel

osz

tása

, cs

apág

yfa

jták

A gördülőcsapágyak főbb jellemzői

A gördülőcsapágyakat nagy választékban és széles skálában állítják elő, valamennyi

bizonyos különleges tulajdonságokkal lett ellátva. A gördülőcsapágyak a csúszó-

csapágyakkal szemben az alábbi előnyökkel rendelkeznek [2]:

Az indulási súrlódási nyomaték alacsony és csak kis mértékben magasabb,

mint a dinamikus súrlódási nyomaték

Nemzetközileg szabványosítottak, mindenhol beszerezhetőek, csereszabato-

sak

Könnyen kenhetőek és csekély mennyiségű kenőanyagot igényelnek

A legtöbb gördülőcsapágy radiális és axiális terheléseket is képes felvenni

A gördülőcsapágyak egyaránt alkalmazhatók alacsony és magas hőmérsékle-

ten is

Előfeszítéssel a csapágymerevség megnövelhető

Hátrányai:

Lökésszerű terhelésekre érzékeny

Szennyeződésekre érzékeny

Pontos szerelést igényel

Általában osztatlan kivitelűek, ezért szerelés csak tengelyirányú elmozdítás-

sal lehetséges

zajosabb, mint a csúszócsapágy

A golyóscsapágyak görgőscsapágyakkal való összehasonlítása során azonos mére-

teket alapul véve általában alacsonyabb súrlódási nyomatékot és magasabb futás-

pontosságot garantálnak. Ebből kifolyólag kiemelten széles körben alkalmazhatóak

csekély mértékű lengésveszéllyel.

A görgőscsapágyak ezzel szemben nagyobb mértékben terhelhetőek, hosszabb élet-

tartamot garantálnak még igen nagy erőhatások fellépte esetén is, valamint komoly

lökésszerű terhelések felvételére képesek.

Azok a csapágyfajták, amelyek világméretekben szabványosítottak, csereszabato-

sak, kiemelten gazdaságosan használhatóak fel a gyakorlatban.

Bizonyos konkrét feladatokra kialakított aggregátoknál ésszerű a nem szabványos,

speciálisan a felhasználási célra tervezett különleges csapágyak alkalmazása.

Léteznek, ill. előállításra kerülnek olyan csapágyak, melyek különféle berendezé-

sekbe integrálódtak, vagy géprészekkel bizonyos egységeket képeznek.

9

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

CSAPÁGYKIVÁLASZTÁS

Csapágykiválasztás és alkalmazás alapelvei

A hosszú használati időtartam, a nagyfokú megbízhatóság és a gazdaságosság képe-

zik a csapágyazások kialakításánál a legfontosabb célokat. Ennek elérése érdekében

a konstruktőrnek egy feltétfüzetben össze kell foglalnia mindazokat a körülménye-

ket, amelyek a csapágyazást befolyásolják. Tervezéskor nemcsak a helyes csapágy-

típust, csapágykivitelt és csapágyelrendezést kell megválasztani. Legalább annyira

fontos az is, hogy a csapágyakkal együttműködő alkatrészeket, vagyis a tengelyt, a

csapágyházat, a rögzítőelemeket, a tömítést és különösen a kenést összehangolják a

feltétfüzetben rögzített befolyásoló tényezőkkel. [6], [7], [8], [9]

Üzemi feltételek és környezeti behatások

A csapágy megválasztása előtt a lehető legpontosabb áttekintést kell szerezni az

összes csapágyazást befolyásoló tényezőről. Ezek ismeretében kiválasztjuk a csap-

ágy típusát, elhelyezését és méretét, sok esetben alternatívákat is meg kell vizsgálni.

A megfelelő csapágy kiválasztásához az alábbi adatok ismerete elengedhetetlen:

A szóban forgó gép, berendezés konstrukciója és

A csapágyelrendezés, (ki- és beépítés)

Csapágyterhelések, (nagyság, irány)

A csapágy fordulatszáma

Rezgések és lökésszerű terhelések

Csapágyhőmérséklet (környezeti és súrlódási hő)

Környezeti viszonyok (korrózió, kenés, por, víz, stb.)

Csapágyazás tervezésénél felhasználhatunk korábbi hasonló csapágyazások tapasz-

talatait. A csapágygyártók legtöbb esetben a csapágykatalógusaikat általános csap-

ágy-beépítési információkkal látják el.

Jellemző követelmények

A csapágy teljesítményével és funkciójával szemben támasztott követelmény a

csapágy elhelyezkedésétől, valamint az üzemi feltételektől függ. A csapágykivá-

lasztás során általánosan figyelembe veendő követelmények:

A csapágy fő méretei

Élettartam-elvárások

Futási pontosság

Határfordulatszámok

Merevség

10

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

Rezgés/zajszint

Súrlódási nyomatékok

A belső gyűrű ferde állíthatósága a külső gyűrűhöz képest

Be- és kiszerelési lehetőségek

Raktározhatóság és gazdaságosság

A csapágy fajtájának kiválasztása

A csapágyfajta végleges kiválasztása előtt ismerni kell a csapágyakkal szemben tá-

masztott speciális követelményeket, melyek az adott felhasználási területből adód-

nak és a csapággyal szemben támasztott követelményeknek az adott csapágyfajták

tulajdonságaival történő összehasonlítása során juthatunk el. A megfelelő csapágy-

fajta kiválasztásához ismernünk kell az egyes csapágytípusok alkalmazására vonat-

kozó főbb felhasználási jellemzőit.

Radiális terhelés

A túlnyomóan radiális terhelés felvételére szolgáló csapágyakat radiális csapágyak-

nak nevezzük. A radiális csapágyak kapcsolódási szöge kisebb, mint 45°, ezért su-

gárirányban erősebben terhelhetőek.

Különösen sok igény elégíthető ki pl. a mélyhornyú golyóscsapágyakkal. Ezek al-

kalmasak közepes radiális terhelések és axiális terhelések felvételére egyaránt, va-

lamint alacsonyabb súrlódási nyomatékot és magasabb fordulatszámot garantálnak

zajszegény futás mellett. A mélyhornyú golyóscsapágyak nagy pontossággal gyárt-

hatók, áruk kedvező és ezek a leggyakrabban használt csapágyak.

Az N és NU hengergörgős csapágyak, valamint a tűgörgős csapágyak (melyeknél

egyik gyűrű futófelületét nem határolja váll) csak radiálisan terhelhetők.

3. ábra

Mélyhornyú go-

lyóscsapágy

4. ábra

N típusú hengergör-

gős csapágy

5. ábra

NU típusú henger-

görgős csapágy

6. ábra

Tűgörgős csapágy

11

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

Axiális terhelés

A többnyire axiális terhelés felvételére szolgáló csapágyakat axiális csapágyaknak

nevezzük. Az axiális csapágyak kapcsolódási szöge nagyobb, mint 45°. Az axiális

golyóscsapágyak és az axiális ferdehatásvonalú golyóscsapágyak kivitelüktől füg-

gően egy vagy mindkét irányban képesek tengelyirányú erőket felvenni.

Különösen nagy axiális terheléseknél az axiális hengergörgős csapágyat, vagy az

axiális beálló görgőscsapágyat részesítik előnyben.

Az axiális beálló görgőscsapágyak és az egyfeléható axiális ferdehatásvonalú go-

lyóscsapágyak kombinált axiális és radiális terhelést vesznek fel. Az egyéb axiális

csapágyak csak axiális terhelés felvételére alkalmasak.

7. ábra

Axiális golyós-

csapágy

8. ábra

Axiális ferde

hatásvonalú

golyóscsapágy

9. ábra

Axiális hengergör-

gős csapágy

10. ábra

Axiális beálló gör-

gőscsapágy

Hosszkiegyenlítés a csapágyon belül

Egy tengely csapágyazásához többnyire egy rögzített és egy szabad csapágyat al-

kalmaznak. A szabad csapágy kiegyenlíti az axiális hossztűréseket és a hőtágulást.

Az ideális szabad csapágy az NU és N típusú hengergörgős csapágy. Ezeknél a

csapágyaknál a hosszkülönbségek magában a csapágyban egyenlítődnek ki. A csap-

ágygyűrűk szorosan illeszthetők. Az axiális görgőelmozdulás megengedett mértéke

a gyártók által kiadott csapágytáblázatokban tekinthető meg.

Ha nem szétszerelhető csapágyat (pl. mélyhornyú golyós- vagy beálló görgőscsap-

ágyakat) választunk szabad csapágynak, akkor az egyik gyűrűt lazán kell illeszteni.

A 11. ábra egy hengergörgős csapágyat mutat be, mely lehetővé teszi az elmozdu-

lást a csapágyon belül. A 12. ábra a csapágyház furatában laza illesztéssel szerelt

mélyhornyú golyóscsapágyat szemléltet axiális megtámasztás nélkül.

12

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

11. ábra

12. ábra

Szétszerelhető csapágyak

Az olyan csapágyakat, amelyeknek a két gyűrűje külön-külön is beépíthető szétsze-

relhető csapágyaknak nevezzük. A hengeres furatú csapágyakat, ha szétszerelhetők

könnyebb beépíteni, különösen, ha mindkét gyűrűt szorosan kell illeszteni. Ezek a

csapágyak akkor is előnyösek, ha szükséges a gyakori be- és kiszerelés.

Szétszerelhetőek a négypont-érintkezésű csapágyak (13. ábra a.) része), az osztott

belső gyűrűs, kétsoros ferde hatásvonalú golyóscsapágyak, a hengergörgős csap-

ágyak, a kúpgörgős csapágyak (13. ábra b.) része), az axiális golyóscsapágyak, a

hordógörgőscsapágyak (13. ábra c.) része) és a tűgörgős csapágyak.

Nem szétszerelhető csapágyak: mélyhornyú golyóscsapágy, ferdehatásvonalú go-

lyóscsapágy (13. ábra d.) része), beálló golyóscsapágy (13. ábra e.) része) és a beál-

ló görgőscsapágy.

a.)

b.)

c.)

d.)

e.)

13. ábra

Pontosság

A legtöbb beépítési esetben elégséges a gördülőcsapágyak normál méret- és futás-

pontossága. Fokozott igények esetén, pl. szerszámgép főorsóknál fokozott pontos-

ságú csapágyak szükségesek. A csapágyak pontosságát szabványok rögzítik, külön-

böző pontossági osztályokba sorolva. Ezenkívül valamennyi csapágygyártó saját

házi szabványok szerint is előállít különböző pontosságú csapágyakat, melyeket

katalógusaikban, táblázataikban rögzítenek.

13

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

Egytengelyűségi hibák kiegyenlítése

A csapágyhelyek megmunkálásakor a tengelyben, vagy a házban egytengelyűségi

hiba léphet fel. Különösen akkor fordulhat elő, ha a csapágyhelyeket nem egy felfo-

gásban munkálják meg, vagy ha a csapágyak egymástól messze, különálló házakban

vannak. Szögeltérés léphet fel a tengelynek terhelés alatti behajlása következtében,

valamint szerelési pontatlanság esetében is.

A szögbeállást lehetővé tévő csapágyak, így a beálló golyóscsapágyak, hordógörgős

csapágyak, radiális és axiális beálló görgőscsapágyak kiegyenlítik az

egytengelyűségi hibákat. Ezen csapágyak külső gyűrűjének homorú gömbpalástú

gördülőpályája van, melynek mentén a belső gyűrű a görgőkoszorúval elbillenhet.

A csapágyak beállási szöge függ a csapágyfajtától és a mérettől, valamint a terhelés-

től. A megengedhető szögeltérést a csapágygyártók katalógusaikban adják meg.

A kezdeti szöghiba kiegyenlíthető, ha az axiális golyóscsapágyakat beálló fészek-

tárcsákkal és alátéttárcsákkal (14. ábra) együtt alkalmazzuk, amelyeknek gömb tá-

masztófelületük van. Hasonlóképpen alkalmasak erre a célra az Y csapágyak (15.

ábra) a megfelelő csapágyházaikba szerelve.

14. ábra

15. ábra

Fordulatszám

A gördülőcsapágyak fordulatszámát a megengedhető üzemi hőmérséklet korlátozza,

melyek a csapágygyártók által megadott mérettáblázatokban vannak feltüntetve. A

legnagyobb fordulatszámot a kis súrlódású csapágyak érik el, mivel itt alacsony az

üzem közbeni hőfejlődés. A legnagyobb fordulatszám tisztán radiális terhelés esetén

a mélyhornyú golyóscsapággyal, kombinált terhelésnél a ferdehatásvonalú golyós-

csapággyal érhető el.

A csapágyak és környező részek fokozott méret- és futáspontossága, a hűtőkenés és

a speciális kosárszerkezetek, illetve anyagok pozitív hatással vannak a csapágyak

magas fordulatszám alkalmasságára. Axiális csapágyakra –szerkezetüknél fogva–

kisebb fordulatszámok megengedettek, mint a radiális csapágyakra.

Zajszegény futás

Bizonyos csapágyalkalmazásoknál, pl. a háztartási készülékeknél, kis elektromos

gépeknél, vagy irodagépeknél stb. gyakran követelmény a zajszegény futás. Ezekre

az alkalmazási területekre különösen a mélyhornyú golyóscsapágyak alkalmasak.

14

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

Merevség

Merevség alatt értjük azt az erőt, ami ahhoz kell, hogy egy bizonyos csapágyrugó-

zás következtében fellépő kitérés bekövetkezzen. Különösen nagy rendszer-

merevségre kell törekedni a szerszámgépek orsócsapágyazásainál. A görgőscsap-

ágyak merevsége a gördülőelemek és a gördülőpályák közötti érintkezési viszonyok

miatt nagyobb, mint a golyóscsapágyaké. A merevség fokozása érdekében pl. az

orsócsapágyakat előfeszítik (Csapágyak előfeszítése című fejezet).

Súrlódás

Egy csapágyazás üzemi hőmérséklete szempontjából a hőbevezetés és –elvezetés

mellett, mindenekelőtt a csapágysúrlódás a döntő. Különösen súrlódásszegények pl.

a mélyhornyú golyóscsapágyak, az egysoros ferdehatásvonalú golyóscsapágyak és a

kosaras hengergörgős csapágyak radiális terhelésnél. Viszonylag nagyobb súrlódás-

sal kell számolni a súrlódó tömítéses csapágyaknál, a telegörgős hengergörgős

csapágyaknál és az axiális görgőscsapágyaknál.

Kúpos furatú csapágyak

A kúpos furatú csapágyakat felszerelhetjük közvetlenül egy kúpos felületű tengely-

re, pl. fokozott pontosságú egy- és kétsoros hengergörgős csapágyak. Ezen csap-

ágyak szerelésénél meghatározott radiális hézag állítható be.

Ha a futáspontossággal szemben nincsenek szigorú követelmények, akkor rögzítő

hüvellyel, vagy lehúzóhüvellyel rögzítik a kúpos furatú beálló golyóscsapágyakat,

hordógörgős csapágyakat és beálló hengergörgős csapágyakat hengeres tengelyen.

A 16. ábra szerint egy kúpos furatú kétsoros ferdehatásvonalú golyóscsapágy kerül

rögzítésre hengeres tengelyen rögzítő hüvellyel. Az ilyen csapágyazások be- és ki-

szerelése különösen egyszerű.

16. ábra

A következő oldalon lévő 17. ábra szerinti mátrix átfogó áttekintést nyújt a csapágy-

típusokról, szerkezeti jellegzetességeikről és az alkalmasságukról, mely szerint

megfelelnek-e a követelményeknek. A mátrixban nem szereplő csapágytípusok álta-

lában csupán ritkán előforduló, meghatározott alkalmazásokhoz használatosak. A

mátrix a csapágytípusokat csak felületesen minősíti, jelöléseit az 1. táblázat foglalja

össze.

15

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

1. táblázat

Hivatkozási

szám Jelölés A jelölés értelmezése

1 Minél több a csillag, annál megfelelőbb a csapágy.

Nem megfelelő a csapágy.

2 Axiális eltolás mindkét irányban lehetséges.

Axiális eltolás csak egy irányban lehetséges.

3 Futópálya felett axiálisan eltolható.

Axiálisan a tengely, illetve házülékeken eltolható.

4 Lehúzható belső és külső gyűrűk.

5 Belső gyűrű kúpos furattal lehetséges.

16

Fej

ezet

: C

sapág

ykiv

álas

ztás

17. ábra. [6]

17

Fej

ezet

: C

SA

PÁ

GY

AD

AT

OK

CSAPÁGYADATOK

Fő méretek

A gördülőcsapágyak fő méreteit a Nemzetközi Szabványosítási Szervezet (ISO)

rögzíti. Ennek köszönhetően a gördülőcsapágyak ma már világméretekben csere-

szabatosak, előállításuk gazdaságos. A mérettervek kúpgörgős csapágyak kivételé-

vel az ISO 15-ben, metrikus kivitelű kúpgörgős csapágyakra az ISO 335-ben, az

axiális csapágyakra az ISO 104-ben lettek megadva.

A metrikus kivitelű gördülőcsapágyakhoz az 2. táblázat tartalmazza a már szabvá-

nyosításra került 90 furatméretet, (d) 0,6-tól 2500 mm-ig. [6], [7], [8], [9]

2. táblázat

Gördülőcsapágyak furat-

átmérői d, (mm) Szabványosított furat-

átmérők mm Szabvány

felett -ig

- 1.0 0.6 -

1.0 3.0 1, 1.5, 2.5 0.5 mm-enként

3.0 10 3, 4, ..., 9 1 mm-enként

10 20 10, 12, 15, 17 -

20 35 20, 22, 25, 28, 30, 32 Szabványsor R20

35 110 35, 40, ..., 105 5 mm-enként

110 200 110, 120, ..., 190 10 mm-enként

200 500 200, 220, ..., 480 20 mm-enként

500 2500 500, 530, 2500 Szabványsor R40

A méretsorban valamennyi szabványos csapágyfajta ISO szerint került rögzítésre.

Radiális csapágyaknál (kivéve a kúpgörgős csapágyakat) minden egyes a szabvány-

ba felvett furathoz (d) nyolc fő külső átmérő (D) lett hozzárendelve. Ezek a felsorolt

átmérősorok adják meg az egyes értékeket a külső átmérők tekintetében növekvő

sorrendben: 7., 8., 9., 0., 1., 2., és 4. (7 a legkisebb és 4 a legnagyobb átmérősor).

Minden átmérősoron belül található 8 növekvő sorrendben kialakított szélességre

vonatkozó sor (B): 8., 0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., (8 a legkeskenyebb és 6 a legszélesebb

szélességi sor). Az átmérősorok összefoglalása a hozzájuk tartozó szélességi méret-

sorokkal közösen adja ki a méretsorokat.

A 18. ábra összefüggést mutat be a szélesség-, átmérő- és a méretsorok között.

18

Fej

ezet

: C

SA

PÁ

GY

AD

AT

OK

18. ábra

Radiális csapágyak méretsor összehasonlítása (kivéve a kúpgörgős csapágyakat)

azonos furatátmérők esetében

A kúpgörgős csapágyak esetében a külső átmérő (D) és a furatátmérő (d) között

összefüggés függvényében hat átmérősort (B, C, D, E, F, G) különböztethetünk

meg. B a legkisebb, G a legnagyobb külső átmérő. A szélesség (T) négy szélességi

sorral (B, C, D, E) növekvő sorrendben került rögzítésre, ahol E utal a legnagyobb

méretre.

Az érintkezési szög (α) alapján, a szögsor 6 számmal került definiálásra, (2, 3, 4, 5,

6, 7) növekvő sorrendben. A legkisebb szöget a 2 és a legnagyobbat a 7-es határoz-

za meg. A szögsor, átmérősor, valamint a szélességi sor együttesen adják meg a

kúpgörgős csapágyak teljes méretsorát. (Például 2 FB) A 19. ábra ezeknek az össze-

függéseit szemlélteti.

19. ábra

Kúpgörgős csapágyak méretsorainak összehasonlítása

Axiális csapágyak esetében a belső furat átmérője és a külső átmérő viszonyának

arányában (d/D) öt átmérő értéksor különböztethető meg. (0, 1, 2, 3, 4). A magassá-

gi sorok négy növekvő sorrendben lévő lépcsőt rögzítenek. (7, 9, 1, 2).

Gördülőcsapágyak lekerekítési méretei

A gördülőcsapágyak saroklekerekítéseit a DIN 620 6. része, illetve az ISO 582-

1979 szabályozza. Eszerint már a saroklekerekítésnek nem a névleges méretét adják

meg, hanem a legkisebb rsmin méretét.

A csapágygyűrűnek minden esetben fel kell feküdnie a tengely, vagy a ház vállán.

Ezért az ellendarabokon a váll és a csapágyülék közötti átmenetben a rádiusznak

mindig kisebbnek kell lennie, mint a lekerekítés legkisebb értéke. A csapágytáblá-

zatokban a tengely és a ház rádiuszának legnagyobb megengedett értéke is szerepel.

Ha gyártástechnikai okokból, vagy a feszültségek csökkentése érdekében nagyobb

19

Fej

ezet

: C

SA

PÁ

GY

AD

AT

OK

rádiuszok szükségesek, akkor a tengely válla és a csapágy homlokfelülete közé

közgyűrűt kell beépíteni.

Csapágymegjelölések

A csapágyszám alapján megállapítható a csapágy fajtája és méretei, pontossága,

pontossági besorolása, belső szerkezete, stb. A csapágymegjelölés kulcsszámok és

betűk sorozatának összerendeléséből adódik, két fő csoportra lehet ezeket feloszta-

ni. Úgy, mint bázis ismertetőjelek, valamint kiegészítő jelek. A bázisjel általános

felvilágosításokkal szolgál, például a csapágy fajtájáról, főbb méreteiről, stb. és a

csapágysor számáról, a furatot jellemző számról, valamint egy meghatározott érint-

kezési szög jeléből tevődik össze. A kiegészítő jeleket elő- és utójelekre lehet fel-

osztani. Ezek a csapágy pontossági osztályáról, a csapágyhézag mértékéről, egyéb

különleges csapágyjellemzőkről adnak további felvilágosításokat. A 3. táblázat

ezeknek a jelentését ismerteti.

3. táblázat

TS2-7 3 05 B L1 DF+10 C3 P5

Előjel

Szélességi

vagy

magassági

sor

Átmérősor

Ismertető jelek és jelentéseik

Különleges kivitel

Bázis

ismertető

jel

Csapágy

Csapágy fajtája

Méretsor

Furat ismertetőjel

Kapcsolódási szög

Utójel

Megváltozott belső szerkezet

Kosár kivitele

Fedő- illetve a tömítőtárcsa

kivitele

Gyűrűk kivitelei

Páros elrendezések

Radiális, illetve axiális

csapágyhézag

Pontossági besorolási osztály

Kenőanyag megjelölése

20

Fej

ezet

: C

SA

PÁ

GY

AD

AT

OK

Tűrések

A gördülőcsapágyak szabványos méret- és futástűréseit nemzetközi szabványok

határozzák meg. Ezek a tűrések különféle tűrési osztályokba kerültek besorolásra. A

normál tűrésosztályú csapágyak (P0 tűrésosztály) általában kielégítik a csapágyak

minőségével a gépiparban szokásosan támasztott követelményeket.

A normál tűrések mellett az ISO szabványok szűkített tűréseket is jelölnek (P6,

P6X, P5, P4 és P2 tűrésosztályok) arra az esetre, ha igen szigorú követelményeket

támasztanak a pontossággal, fordulatszámmal, vagy a nyugodt futással szemben, pl.

szerszámgépeknél, mérőeszközöknél. Az ilyen csapágyakat utójellel látják el.

Csapágyhézag

Csapágyhézagnak azt a méretet nevezzük, mellyel az egyik csapágygyűrű a másik-

hoz képest radiális irányban (radiális hézag), vagy axiális irányban (axiális hézag) –

mérőterhelés nélkül– képes elmozdulni egyik határhelyzetből a másikba.

Amint azt a 20. ábra is jól szemlélteti, egy szabad csapágygyűrű a másikkal szem-

ben, amelyik fix-elrendezésű, radiális és axiális irányokba elmozdítható.

20. ábra

Különbséget kell tenni a be nem épített és a beépített, üzemmeleg csapágy hézaga

(üzemi hézag) között. A tengely kifogástalan megvezetése érdekében a csapágy hé-

zagának a lehető legkisebbnek kell lennie.

A beépített csapágy hézaga a csapágygyűrűk szilárd illesztéssel való beépítése ese-

tén csökken. Ezért rendszerint nagyobb kell legyen, mint az üzemi hézag. A radiális

hézag ezen túlmenően akkor is csökken üzemelés közben, ha a belső gyűrű –

rendszerint ez áll fenn– melegebb, mint a külső gyűrű.

A gördülőcsapágyak radiális hézagértékeit szabványok rögzítik. A normál hézag

úgy van méretezve, hogy a csapágy üzemi hézaga szokásos beépítési és üzemelési

körülmények között a célnak megfelelő legyen.

A normálistól eltérő hézagú csapágyakat C1-C5 utójellel azonosítjuk. A különböző

csapágyhézag osztályoknak megfelelő hézagértékeket a csapágygyártók katalógusa-

ikban, táblázatokban rögzítik csapágytípusonként. A párosított egysorú ferde hatás-

vonalú golyós, a kúpgörgős, a kétsorú ferde hatásvonalú golyós és a négypont-

érintkezésű ferde hatásvonalú golyóscsapágyak esetében a radiális hézag helyett az

axiális hézag szerepel a táblázatokban, mivel ezeknél a tervező részére az axiális

hézag jelentősége a nagyobb.

21

Fej

ezet

: C

SA

PÁ

GY

AD

AT

OK

A gördülőcsapágyak anyagai

A gördülőcsapágyak teljesítményét és megbízhatóságát nagymértékben meghatá-

rozzák azok az anyagok, melyekből a csapágy alkatrészei készülnek.

Csapágygyűrűk és gördülőtestek acélanyaga

Csapágygyűrűk, tárcsák és gördülőtestek acélanyagának megfelelően edzhetőnek

kell lennie. További elvárás, hogy legyen magas a kifáradási szilárdsága és a kopási

ellenállása. A csapágyalkatrészek szerkezeti- és méretstabilitásának a várható üzemi

hőfokon kielégítőnek kell lennie. Az átedzhető krómacélok, valamint betétben

edzett acélok kerülnek felhasználásra túlnyomó mennyiségben a csapágygyártásban.

A legáltalánosabban átedzhető acél, amelyet a gördülőcsapágyak alapanyagául

használnak a kb. 1% karbont és 1,5% krómot tartalmazó karbon-króm acél. A nagy

keresztmetszetű csapágyalkatrészek gyártásához mangánnal és molibdénnel ötvö-

zött acélokat használnak, kiváló átedzhető tulajdonságuk miatt.

A króm-nikkel és mangán-króm ötvözésű, kb. 0,15% karbont tartalmazó betétedzé-

sű acélok általánosan használatosak a gördülőcsapágyak anyagául.

A gördülőcsapágyak általában 125°C üzemi hőmérsékletig használatosak. Ha az

üzemi hőmérséklet ennél magasabb, a csapágyakat speciális hőkezelésnek vetik alá

(stabilizálás) azért, hogy az acél szerkezeti változásaiból eredő, megengedhetetlen

méretváltozások ne forduljanak elő.

Üzem közben korrozív közeggel érintkező csapágyak acélanyaga króm vagy króm-

mangán ötvözetű rozsda- és saválló acél. Ezek az acélok alacsonyab keménységűek,

a teherviselő képességük nem éri el a szokványos csapágyacél terhelhetőségét. A

korrózióálló tulajdonságuk is csak akkor kifogástalan, ha a teljes felületük tökélete-

sen csiszolt (polírozott) és szerelés közben nem sérül meg.

Kosárszerkezetek és anyagaik

A kosár legfontosabb feladatai:

Szétválasztja egymástól a gördülőelemeket, a súrlódást és a hőfejlődést lehe-

tőleg alacsony szinten tartja.

Egymástól azonos távolságra tartja a gördülőelemeket, hogy a terhelés elosz-

lás egyenletes legyen.

Szétszedhető és kibillenthető csapágyaknál megakadályozza a gördülőele-

mek kiesését.

A gördülőelemeket a csapágy terheletlen zónájába vezeti.

A csapágykosarakat feloszthatjuk lemez- és tömörkosarakra. A lemezkosarakat túl-

nyomórészt acélból, egyes csapágyaknál rézből készítik. A fém tömörkosárhoz vi-

szonyított előnyük a könnyűségük. Tekintve, hogy a lemezkosár csak részben tölti

ki a belső és a külső gyűrű közötti hézagot, a kenőanyag könnyebben bejut a csap-

ágy belsejébe. A kenőanyag a kosárban tárolódik. Az acél lemezkosarat rendszerint

csak akkor tüntetik fel a csapágyjelben, ha az nem minősül a csapágy standard kivi-

telének.

22

Fej

ezet

: C

SA

PÁ

GY

AD

AT

OK

A fém tömörkosarakat a kosár szilárdságával szemben támasztott fokozott követel-

mények és a nagy hőmérséklet fennállása esetén alkalmazzák. Akkor is használnak

tömörkosarat, ha szükséges a kosár peremen való megvezetése. A gyorsfutású csap-

ágyak peremen vezetett kosarait könnyű anyagokból, így könnyűfémekből, vagy

textilbakelitből készítik, hogy a tömegerők ne legyenek nagyok.

A poliamid 66-ból készült tömörkosarakat fröccsöntéssel gyártják, így rendszerint

olyan kosárformák alakíthatók ki, melyek teherbíró konstrukciókat tesznek lehető-

vé. A poliamid nagy rugalmassága és csekély súlya kedvező hatású lökésszerű

csapágy-igénybevételnél, nagy gyorsulásnál és a csapágygyűrűk egymáshoz képesti

késésénél vagy elbillenésénél. A poliamid kosaraknak nagyon jók a csúszási és a

vészfutási tulajdonságai.

Az üvegszálerősítésű poliamid 66-ból készült kosarak alkalmatlanok 120°C feletti

és -40°C alatti tartós üzemelési hőmérséklethez. Olajkenésnél az olajban lévő ada-

lékok, valamint az olaj elöregedése hátrányosan befolyásolják a kosár használati

időtartamát.

A kosarak további megkülönbözető jellemzője a megvezetési mód. A legtöbb kosa-

rat a gördülőelemek vezetik meg, ezeknek a megvezetési módra vonatkozóan nincs

utójele. Ha a megvezetés a csapágy külső gyűrűje által történik, az utójel A. A bel-

sőgyűrűn vezetett kosarak utójele B.

23

Fej

ezet

: S

úrl

ódás

SÚRLÓDÁS

Egy gördülőcsapágyban a súrlódás a meghatározó tényező, következménye pedig az

üzemi hőmérséklet kialakulása. A súrlódás függ a terheléstől és több más tényező-

től, melyek közt a legfontosabb a csapágy típusa és nagysága, az üzemi fordulat-

szám, a kenőanyag tulajdonságai és mennyisége.

A csapágy teljes ellenállása összetevődik a gördülőtesteknek a kosárral, valamint a

gördülőtesteket, vagy kosarat vezető felületek gördülő és csúszási ellenállásából,

továbbá a kenőanyag súrlódásából és a tömített csapágyak súrlódó tömítéseinek

csúszó súrlódásából.

A súrlódási nyomaték becslése

Bizonyos körülmények között (csapágyterhelés 𝑃 ≅ 0,1 ∙ 𝐶, jó kenés, normális

üzemelési körülmények) a súrlódási nyomaték elégséges pontossággal számítható

az állandó súrlódási tényező segítségével a következő összefüggésből:

𝑀 = 0,5 ∙ 𝜇 ∙ 𝐹 ∙ 𝑑 (1)

Ahol:

M- a súrlódási nyomaték, [Nmm]

- a csapágy súrlódási tényezője (4. táblázat)

F- a csapágy terhelése, [N]

d- a csapágy furatátmérője, [mm]

4. táblázat

Csapágyfajták Súrlódási szám

𝜇 ∙ 10−3

Mélyhornyú golyóscsapágy 1,0-tól 1,5-ig

Ferdehatásvonalú golyóscsapágy 1,2-től 1,8-ig

Beálló golyóscsapágy 0,8-tól 1,2-ig

Hengergörgős csapágy 1,0-tól 1,5-ig

Tűgörgős csapágy 2,0-tól 3,0-ig

Kúpgörgős csapágy 1,7-től 2,5-ig

Beálló görgőscsapágy 2,0-tól 2,5-ig

Axiális golyóscsapágy 1,0-tól 1,5-ig

Axiális görgőscsapágy 2,0-tól 3,0-ig

24

Fej

ezet

: M

éret

ezés

MÉRETEZÉS

A gép, vagy készülék összkonstrukciója a csapágy furatátmérőjét sok esetben meg-

határozza. Az egyéb fő méretek és a csapágyfajta végleges meghatározásához azon-

ban egy méretezési számítással meg kell vizsgálni, hogy a használati időtartammal,

a statikus biztonsággal és a gazdaságossággal kapcsolatban támasztott követelmé-

nyek teljesülnek-e. E számítás során össze kell hasonlítani a csapágy igénybevételét

annak teherbírásával. A csapágyazásoknál megkülönböztetünk dinamikus és stati-

kus igénybevételt. [1], [4]

Statikus igénybevételnél a csapágygyűrűk egymáshoz képest nem, vagy csak na-

gyon lassan mozdulnak el (n<10 min-1

). Ilyen esetekben a gördülőpályáknak és a

gördülőelemeknek a túl nagy képlékeny alakváltozással szembeni biztonságát kell

megvizsgálni.

A legtöbb csapágy dinamikus igénybevételeknek van kitéve. Ilyenkor a csapágy-

gyűrűk egymáshoz képest elfordulnak. A méretezési számítással a gördülőpályák

idő előtti anyagkifáradással szembeni biztonságát meg kell vizsgálni.

A csapágyak dinamikus alapterhelése a DIN ISO 281-ben lett rögzítve. A szabvány

szerinti L10 névleges élettartam csak nagyon ritkán jelenti a ténylegesen elérhető

futási időt. A gazdaságos konstrukciók azonban megkövetelik azt, hogy a csapágy

teljesítőképessége maximálisan ki legyen használva.

Statikus igénybevételnek kitett csapágyak méretezése az ISO élettartam-

egyenlettel

Statikus igénybevételnél, annak igazolására, hogy a kiválasztott csapágy teherbírása

elégséges-e, a statikus tényezőt számítjuk ki.

0

0

P

Cf s

(2)

Ahol:

fs- statikus jellemző

C0- statikus teherbírás, [kN]

P0- statikus egyenértékű terhelés, [kN]

Az fs statikus jellemző a gördülőelemek érintkezési helyein fellépő túl nagy képlé-

keny alakváltozás elleni biztonság mérőszáma. Azoknál a csapágyaknál, ahol külön-

legesen nyugodt futásúaknak kell lenniük, különösen nagy fs jellemző szükséges. A

nyugodt futással szemben támasztott nem túl szigorú követelmények esetén kisebb

értékek is elégségesek. Általában törekedni kell a következőkre:

fs=1,5…2,5 szigorú követelményeknél

fs=1,0…1,5 normál követelményeknél

fs=0,7…1.0 csekély követelményeknél

A C0 [kN] statikus teherbírást a csapágygyártók táblázatokban, katalógusaikban

rögzítik minden egyes csapágyra. Az ilyen nagyságú terhelés (radiális csapágyaknál

25

Fej

ezet

: M

éret

ezés

radiális, axiális és központos), a gördülőpálya és a gördülőelem közötti legnagyobb

terhelésnek kitett érintkezési hely közepén a következő számított p0 feszültséget

idézi elő:

4600 N/mm2 beálló golyóscsapágyaknál

4200 N/mm2 minden egyéb golyóscsapágynál

4000 N/mm2 minden görgőscsapágynál

Ez az igénybevétel a gördülőtest és a futópálya olyan maradó deformációját okozza

az érintkezési ponton, melynek nagysága megközelítőleg 0,0001 része a gördülőtest

átmérőjének.

A P0 [kN] statikus egyenértékű terhelés egy számított érték, mely radiális csap-

ágyaknál radiális, axiális csapágyaknál egy axiális és központos terhelés. A P0 a

gördülőelemek és a gördülőpálya közötti legnagyobb terhelésnek kitett érintkezési

hely középpontjában ugyanazt az igénybevételt okozza, mint a ténylegesen ható

kombinált terhelés.

𝑃0 = 𝑋0 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌0 ∙ 𝐹𝑎 (3)

Ahol:

P0- statikus egyenértékű terhelés, [kN]

Fr- radiális terhelés, [kN]

Fa- axiális terhelés, [kN]

X0- radiális tényező

Y0- axiális tényező

Az X0 és Y0 értékeket a csapágygyártók megadják a csapágyaikra vonatkozóan.

Dinamikus igénybevételnek kitett csapágyak méretezése az ISO élettartam-

egyenlettel

A dinamikus igénybevételnek kitett csapágyakra vonatkozó szabványos számítási

eljárás az anyagkifáradást (pitting képződést) tekinti a tönkremenetel okának. Az

élettartam képlet:

láskörülforduP

CLL

p

6

10 10

(4)

Ahol:

L10=L- névleges élettartam [106 körülfordulás]

C- dinamikus teherbírás [kN]

P- dinamikus egyenértékű terhelés [kN]

p- élettartam egyenlet kitevője

A p élettartam kitevő golyós- és görgőscsapágyaknál eltérő. Golyóscsapágyaknál

p=3, görgőscsapágyaknál p=10/3.

Az L10 az a névleges élettartam millió körülfordulásban, amit nagyobb számú azo-

nos csapágy legalább 90%-a elér, vagy meghalad.

A C dinamikus teherbírást [kN] a gyártók minden csapágyra megadják a tábláza-

tokban. Az ilyen nagyságú terhelés106 körülfordulásnyi L10 élettartamot ad.

26

Fej

ezet

: M

éret

ezés

A P [kN] dinamikus egyenértékű terhelés számított érték, nagyságát és irányát te-

kintve konstans radiális terhelés radiális csapágyaknál, vagy axiális terhelés axiális

csapágyaknál. A P ugyanazt az élettartamot eredményezi, mint a ténylegesen ható

kombinált terhelés.

𝑃 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 (5)

Ahol:

P- dinamikus egyenértékű terhelés, [kN]

Fr- radiális terhelés, [kN]

Fa- axiális terhelés, [kN]

X- radiális tényező

Y- axiális tényező

Ha a csapágy fordulatszáma állandó, az élettartamot kifejezhetjük órákban:

𝐿ℎ10 = 𝐿ℎ =𝐿 ∙ 106

𝑛 ∙ 60 (6)

Ahol

Lh10=Lh- névleges élettartam [h]

L- névleges élettartam [106 körülfordulás]

n- fordulatszám (körülfordulási gyakoriság) [min-1

]

A képlet átalakításával a következőt kapjuk:

𝐿ℎ =𝐿 ∙ 500 ∙ 33,33 ∙ 60

𝑛 ∙ 60 (7)

nP

CLp

h 33,33

500

(8)

P

C

n

Lp ph

33,33

500

(9)

Ahol

p h

L

Lf

500

- dinamikus jellemző, vagyis fL=1, 500 órás élettartam esetén

pn

nf

33,33 - fordulatszám tényező, vagyis fn = 1, 33,33 min

-1 fordulatszámnál

A golyós- és görgőscsapágyak fn értékeit a csapágygyártók megadják a csapágyka-

talógusokban.

Ezzel az élettartam egyenlet egyszerűsített formája:

nL fP

Cf (10)

Ahol:

fL- dinamikus jellemző

C- dinamikus teherbírás, [kN]

P- dinamikus egyenértékű terhelés, [kN]

27

Fej

ezet

: M

éret

ezés

Fn- fordulatszám tényező

fL dinamikus jellemző

A megfelelően méretezett csapágyazásnál elérendő fL érték az azonos vagy hasonló,

a gyakorlatban bevált csapágyazások tapasztalataiból adódik. A csapágykatalógusok

erre vonatkozó táblázatai összefoglalják a különböző beépítési esetekre azokat az fL

értékeket, melyekre törekedni kell. Ezek az értékek nemcsak az elégséges kifáradási

futásidőt, hanem az egyéb követelményeket, így a könnyűszerkezetes konstrukciók-

nál a csekély súlyt, az adott csatlakozó alkatrészekhez való igazodást, a rendkívüli

terhelési csúcsokat és hasonlókat is figyelembe veszik.

Az fL és Lh értékekkel csak olyan méretezésekre kapunk jellemzőket, ahol lehetőség

van bevált csapágyazásokkal való összehasonlításra. Az elérhető élettartam ponto-

sabb meghatározásához a kenés, a hőmérséklet és a kenési hézag tisztaságának be-

folyását is figyelembe kell venni.

Gördülőcsapágyak minimum terhelése, a túlméretezés elkerülése

Túl kicsi terhelésnél –például nagy fordulatszám melletti próbafutásnál– csúszás

léphet fel, ami elégtelen kenés esetén a csapágy károsodásához vezethet. Radiális

csapágyak minimum terheléseként a következő értékek javasolhatók:

Golyóscsapágyak kosárral: P/C = 0,01

Görgőscsapágyak kosárral: P/C = 0,02

Telegörgős csapágyak: P/C = 0,04

Ahol P a dinamikus egyenértékű terhelés, C a dinamikus teherbírás.

A csapágyak túlméretezése a használati időtartam lerövidüléséhez vezethet: ezeknél

a csapágyaknál fennáll a csúszás veszélye és a fokozott kenőanyag igénybevétel. A

csúszás az elkenődés, vagy a mikropitting következtében tönkreteheti a működő

felületeket. A gazdaságos és üzembiztos csapágyazás szellemében azonban teljesen

ki kell használni a teherbírást. Ehhez a teherbíráson kívül további befolyásoló té-

nyezőket is figyelembe kell venni a kialakításnál, ahogy azt a bővített élettartam

számítás teszi.

Bővített élettartam-számítás ISO szerint

Az L vagy Lh névleges élettartam többé-kevésbé eltér a gördülőcsapágyak gyakor-

latban elérhető élettartamától. Az 𝐿 = (𝐶

𝑃)𝑝 egyenlet az üzemi körülmények közül

csak a terhelést veszi figyelembe. A valóságban az elérhető élettartam több más be-

folyásoló tényezőtől, pl.: a kenőfilm vastagságától, a kenési hézag tisztaságától, a

kenőanyag adalékolásától és a csapágy fajtájától is függ.

Ezért a DIN ISO 281 szabvány a névleges élettartam mellett bevezette a „bővített

élettartamot” is, bár az üzemelési körülményeket figyelembe vevő tényezője eddig

számértéket még nem ad meg.

A DIN ISO 281 szerint az Lna elérhető (bővített) élettartamot a következő képlettel

számítjuk ki:

𝐿𝑛𝑎 = 𝑎1 ∙ 𝑎2 ∙ 𝑎3 ∙ 𝐿, [106 𝑘ö𝑟ü𝑙𝑓𝑜𝑟𝑑𝑢𝑙á𝑠] (11)

vagy órában kifejezve:

𝐿ℎ𝑛𝑎 = 𝑎1 ∙ 𝑎2 ∙ 𝑎3 ∙ 𝐿ℎ , [ℎ] (12)

28

Fej

ezet

: M

éret

ezés

Ahol:

Lna, Lhna- elérhető (bővített) élettartam [106 körülfordulás] ill. [h]

a1- a meghibásodási valószínűség tényezője

a2- alapanyag tényező

a3- üzemelési körülmények tényezője

L, Lh- névleges élettartam, [106 körülfordulás] ill. [h]

A meghibásodási valószínűség a1 tényezője

A kifáradás miatti csapágy-meghibásodásokra statisztikai határok érvényesek; ezért

kell a kifáradási élettartam számításakor figyelembe venni a meghibásodási valószí-

nűséget. Normál esetben 10%-os meghibásodási valószínűséggel számolnak. Az L10

élettartam a névleges élettartam.

A 10% és 1% közötti meghibásodási valószínűségek figyelembe vétele érdekében

használják az a1 tényezőt az 5. táblázat szerint.

5. táblázat

Meghibásodási valószínűség % 10 5 4 3 2 1

Kifáradási futási-idő L10 L5 L4 L3 L2 L1

a1 tényező 1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21

Az a2 alapanyag tényező

Az a2 tényező az alapanyagnak és a hőkezelésnek a tulajdonságait veszi figyelembe.

A szabvány az a2 > 1 tényezőt, különösen nagy tisztaságú acéloknál enged meg.

Az üzemelési körülmények a3 tényezője

Az a3 üzemi tényezőt lényegében a csapágy kenése határozza meg feltéve, hogy az

üzemi hőmérséklet nem rendkívül nagy. A kenés hatásossága elsősorban a futópálya

és a gördülőtestek közötti érintkezési helyek felületi szétválasztásának fokától függ.

Ha megfelelő teherviselő kenőanyag film képződik, a kenőanyag az üzemi hőfokon

meghatározott minimális viszkozitású kell, hogy legyen.

29

Fej

ezet

: M

éret

ezés

21. ábra

Egy megfelelően tömített csapágyazásban elérhető normális tisztasági feltételek

mellett az a3 tényező értéke a viszkozitási viszonytól függ. Ezt a viszonyt megha-

tározza a tényleges viszkozitás és a kielégítő kenést biztosító 1 viszkozitás viszo-

nya. Mindkettő az üzemi hőfokon értendő kinematikai viszkozitás.

Az üzemi hőfokon megkövetelt viszkozitás 1, mely kielégítő kenést biztosít, meg-

határozható a 21. ábra szerinti diagramból, feltéve, ha ásványi olajat alkalmazunk.

A diagram olyan zsírokra is érvényes, melyek ásványi olajokon alapszanak, amikor

is a kapott 1 viszkozitás megadja a megkövetelt alapolaj viszkozitását a csapágy

üzemi hőmérsékletén.

30

Fej

ezet

: M

éret

ezés

22. ábra

Az üzemeltetési hőmérséklet ismeretében a megfelelő viszkozitási érték a nemzet-

közileg szabványosított referencia 40°C-os hőfokon kivehető a 22. ábra szerinti di-

agramból, mely VI = 85 viszkozitású indexre vonatkozik.

Az a2 és a3 módosított élettartam-tényezők kombinációja

Mivel az a2 és a3 tényezők egymástól függnek, ezért helyettesíthetők egy a23 kombi-

nált tényezővel, mely a kenésre és az anyagra vonatkozik, így a bővített élettartam a

következő képlettel számolható:

𝐿𝑛𝑎 = 𝑎1 ∙ 𝑎23 ∙ 𝐿10 , [106𝑘ö𝑟ü𝑙𝑓𝑜𝑟𝑑𝑢𝑙á𝑠] (13)

vagy órában kifejezve:

𝐿ℎ𝑛𝑎 = 𝑎1 ∙ 𝑎23 ∙ 𝐿ℎ , [ℎ] (12)

Ahol:

a1- a meghibásodási valószínűség tényezője

a23- az alapanyag és az üzemelési körülmények tényezője, ahol 𝑎23 = 𝑎2 ∙ 𝑎3

L- névleges élettartam [106 körülfordulás] ill. [h]

Feltéve, hogy a tisztaság a szokásos, az a23 értékei, mint a viszkozitási arány a meg-

lévő üzemi viszkozitás és a szükséges üzemi viszkozitás hányadosaként ( = /1)

kivehetők a 23. ábra szerinti diagramból.

31

Fej

ezet

: M

éret

ezés

23. ábra

Megjegyzések

A fenti számítási módszerek és jelölések megfelelnek a DIN ISO 76 és 281 adatai-

nak. A szabvány a következő megkülönböztetéseket teszi:

Cr dinamikus radiális teherbírás

Ca dinamikus axiális teherbírás

C0r statikus radiális teherbírás

C0a statikus axiális teherbírás

Pr dinamikus egyenértékű radiális terhelés

Pa dinamikus egyenértékű axiális terhelés

P0r statikus egyenértékű radiális terhelés

P0a statikus egyenértékű axiális terhelés

A DIN ISO 281 csak az L10 névleges élettartamot és az Lna bővített élettartamot adja

meg 106 körülfordulásban. Ebből számítható ki az Lh és az Lhna élettartamérték órá-

ban. A gyakorlatban az Lh, Lhna és az fL dinamikus jellemző az irányadó.

32

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

A CSAPÁGYAK ALKALMAZÁSA

Csapágyelrendezések

Egy forgó tengely megvezetéséhez és megtámasztásához legalább két csapágy

szükséges, melyek egymástól meghatározott távolságra vannak elhelyezve. A beépí-

tési esettől függően választható vezetőcsapágyas ágyazás és oldalról megtámasztott

ágyazás.

Vezetőcsapágyas ágyazás

A vezetőcsapágy feladata a tengely egyik végén a radiális megtámasztás, s egyide-

jűleg rögzíteni a tengelyt mindkét axiális irányban. Ebből kifolyólag azt mind a

csapágyházban, mind a tengelyen mindkét irányban rögzíteni kell. Erre alkalmasak

a radiális csapágyak, melyek kombinált terhelést is felvesznek, pl. a mélyhornyú

golyóscsapágyak (24. ábra), a beálló görgőscsapágyak, vagy a kétsoros vagy párosí-

tott egysorú ferdehatásvonalú csapágyak, végül a kúpgörgős csapágyak.

Vezető csapágyazás tervezhető csapágy-kombinációval is, éspedig két közvetlenül

egymás mellett levő különböző funkciót ellátó csapággyal. Például hajtóműveknél

esetenként egy négypont-érintkezésű csapágyat építenek be közvetlenül egy hen-

gergörgős csapágy mellé úgy, hogy vezető csapágyazás jöjjön létre. A négypont-

érintkezésű csapágy, melynek külső gyűrűje radiálisan nincs megtámasztva, csak

axiális terhelést tud felvenni. A hengergörgős csapágy veszi fel a radiális erőket.

A tengely másik végén lévő eltolható csapágy csak radiálisan támaszt, ezért axiáli-

san elmozdulhat, így a csapágyak különösen nem terhelik egymást, pl. amikor a

tengely hőkiterjedés következtében hosszát változtatja. Axiális elmozdulás magában

a csapágyban is lehetséges, pl.: az N (25. ábra) és NU típusú hengergörgős csap-

ágyakban, vagy az egyik csapágygyűrű és üléke között, ilyen lehet egy beálló gör-

gőscsapágy külső gyűrűjének üléke a csapágyház furatában.

24. ábra

25. ábra

33

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

Oldalról megtámasztott ágyazás

A páros, tükörkép beszerelésnél az egymással szembefordított két csapágy mind-

egyike egy-egy irányban támasztja meg a tengelyt. Ez a csapágyelrendezés csak

rövid tengelynél alkalmazható. E célra valamennyi radiális csapágy alkalmas, mely

axiális terhelést fel tud venni legalább egy irányban, ilyenek a mélyhornyú és

ferdehatásvonalú golyóscsapágyak, beálló görgőscsapágyak, kúpgörgős csapágyak,

valamint az NJ típusú hengergörgős csapágyak. Egysorú ferdehatásvonalú golyós-

(26. ábra) vagy kúpgörgős csapágyak (27. ábra) használata esetén (tükörkép besze-

relés) előfeszítés szükségessé válhat, lásd „A csapágyak előfeszítése” című fejeze-

tet.

26. ábra

27. ábra

Illesztések

A tengely és a ház tűrései a csapágyfurat és a külső átmérő tűréseivel együtt adják

az illesztést. Az ISO-tűrések tűrésmezők formájában vannak meghatározva. A nul-

la-vonalhoz viszonyított helyzetük (tűrés helyzet) és nagyságuk (tűrés minőség)

határozza meg őket. A tűrés helyzetét betűkkel jelölik (nagybetűkkel a ház, kisbe-

tűkkel a tengely esetében). Az illesztés kiválasztásánál a következő szempontokat

kell figyelembe venni:

A csapágygyűrűket kerületük mentén jól alá kell támasztani, hogy a csapágy

teherbírása teljesen kihasználható legyen.

A gyűrűk ellendarabjaikon nem vándorolhatnak, különben a csapágyhelyek

megsérülnek.

A szabad csapágy egyik gyűrűjének igazodnia kell a tengely és a ház hossz-

változásaihoz, tehát axiális elmozdulást kell biztosítani; csupán az N és NU

típusú hengergörgős csapágyak esetében történik az elmozdulás a csapágyon

belül.

A csapágyak legyenek egyszerűen be- és kiszerelhetőek.

Az első két követelményre tekintettel a radiális csapágyak belső és külső gyűrűjét

többnyire szorosan kell illeszteni. Ha azonban a szabad csapágynak axiális elmoz-

dulást kell biztosítani, vagy nem szétszerelhető csapágyat kell be- és kiszerelni, ak-

kor ez –legalábbis egy gyűrű esetében– nem valósítható meg. Ekkor az a döntő,

hogy a gyűrű pontszerű vagy kerületi terhelést vesz-e fel. Annál a gyűrűnél, mely a

34

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

terhelés irányához viszonyítva áll (pontszerű terhelés), megengedhető a laza illesz-

tés (tengely esetén g, ház esetén G, H, vagy J).

A másik gyűrűt azonban, mely a terhelés irányához viszonyítva forog (kerületi ter-

helés), alapvetően szorosan kell illeszteni. Az N és NU típusú hengergörgős csap-

ágyaknál mindkét gyűrűt lehet szorosan illeszteni, mivel a hosszkiegyenlítés a csap-

ágyban játszódik le és mert a gyűrűket külön lehet szerelni.

A nagyobb terhelések, különösen a lökésszerű terhelések nagyobb illesztési átfedést

és szigorúbb alaktűrések betartását követelik meg.

Szoros illesztés, valamint a belső gyűrű és a külső gyűrű közötti hőmérsékletesés

következtében csökken a csapágy radiális hézaga. Ezt a radiális hézagcsoport meg-

választásánál figyelembe kell venni.

A 28. ábra a leggyakoribb gördülőcsapágy illesztések vázlatos ábrázolását mutatja.

A terhelési és az elmozdulási viszonyok vázlatát a 6. táblázat szemlélteti.

28. ábra

A csapágyülékek és a csatlakozó alkatrészek méret-, alak- és futáspontossága

A hengeres csapágyülékek a tengelyen és a házban, az axiális csapágyak tárcsái és a

tengely, illetve a ház vállaihoz illeszkedő csapágygyűrűk pontossága meg kell felel-

jen az alkalmazott csapágy pontosságának. A csapágyülékek és alátámasztások

megmunkálásakor be kell tartani a következőkben megadott méret-, alak- és futás-

pontossági irányértékeket.

Mérettűrések

A normális tűrésekkel gyártott csapágyak hengeres ülékei a tengelyen IT6 minőségi,

a házban legalább az IT7 minőségi osztály szerinti tűréssel kell, hogy készüljenek.

Ha szorító- vagy lehúzóhüvelyt használunk a csapágyülékeknél, akkor szélesebb

35

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

átmérőtűrések engedhetők meg (IT9 vagy IT10 minőség). Nagyobb pontosságú

csapágyakhoz megfelelően szigorúbbakat kell alkalmazni

6. táblázat

Elmozdulási viszony Vázlat Terhelési eset Illesztés

Belső gyűrű forog

Külső gyűrű áll

Terhelés iránya vál-

tozatlan

Kerületi terhelés

a belső gyűrűn

Belső gyűrű: szo-

ros illesztés szük-

séges

Belső gyűrű áll

Külső gyűrű forog

A terhelés iránya

forog a külső gyűrű-

vel

Pontszerű terhe-

lés a külső gyű-

rűn

Külső gyűrű: laza

illesztés megen-

gedett

Belső gyűrű áll

Külső gyűrű forog

Terhelési irány vál-

tozatlan

Pontszerű terhe-

lés a belső gyű-

rűn

Belső gyűrű: laza

illesztés megen-

gedett

Belső gyűrű forog

Külső gyűrű áll

Terhelési irány forog

a külső gyűrűvel

Kerületi terhelés

a külső gyűrűn

Külső gyűrű: szi-

lárd illesztés

szükséges

A hengeresség alaktűrései

A hengerességi tűrésnek 1-2 IT fokozattal jobbnak kell lennie, mint az előírt méret-

tűrés a követelményektől függően. Például, ha az üléket a tengelyen m6 pontosság-

gal munkálták meg, akkor az alaktűrésnek IT5-IT4-nek kell lenni.

Ha a csapágyakat szorító, vagy lehúzó hüvellyel kell szerelni, a hüvely

tengelyülékének hengeressége IT 5/2 (h9-hez) vagy IT 7/2 (h10-hez) kell legyen.

A merőlegesség tűrései

A csapágygyűrűk homlokfelületi alátámasztásának merőlegesség tűréseinek leg-

alább egy IT fokozattal jobbnak kell lenni, mint a kapcsolódó hengeres ülék átmérő-

tűrése. Az axiális csapágyak tengelytárcsa ülékeinek merőlegességtűrései az IT5

értékeit nem múlhatják felül.

36

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

A Csapágyak előfeszítése

Az alkalmazásoktól függően a csapágyazásban pozitív, vagy negatív üzemi hézagot

szükséges megvalósítani. Az üzemi hézagnak pozitívnak kell lennie az esetek több-

ségében, vagyis üzemben a csapágynak –ha csekély is– hézaga kell, hogy legyen

(Csapágyhézag című fejezet). Azonban sok olyan eset van, ahol rendszerint negatív

üzemi hézag, tehát előfeszítés szükséges, hogy a csapágyazás merevsége, vagy a

futáspontosság növekedjék. Ilyen csapágyazás: szerszámgépek főorsói, a gépkocsik

kúpfogaskerekes tengely meghajtásának csapágyazása, kis villanymotorok, vagy

lengőmozgások csapágyazása.

Előfeszítés alkalmazása, pl.: rugóval akkor ajánlatos, ha a csapágynak nincs, vagy

nagyon kicsi a terhelése nagy fordulatszám mellett. Ilyenkor az előfeszítés a csap-

ágy minimális terhelésére szolgál, s ezzel megakadályozza a csúszómozgásból ke-

letkező károsodást.

Az előfeszítés típusai

Az előfeszítés a csapágytípustól függően lehet radiális, vagy axiális. Például a hen-

gergörgős csapágyak szerkezetüknél fogva csak radiálisan, az axiális csapágyak

csak axiálisan feszíthetők elő. Egysorú ferde hatásvonalú golyós- és kúpgörgős

csapágyak, melyeket általában azonos típusú másik csapággyal együtt szerelnek O-

vagy X-párosításban, axiálisan előfeszítettek. Ez esetben az axiális terhelés radiális

terhelést is jelent.

A mélyhornyú golyóscsapágyak általában szintén axiálisan előfeszítettek, habár

ilyenkor a csapágyaknak a normálisnál nagyobb radiális hézaggal kell rendelkezni-

ük (pl. C3), ezzel éppen úgy, mint a ferdehatásvonalú golyóscsapágyaknál, nullánál

nagyobb érintkezési hatásszög létesül.

Két ferdehatásvonalú csapágy (golyós- vagy kúpgörgős csapágy) L nyomásközép-

pontjainak távolsága nagyobb O-párosításnál (29. ábra a.) része) és kisebb X-

párosításnál (29. ábra b.) része), mint a csapágyak l távolsága. Ennél fogva a csap-

ágyak O-párosításban nagy billenőnyomatékot is felvesznek, még akkor is, ha a

csapágyközéppontok távolsága viszonylag kicsi. A nyomaték terhelése okozta ra-

diális erők és az általuk okozott deformáció a csapágyakban kisebb, mintha X-

párosításban lennének.

a.)

b.)

29. ábra

37

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

Ha üzem közben a tengely nagyobb hőmérsékletű lesz, mint a ház, a környezet hő-

mérsékletén szereléskor beállított előfeszítés megnövekszik, mely növekedés na-

gyobb X-párosításnál, mint O-párosításnál. A radiális hőtágulás mindkét esetben

csökkenti a hézagot és növeli az előfeszítést. Ezt a tendenciát a hőtágulás növeli

axiális irányban X-párosításnál, de csökkenti O-párosításnál. A csapágyak egy adott

távolságánál, és amikor a hőtágulás együtthatója mind a csapágyaknál, mind a kap-

csolódó alkatrészeknél azonos, a radiális és axiális hőtágulás egymást kompenzálják

úgy, hogy az előfeszítés nem változik; ez csupán az O-párosításra vonatkozik.

A csapágy-előfeszítés hatása

A csapágy-előfeszítés fő hatásai a következők:

növeli a merevséget,

csökkenti a futás zaját,

növeli a tengelyvezetés pontosságát,

kompenzálja a kopást,

hosszú élettartamot eredményez.

Csapágyak axiális rögzítése

Egy csapágygyűrű axiális rögzítésére csupán egy szoros illesztés általában nem ki-

elégítő. Ezért általában a gyűrű axiális rögzítésére szükséges valamilyen erre alkal-

mas eszköz.

Egy vezető (fix) csapágy mindkét gyűrűjét mindkét oldalán axiálisan rögzíteni kell.

Másrészt elmozduló csapágyaknál, ha nem szétszerelhető típusúak, elegendő, ha

csak a szorosabb illesztésű gyűrűt –rendszerint a belső gyűrűt– kell rögzíteni axiáli-

san. A páros, tükörkép csapágy beszerelésénél a csapágygyűrűket csak egyik olda-

lon kell axiálisan rögzíteni.

Rögzítési módszerek

A szoros illesztésű gyűrűket általában úgy szerelik, hogy a gyűrű a tengely egy vál-

lán (30. ábra a.) b.) és c.) része) vagy a csapágyházban (30. ábra c.) része) az egyik

oldalon feltámaszkodik. A másik oldalon a belső gyűrűk rendszerint rögzítettek

tengelyanyával és biztosítólemezzel, vagy végtárcsával (30. ábra a.) része), melyet a

tengely végére erősítenek. A külső gyűrűket általában a csapágyház végfedele (30.

ábra c.) része) rögzíti.

Bepattanó, rugós rögzítőgyűrű használata a gördülőcsapágy axiális rögzítésére he-

lyet takarít meg, gyors be- és kiszerelést tesz lehetővé, egyszerűsíti mind a tenge-

lyek, mind a csapágyházak (fészkek) megmunkálását (30. ábra b.) része). Ha mér-

sékelt és nagy terhelést kell megtámasztani, a csapágy és a rugós rögzítőgyűrű közé

egy támasztógyűrűt kell tenni, hogy a rugós rögzítőgyűrű ne legyen túlterhelve a

hajlítónyomatékok által. A rugós rögzítőgyűrű és hornya közötti szokásos axiális

játék csökkenthető –ha szükséges– a támasztógyűrű megfelelő tűrésével. A

palásthoronnyal ellátott csapágyak nagyon egyszerűen rögzíthetők rugós

rögzítőgyűrűvel.

38

Fej

ezet

: A

csa

pág

yak

alk

alm

azás

a

A kúpos csapra közvetlenül szerelt csapágyakat általában tengelyanya rögzíti a ten-

gelyen. Hengeres csapra szerelt kúpos furatú csapágyakat szorítóhüvelyes szerelés-

nél a tengelyanya a csapágygyűrűt rögzíti a hüvelyhez viszonyítva, és a tengely vál-

la és a belső gyűrű közé a másik oldalon távtartó gyűrűt helyeznek (31. ábra a.) ré-

sze). Ha a tengely sima, támasztó váll nélküli, a csapágy axiális terhelhetőségét a

tengely és a hüvely közötti súrlódás befolyásolja (31. ábra b.) része). Ha a csapágyat

lehúzóhüvellyel szerelték (31. ábra c.) része), axiálisan tengelyanya, vagy végtárcsa

rögzíti.

a.)

b.)

c.)

30. ábra

a.) és b.)

c.)

31. ábra

39

Fej

ezet

: T

öm

ítés

ek

TÖMÍTÉSEK

A tömítésnek jelentős hatása van a csapágyazás használati élettartamára. A tömíté-

sek két fő funkcióval rendelkeznek: első, hogy a kenőanyagokat a csapágykamrában

megtartsák, második pedig az, hogy időben és eredményesen akadályozzák meg a

szennyeződések, idegen anyagok, por, stb. csapágyba történő jutását.

A szennyeződések különböző hatásai lehetnek:

Nagyszámú, igen kicsi, abrazív hatású részecske kopást idéz elő a csapágy-

ban. A hézag növekedése a csapágy tönkremeneteléhez vezet.

A nagy, kemény részecskéken való átgördülés csökkenti a kifáradási élettar-

tamot, mert a benyomódási helyeken a nagy csapágy terhelések következté-

ben pitting lép fel.

Az alábbi szempontok szerint kell a tömítések kiválasztása során eljárni: a kenő-

anyagok fajtái, zsír, olaj; a kerületi sebességek és a tengelyek körkörösségi hibái; a

rendelkezésre álló beépítési lehetőségek; az érintkező tömítések melegedése; a fel-

merülő költségek. A gördülőcsapágyak tömítéseit két fő szempont szerint tudjuk

felosztani, úgy, mint súrlódó és nem súrlódó tömítések.

Nem súrlódó tömítések

A nem súrlódó tömítések az álló és forgó elem között rést képeznek. Kopás ezért itt

nem léphet fel. A súrlódási veszteség gyakorlatilag nulla. Mivel az úgynevezett

hozzáadandó felmelegedés nulla, a tömítések e változatát elsősorban az igen magas

fordulatszámoknál, nagy sebességeknél lehet előnyösen alkalmazni.

A 32. ábra a.) részén egy egyszerű, nem érintkező tömítés látható, a konstrukció kis

radiális játékkal rendelkezik a tömítés és a tengely között. Ez a tömítési megoldás

zsírkenésnél, száraz, viszonylag pormentes környezetben előnyösen használható.

A tömítettségi hatást a házban, vagy a tengelyen párhuzamosan elhelyezett beszúrá-

sokkal jelentősen növelni lehet. Ha ezek a hornyok, beszúrások olajjal telítődnek,

akkor bekövetkezik egy még biztonságosabb tömítettségi állapot az idegen anyagok

behatolása ellen. Erre mutat megoldást a 32. ábra b.) része. Amennyiben spirálisan

kiképzett beszúrásokat alakítanak ki a csapágyfedelén, illetve a tengelyen, azzal

megakadályozható az olaj kilépése. Ha a spirál iránya a normál csapágyforgási

iránnyal ellentétes, akkor az olaj a hornyokból ismételten a csapágykamrákba kerül

vissza.

A réstömítések hatásfoka lépcsős kialakítással, meghosszabbított résfelületekkel,

amint az a 32. ábra c.) részén is látható, tovább javítható. Ezek az úgynevezett labi-

rinttömítések széles körben nyernek felhasználást zsírkenésnél. A zsírral történő

utánkenések során szennyeződések keletkezhetnek, amik a labirintusokba juthatnak,

ahonnan azonban kinyomásra, eltávolításra kerülnek.

A 32. ábra d.) részén egy labirint-tömítés látható osztott házkivitel esetében. Ha az

adott helyzetben számolni kell tengelyferdeséggel, ezek a labirinttömítési megoldá-

sok ajánlkoznak a legjobbnak, mivel ebben az esetben is igen megbízható tömített-

40

Fej

ezet

: T

öm

ítés

ek

séget tudnak biztosítani. Erre megoldást mutat a 32. ábra e.) része. Ezáltal megaka-

dályozható az álló és a forgó labirint-felületek egymással történő érintkezése.

Az olajkenésnél alkalmazott labirint-tömítések olaj-visszavezető furatokkal vannak

ellátva, aminek segítségével az olaj a tömítő részekbe jutva ismét a kenési rendszer-

be kerül visszavezetésre.

A 32. ábra f.) része az olajkifolyás megakadályozását szemlélteti visszacsapó gyű-

rűvel. A 32. ábra g.) része szerinti megoldás egy kívül elhelyezett visszacsapó gyű-

rűt mutat, mely képes az idegen anyagokat, úgy, mint port, egyéb szennyeződéseket

a munkatérből eltávolítani.

a.)

b.)

c.)

d.)

e.)

f.)

g.)

32. ábra

Súrlódó tömítések

A súrlódó tömítések hatékonysága abban rejlik, hogy segítségükkel egy állandó

elasztikus kontaktust lehet létrehozni egyenletes nyomással a tömítési helyek tömítő

felületeinél. Ennek alkalmazása esetén magasabb súrlódás jelentkezik az üzemi kö-

rülmények során a nem érintkező tömítéseknél keletkezett súrlódási értékekhez ké-

pest. Az ebben a kivitelben készült tömítések hatásfoka jóval kedvezőbb.

A filctömítések egyszerű kivitelű érintkező tömítések és főleg zsírkenésnél nyernek

gyakori felhasználást. Ezt a megoldást a 33. ábra a.) része szemlélteti. A filctömíté-

sek képesek a port, egyéb kisebb szennyeződéseket távol tartani, de az olajat áten-

gedik.

A súrlódó tömítések, melyeknek többek között feladata az olaj kenőtérből való ki-

ömlésének megakadályozása is, túlnyomó részben rugós előfeszítésű ajaktömítések,

melyek szabvány szerinti méretekben készülnek. Az előfeszítés következében a

rendszer a teljes tömítési felület mentén egyenletes nyomást képes biztosítani,

amely fennáll még a központhibával rendelkező tengelyek esetében is. Ennél a

rendszernél ebben az esetben is biztosított a megfelelő tömítettség.

Ezeknek a tömítéseknek a legnagyobb előnye az, hogy elhelyezkedésüket befolyá-

solni lehet. Ha a tömítőajkak kifelé irányulnak, a 33. ábra b.) része szerint a begyü-

remlő anyagok elleni igen kedvező védelem biztosítható, mely anyagok veszélyeket

rejthetnek a kenőtérbe bejutva. Abban az esetben, ha az ajaktömítés befelé van irá-

nyítva, 33. ábra c.) része, akkor az olaj kifolyása elleni védelem biztosított.

41

Fej

ezet

: T

öm

ítés

ek

A felhasználói igényeknek megfelelően többféle anyag áll a rendelkezésre ezekhez

a tömítésekhez, ilyenek pl.: a nitrilkaucsuk NBR, szilikonkaucsuk MVQ, fluorkau-

csuk FPM, poliakrilátkaucsuk ACM, stb.

V-gyűrűs tömítések láthatóak a 33. ábra d.) részén, melyeket olaj és zsírkenésnél

lehet alkalmazni. Mivel a körbefutó elasztikus ajaktömítés a tömítendő felülettel

érintkezik, az axiális ütéshibák ily módon kiegyenlítődnek. A V-gyűrűs tömítések

alkalmasak a magas fordulatszámokhoz, mivel az ajaktömítés a tömítendő felülettel

csak csekély előfeszítéssel érintkezik. A 12 m/s kerületi sebességet meghaladó se-

bességeknél a V-gyűrűs megoldást az ajkak esetében bilinccsel kell rögzíteni, bizto-

sítani, ellenkező esetben a fix-felfekvés a centrifugális erők hatására megoldódhat.

Ezek a tömítések túlnyomó részben polimer elasztikus anyagokból készülnek, az

anyagok fajtájától függően széles hőmérsékleti skálán alkalmazhatók.

a.)

b.) és c.)

d.)

33. ábra

A 7. táblázat a különféle tömítőanyagok hőmérsékleti behatárolásait ismerteti. A 8.

táblázat a különféle tömítések megengedett kerületi sebességeit mutatja

7. táblázat. Különféle tömítőanyagok megengedett üzemi hőfokai

Tömítés anyaga Megengedett üzemi

hőmérséklet °C

Szintetikus ka-

ucsuk

Nitrilkaucsuk

Akrilkaucsuk

Szilikonkaucsuk

Fluorkaucsuk

-25-től 100-ig

-15-től 130-ig

-70-től 150-ig

-30-tól 180-ig

PTFE politetrafluoretilén -50-től 120-ig

Filc -40-től 120-ig

A 9. táblázat tömítőfelületek minőségére utaló általános irányelveket ismerteti a

kerületi sebességek függvényében. A kopási szilárdságnak a felület mentén történő

megjavítása érdekében az anyagot krómozni, edzeni kell.

A tömítőfelület keménysége el kell érje legalább a HRC40 értéket, de lehetőség sze-

rint legyen HRC55.

42

Fej

ezet

: T

öm

ítés

ek

8. táblázat. Súrlódó tömítésekre megengedhető kerületi sebességek

Tömítés fajtái Megengedett se-

bességek, m/s

Filctömítés 4

Nitrilkaucsuk, olajtömítés 15

Fluorkaucsuk, olajtömítés 32

V-tömítések 40

9. táblázat. Felületi érdesség Ra a tömítő felületen

Kerületi sebességek, m/s Felületi érdességek

felett -ig Ra

5 0.8

5 10 0.4

10 0.2

43

Fej

ezet

: K

enés

és

kar

ban

tart

ás

KENÉS ÉS KARBANTARTÁS

A gördülőcsapágyak kenésének elsőrendű feladata a kopás és az idő előtti kifáradás

megakadályozása és a kellő hosszúságú használati időtartam biztosítása. A kenés-

nek ezen túlmenően ahhoz is hozzá kell járulnia, hogy kedvező futási tulajdonságok

álljanak be, így csekély zajképződés és kis súrlódás. A teherviselést átvivő alkatré-

szek közötti kenőfilmnek kell megakadályoznia a fémes érintkezést. A kenőfilm

vastagsága az elaszto-hidrodinamikus kenés elméletének segítségével határozható

meg.

Egy abból levezetett, egyszerűsített módszerrel írható le a kenési állapot, a üzemi

viszkozitásnak a 1 viszonyítási viszkozitással való összefüggése által. Ez utóbbi

függ az n fordulatszámtól és a dm közepes csapágyátmérőtől.

A gördülőcsapágyak névleges élettartama arra az esetre vonatkozik, amikor az al-

kalmazott olaj üzemi viszkozitása legalább akkora, mint az 1 viszonyítási visz-

kozitás.

A bővített élettartam-számítás figyelembe veszi az üzemi viszkozitástól eltérő vi-

szonyítási viszkozitásnak, a kenőanyag adalékolásnak és a kenési hézag tisztaságá-

nak az elérhető kifáradási élettartamra gyakorolt befolyását is. A kenőolaj viszkozi-

tása a nyomással változik.

Zsírkenés

Az összes gördülőcsapágy kb. 90%-a zsírkenésű. A zsírkenés lényeges előnyei a

következők:

Igen csekély konstrukciós ráfordítás

A tömítés jó kiegészítése a zsír által

Hosszú használati időtartam csekély karbantartási ráfordítás mellett

Ferde, vagy függőleges tengelyelrendezés esetében könnyebben megmarad a

csapágyon belül

Normál üzemelési- és környezeti körülmények mellett a zsírkenés gyakran élettar-

tamra szóló lehet.

A megfelelő időközönkénti utánkenést akkor kell betervezni, ha az igénybevétel

(fordulatszám, hőmérséklet, terhelés) nagy. Rövid utánkenési időközöknél szüksé-

ges: zsírszivattyú, zsírbevezető csatornák, esetleg zsírmennyiség-szabályzó és a fá-

radt zsír felfogására szolgáló tér.

A megfelelő zsír kiválasztása

A zsírokat a különböző összetételű sűrítőanyagok és alapolajok szerint különböztet-

jük meg. A zsírok alapolajainál alapvetően azok a törvényszerűségek érvényesül-

nek, mint az olajkenésnél.

A hagyományos zsírok sűrítőanyagként fémszappant, valamint ásványolajat tartal-

maznak. A zsírok különböző penetrációs osztályokba sorolhatók (NLGI-osztályok).

44

Fej

ezet

: K

enés

és

kar

ban

tart

ás

Ezek a zsírok nagyon különbözően viselkednek a környezeti hatásokkal –mint pl.: a

hőmérséklet és nedvesség– szemben.

A csapágy ellátása zsírral

A szükségesnél több kenőanyag alkalmazása a csapágy üzemi hőmérsékletének

gyors emelkedését okozza, különösen a nagy fordulatszámok esetén. Általános sza-

bály ezért, hogy csak a csapágyat kell teljes mértékben megtölteni kenőzsírral, míg

a csapágyházban a rendelkezésre álló térnek csak a 30-50%-át.

Olyan csapágyaknál, amelyek kis fordulatszámon üzemelnek és korrózió ellen meg-

felelő védelmet igényelnek, a csapágyházat tanácsos teljesen megtölteni kenőzsírral.

A nagyobb terhelés és hőmérséklet lerövidíti a kenési határidőt. További csökkentés

szükséges kedvezőtlen üzemi- és környezeti-körülmények fennállása esetén. Ha a

zsír használati időtartama sokkal rövidebb, mint a várható csapágyélettartam, akkor

utánkenés, vagy zsírcsere szükséges. Az utánkenési intervallumot biztonsági okok-

ból lényegesebben rövidebbre kell választani, mint a kenési határidőt. Mivel

utánkenésnél az új zsír csak részben cseréli le a régi zsírt, az utánkenési időközt rö-

videbbre kell választani.

Utánkenésnél nem zárható ki a különböző minőségű zsírok összekeveredése. Nem

adnak aggodalomra okot a következő keverékek:

Zsírok azonos sűrítőanyaggal

Lítiumzsírok/káliumzsírok

Kalciumzsírok/betonitzsírok

Egyéb zsírfajták keverésétől tartózkodni kell.

Olajkenés

Olajkenés akkor kínálkozik, ha a környező gépelemeket már ellátják olajjal, vagy ha

a kenőanyagnak hőt kell elvezetnie. A hőelvezetés szükséges lehet nagy terhelésnél

és/vagy nagy fordulatszámnál, vagy akkor, ha a csapágy idegen hőbehatásnak van

kitéve.

Kis olajmennyiségekkel való kenésnél –csepegtető kenés, olajköd kenés, vagy olaj-

levegő kenés formájában megvalósítva– a folyadéksúrlódás és azáltal a csapágy

veszteségteljesítménye csekély.

A nagyobb mennyiségekkel történő befecskendező olajkenés lehetővé teszi a na-

gyon gyorsan forgó csapágyak összes érintkezési helyének célirányos elérését és jó

hűtését.

A megfelelő olaj kiválasztása

A gördülőcsapágyak kenéséhez alapvetően ásványolajok, valamint a szintetikus

olajok a megfelelőek. A leggyakrabban ásványolajakat használnak. Az elérhető ki-

fáradási élettartam és a kopási biztonság annál jobb, minél inkább kenőfilm választ-

ja szét az érintkező felületeket. Ehhez lehetőség szerint nagy üzemi viszkozitású

olajat kell választani. Nagyon hosszú kifáradási élettartamok érhetőek el, ha az

üzemi viszkozitás = (3… 4) ∙ 1 (1 = viszonyítási viszkozitás).

45

Fej

ezet

: K

enés

és

kar

ban

tart

ás

A nagy viszkozitású olajoknak azonban nem csak előnyei vannak. A viszkozitás

növekedésével nő a kenőanyag súrlódása is. Kis, de normál hőmérsékleten is prob-

lémát okozhat az olaj be- és elvezetése. Az olajat ezért olyan sűrűre kell választani,

hogy lehetőleg hosszú kifáradási élettartam adódjon, de biztosított legyen a csapágy

olajjal való állandó ellátása is.

A csapágy ellátása olajjal

A gördülőcsapágyaknál alapvetően merülő kenés, minimális mennyiséggel való

kenés, vagy keringető kenés alkalmazható.

Merülőkenésnél a csapágy részben olajfürdőben van. Alapvetően magas olajszint

kívánatos. Nagy fordulatszámoknál azonban ésszerű, hogy a nagy gyúrási súrlódás

miatt, az alsó gördülőelem nyugalmi helyzetben csak feléig merüljön az olajba.

Ha az 𝑛 ∙ 𝑑𝑚 fordulatszám jellemző 150000 mm/min érték alatt van, akkor a csap-

ágy teljesen belemerülhet az olajba. Az olajszintet rendszeresen ellenőrizni kell.

Merülőkenést rendszerint 𝑛 ∙ 𝑑𝑚 = 300000 mm/min fordulatszám jellemzőig al-

kalmaznak.

Keringető-olajkenésnél az olajat a csapágyon való áthaladás után egy gyűjtőtartály-

ba vezetik, majd újra a csapágyhoz juttatják. Feltétlenül szükséges a szűrés. A ke-

ringetett mennyiséget az üzemelési viszonyokhoz igazítják.

Gyorsjáratú csapágyaknál az olajat célirányosan a kosár és a csapágygyűrű közötti

hézagba fecskendezik be. A befecskendezőkenés nagy keringetett mennyiségekkel,

nagy veszteségteljesítménnyel jár együtt; a csapágy felmelegedése csak nagy ráfor-

dítással tartható határok között. Keringető kenésnél a fordulatszám jellemző

(𝑛 ∙ 𝑑𝑚 = 106 mm/min alkalmas csapágyaknál, pl. orsócsapágyaknál) ésszerű fel-

ső határa befecskendező kenéssel jelentősen túlléphető.

Minimális olajmennyiséggel történő kenésnél kis súrlódási nyomaték és azáltal kis

üzemelési hőmérséklet érhető el. A kielégítő kenéshez szükséges olajmennyiség

erősen függ a csapágy fajtájától.

A csapágy ellenőrzése és tisztítása

A gördülőcsapágyakat, mint minden más fontos gépelemeket, időről időre felül kell

vizsgálni és ki kell tisztítani. Teljes mértékben az üzemi körülményektől függ, hogy

az ilyen ellenőrzéseket milyen gyakran kell elvégezni.

Évenként egyszeri ellenőrzés és tisztítás elegendő, ha üzemközben ellenőrizhető a

csapágy állapota pl.: a futás közbeni csapágyzörej lehallgatása útján, a hőmérséklet

mérésével, vagy a kenőolaj vizsgálatával. Az ellenőrzésnek ki kell terjednie a csap-

ágygyűrűkre, a gördülőtestekre, a kosarakra és a csapágyazás egyéb alkatrészeire. A

csapágyalkatrészeket megfelelő oldószerrel (mosóbenzinnel, savmentes petróleum-

mal) kell kimosni, alaposan megszárítani, majd azonnal be kell olajozni vagy zsí-

rozni, hogy azokat a korróziótól megvédjük. Ez különösen akkor fontos, ha a gép

hosszabb ideig áll, mielőtt újbóli használatra kerül sor.

46

Fej

ezet

: K

enés

és

kar

ban

tart

ás

A csapágyak tárolása

A gördülőcsapágyat csomagolás előtt korrózióvédő anyaggal kezelik és ezért erede-

ti, sértetlen csomagolásban néhány évig tárolható. A raktárhelyiség relatív nedves-

ségtartalma azonban nem lehet 60% felett.

A védőlemezes, vagy a tömítőtárcsás csapágyaknál előfordulhat, hogy hosszabb

tárolási idő után a súrlódási nyomaték az indulásnál nagyobb lesz, mint az új csap-

ágyaknál. Az is előfordulhat, hogy a zsír kenési tulajdonságai hosszabb tárolási idő

alatt elromlanak.

47

Fej

ezet

: B

esze

relé

s, k

isze

relé

s

BESZERELÉS, KISZERELÉS

A gördülőcsapágyak nagy igénybevételnek kitett gépelemek, alkatrészeik nagy pon-

tosságúak. Teljesítőképességük teljes kihasználása érdekében a csapágyfajta és kivi-

tel kiválasztásánál és a környező konstrukció kialakításánál figyelemmel kell lenni a

be- és kiszerelésre. Megfelelő szerelő segédeszközök használata, valamint a gon-

dosság és tisztaság a szerelési helyen lényeges előfeltétele annak, hogy a csapágy-

nak hosszú élettartama legyen.

Gördülőcsapágyak beszerelése hengeres csapágyhelyre

A kalapácsütések a csapágygyűrűkre feltétlenül kerülendők. Nem szétszerelhető

csapágyak esetében a szerelési erők a szilárd illesztésű gyűrűkre kell, hogy hassa-

nak, amely elsőként szerelendő. A szétszerelhető csapágyak külső és belső gyűrűi

külön-külön szerelhetők.

A csapágyak kb. 80 mm furatátmérőig a szokásos szoros illesztéseknél hidegen fel-

sajtolhatók a tengelyre. Ehhez megfelelőek a mechanikus, vagy hidraulikus prések.

Ha prés nem áll rendelkezésre, akkor a csapágy ütőpersely és kalapács segítségével

felüthető. Szögbeállítható csapágyaknál, egy mindkét gyűrűre felfekvő tárcsával

kerülhető el a külső gyűrű leéleződése, ezt mutatja a 34. ábra. Olyan csapágyaknál,

melyeknek kosara vagy golyósora oldalra túlnyúlik (pl.: beálló golyóscsapágyak) a

tárcsát be kell esztergálni.

A hengeres furatú csapágyakat beszereléshez felmelegítik, ha a tengelyen szoros

illesztés szükséges és a mechanikus felsajtolás ráfordítása túl naggyá válik. Gyors,

biztonságos és tiszta felmelegítéshez különösen az indukciós melegítőkészülékek

alkalmasak. Az indukciós készülékeket hengergörgős csapágyak váll nélküli, vagy

egy vállas belső gyűrűinek lehúzásánál és felzsugorításánál használják 100 mm-es

furattól felfelé.

Kisegítésként egyes csapágyak hevítőlapon is felmelegíthetők. Ilyenkor a csapágyat

letakarják egy lemezzel és többször megfordítják. Feltétlenül szükséges a

termoplasztikus szabályozás.

A csapágyak biztonságosan melegíthetők fel egy termosztát szabályozású

hevítőszekrényben. Ezt az eljárást kis és közepes méretű csapágyaknál használják.

A melegítési idő viszonylag hosszú.

Minden méretű és fajtájú gördülőcsapágy melegíthető olajfürdőben, kivéve a tömí-

tett és zsírozott csapágyakat és a precíziós csapágyakat. Célszerű a termoplasztikus

szabályozás (hőmérséklet 80…100°C). Az egyenletes felmelegedés érdekében a

csapágyak egy rácsra kerülnek elhelyezésre, vagy az olajfürdőbe lógatják. Ennek az

eljárásnak a hátrányai: balesetveszély, környezetkárosítás az olajgőzök által, a forró

olaj gyúlékonysága, a csapágyszennyezés veszélye.

Kúpos furatú gördülőcsapágyak beszerelése

Kúpos furatú gördülőcsapágyakat, vagy közvetlenül a tengely kúpos csapágyhelyé-

re, vagy a szorító-, vagy lehúzóhüvely segítségével a hengeres tengelyre rögzítik. A

szoros illesztés a belső gyűrű felsajtolása által adódik. A szoros illesztés mértéke-

48

Fej

ezet

: B

esze

relé

s, k

isze

relé

s

ként a belső gyűrű tágulása következtében beálló radiális hézagcsökkentést hézag-

mérővel ellenőrzik. Helyette mérhető az axiális elmozdulás útja is.

A kis csapágyakat kb. (80 mm furatátmérőig) hornyos anyával is fel lehet tolni a

tengely kúpos illesztési felületére, szorítóhüvelyre, vagy lehúzóhüvelyre. Az anya

meghúzásához kampóskulcsot használnak.

Már közepes méretű csapágyaknál is jelentős erők szükségesek az anyák meghúzá-

sához. A nyomócsavaros hornyos anyák ilyen esetben megkönnyítik a beszerelést.

Erre mutat példát a 35. ábra.

Nagyobb csapágyak szerelésénél a csapágyfelsajtolásához, vagy a hüvely besajtolá-

sához hidraulikus készülékeket használnak. A hidraulikus eljárások nagyon meg-

könnyítik a kb. 160 mm furatátmérőjű csapágyak be- és mindenekelőtt kiszerelését.

Ilyen megoldásra mutat példát 36. ábra.

34. ábra

35. ábra

36. ábra

Gördülőcsapágyak kiszerelése hengeres csapágyhelyről

Ha a csapágyat és a környező alkatrészeket ismételten fel kívánjuk használni, akkor

a lehúzószerszámot a szoros illesztésű csapágygyűrűre kell felhelyezni. A kiszere-

lésnél alkalmazott erő semmiképpen nem haladhat át a gördülőtesteken. A szétszed-

hető csapágyaknál az egyik gyűrű a kosárszerkezettel, a gördülőelemekkel, a másik

csapágygyűrűtől függetlenül kiszerelhető. A szét nem szedhető csapágyaknál a la-

zább illesztésű gyűrű kiszerelésével kell kezdeni.

Kisebb csapágyakat egy megfelelő tüske alkalmazásával, a csapágygyűrűn egyenle-

tesen körbevezetett, óvatos kalapácsütésekkel lehet levenni, vagy lehúzószerszám

segítségével. A kiszerelést megkönnyíti, ha a tengelyen, vagy a házon lehúzó hor-

nyok találhatók, amelybe a csapágylehúzó szerszám karjai közvetlenül a szorosan

illesztett csapágygyűrűhöz csatlakoztathatók, ahogy ezt a 37. ábra is mutatja.

Az indukciós készülékeket elsősorban a hengergörgős csapágyak felzsugorított bel-

ső gyűrűinek lehúzásához használják. A felmelegedés gyors, így a gyűrűk könnyen

fellazulnak anélkül, hogy a tengely is felmelegedne.

A radiális hasítékokkal ellátott, könnyűfém melegítő gyűrűk használhatók henger-

görgős csapágyak váll nélküli, vagy egyvállas belső gyűrűinek kiszereléséhez. A

megfelelő gyűrűket elektromos hevítőlapon melegítik fel 200-300°C-ra, felhelyezik

a lehúzandó csapágygyűrűre és a fogantyúkkal megszorítják. Ha a tengelyen oldó-

dott a szoros illesztés, a két gyűrűt együtt lehúzzák. A túlmelegedés elkerülése ér-

dekében a melegítő gyűrűt a lehúzás után azonnal le kell venni a csapágygyűrűről.

49

Fej

ezet

: B

esze

relé

s, k

isze

relé

s

Kúpos furatú gördülőcsapágyak kiszerelése

Ha a csapágyak közvetlenül a tengely kúpos csapágyhelyére, vagy a szorítóhüvelyre

vannak felszerelve, akkor először a tengely-, vagy a szorítóhüvely-anya biztosítását

kell oldani. Ezután a csapágy és a hüvely közötti kötés pár kalapácsütéssel oldható.

A lehúzóhüvellyel rögzített csapágyak hornyos anyák segítségével szerelhetők ki.

Nagy csapágyaknál nagy erők szükségesek, ilyenkor nyomócsavaros hornyos

anyákkal ajánlatos kiszerelni a csapágyakat. Ebben az esetben a belső gyűrű és a

nyomócsavarok közé egy tárcsát kell helyezni annak érdekében, hogy a terhelés az

egész gyűrű kerületére hasson. Ilyen megoldást mutat a 38. ábra.

A nagy csapágyak kiszerelésének megkönnyítéséhez alkalmazzák a hidraulikus el-

járást. Az illesztési felületek közé olajat sajtolnak és az illesztett részek a felület

megsérülésének veszélye nélkül, csekély erőbefektetéssel eltolhatók egymáson. A

kúpos tengelyeket megfelelő olajcsatornákkal és bevezető furatokkal kell ellátni. A

nyomás előállításához olajinjektorok szükségesek. A nagy szorító- és

lehúzóhüvelyek már el vannak látva a megfelelő hornyokkal és furatokkal. Itt a

szükséges olajnyomást szivattyúval kell előállítani. Kúpos csapágyfurat esetében

csak az illesztési felületek közé kell olajat sajtolni. Mivel az illesztett kötés hirtelen

oldódik a csapágy, vagy a hüvely axiális elmozdulását anyával, vagy ütközővel kell

behatárolni.

37. ábra

38. ábra

50

Fej

ezet

: Ö

ssze

fogla

lás

ÖSSZEFOGLALÁS

A dolgozat a különféle csapágyak rendkívül szerteágazó tulajdonságait foglalja ösz-

sze. Ennek az összefoglaló anyagnak az volt a célja, hogy a későbbiek során ezeket

az összegyűjtött adatokat tovább rendszerezve egy olyan számítógépes szoftver

adatbázisának alapját nyújtsa, amely segítségével a csapágykiválasztás folyamata

számítógépi alkalmazás révén gyorsabbá, és hatékonyabbá tehető a tervező mérnök

számára. A későbbiek során kidolgozásra kerülő szoftver egyszerű számítások el-

végzését, továbbá a különböző alkalmazási feladatoknak megfelelően a csapágyki-

választás folyamatát segíti.

További feladatként mindenképpen figyelmet kell fordítani a már meglévő gép-

elemválasztó szoftverekre, hiszen napjainkban már számos ilyen eszköz segíti a

hatékony tervező munkát. Vannak, amelyek gépelemgyártó cégek honlapjain az

interneten is elérhetők. (Például a Gates szíjhajtásokkal foglalkozó cég.) Ezeknek a

szoftvereknek leginkább az a célja, hogy a felhasználó, vagyis a tervező mérnök, az

adott tervezési feladathoz megfelelő cikkszámú terméket kiválassza, természetesen

a cég termék-palettájáról választva.

A dolgozatban összefoglalt anyag pusztán az első lépés a tudományos munka kidol-

gozásához, mindamellett egy jelentős mérföldkő.

51

Fej

ezet

: Ir

odal

om

jegyzé

k

IRODALOMJEGYZÉK

[1] BEJZELMAN, R. D.-CIPKIN, B. V.: Gördülőcsapágyak, kézikönyv, Nehézipari

Könyv, és Folyóiratkiadó Vállalat, Budapest, 1953.

[2] MORRISON, D.: A gépészmérnöki tervezés tudománya, Műszaki Kiadó, Buda-

pest, 1973

[3] NAGY, G.: A csapágy fejlődéstörténete, Géptervezők és Termékfejlesztők XX.

Országos Szemináriuma, Miskolc, 2004. november 11-12.

[4] Szente, J.: Gördülőcsapágyak élettartam-számítása, Segédlet a Gépelemek cí-

mű tárgyhoz, elektronikus jegyzet, Miskolci Egyetem, 2007.

[5] Zsáry, Á.: Gépelemek I., ISBN 963 19 4585 5, Nemzeti Tankönyvkiadó, Bu-

dapest, 1999.

[6] NTN csapágykatalógus. Katalógusszám: 2200/H

[7] FAG Gördülőcsapágyak Főkatalógus. Katalógusszám: WL 41 520/2 HA. 1994.

[8] SKF Főkatalógus, Katalógusszám: 4000 H.

[9] NSK Gördülőcsapágyak katalógus. Katalógusszám: D1100/5. 1999.

[10] Internet információs hálózat