rozdzial 10.pdf

Rozdział X: Smarowanie prowadnic ślizgowych

Rozdział X

SMAROWANIE

PROWADNIC

ŚLIZGOWYCH

10.1 Połączenia prowadnicowe

wadnik tworzą zespół zwany połączeniem prowadnicowym. W po-

łączeniu tym prowadnica jest najczęściej elementem nieruchomym,

służącym do prowadzenia prowadnika po określonym torze lub

utrzymania go w określonym położeniu. Powierzchnie prowadnicy

i prowadnika, są odpowiednio zwane torem prowadzącym prowad-

nicy i torem prowadnika. Zazwyczaj tor prowadzący prowadnicy jest

dłuższy od toru prowadnika, zwłaszcza gdy prowadnik porusza się

Połączenia prowadnicowe, zwane również zespołami prowadni-

cowymi, są to części maszyn umożliwiające wzajemny ruch w okre-

ślonym kierunku zespołów lub części maszyn, lub ich utrzymanie

w stałym położeniu. Podstawowymi elementami połączenia pro-

wadnicowego jest prowadnica, nadająca kierunek ruchu i porusza-

jący się po niej prowadnik. Połączenia prowadnico-

we znajdują szerokie zastosowanie w maszynach,

środkach transportu, broni, urządzeniach pomia-

rowych i wielu innych urządzeniach technicznych.

W większości przypadków połączenia prowadni-

cowe wymagają smarowania, w celu zmniejszenia

oporów tarcia między prowadnicą i prowadnikiem

oraz zapewnienia płynności ruchu.

Wyróżnia się połączenia prowadnicowe: spo-

czynkowe i ruchowe. Wśród połączeń prowadnico-

wych spoczynkowych wyróżnia się:

q połączenia stałe, gdy prowadnik nie zmienia

położenia względem prowadnicy w czasie użyt-

kowania zespołu,

q połączenia przestawne, gdy prowadnik może

być przemieszczany podczas przerw w pracy

maszyny.

Wśród połączeń prowadnicowych ruchowych, w których prowad-

nik porusza się podczas pracy maszyny, wyróżnia się połączenia:

q ślizgowe (prowadnice ślizgowe),

q toczne, w których prowadnik porusza się względem prowadnicy

po elementach tocznych.

Ponadto, ze względu na możliwości regulacji wyróżnia się urzą-

dzenia prowadnicowe nastawne i nienastawne.

Podstawowy podział połączeń prowadnicowych przedstawia

rys. 10.1.

W celu zmniejszenia tarcia między prowadnicą

i prowadnikiem oraz zmniejszenia zużycia torów

prowadzących, prowadnice są smarowane smarami

plastycznymi lub olejami smarnymi. Doprowadze-

nie środka smarnego najczęściej jest realizowane

poprzez różnego kształtu rowki smarownicze (rys.

10.2), znajdujące się w prowadniku lub prowadnicy.

Szczególnym rodzajem połączeń prowadnico-

wych są prowadnice ślizgowe. Są to wyróżnione

mechanizmy (części konstrukcyjne maszyn) umożli-

wiające ciągły, względny ruch innej części maszyny

(prowadnika). Prowadnica ślizgowa ma na celu

zapewnienie prowadnikowi określonego położenia

lub wymaganych zmian jego położenia, w prze-

strzeni roboczej maszyny. Prowadnikami są wodziki,

suwaki, kamienie ślizgowe i inne. Prowadnica i pro-

10.1 Podstawowy podział połączeń prowadnicowych

10.2 Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych rowków smarowniczych połączeń

prowadnicowych

10.3 Podstawowy podział prowadnic ślizgowych

po prowadnicy. W szczegól-

nych przypadkach połącze-

nie prowadnicowe może się

składać z dwóch prowadnic

ruchowych o jednakowej

długości, wzajemnie się

prowadzących.

W zależności od

wzdłużnego kształtu toru

rozróżnia się: prowadnice

prostoliniowe i kołowe

(obrotowe), a w zależności

od poprzecznego zarysu

toru: płaskie i przestrzenne.

Prowadnice przestrzenne

są dzielone na zewnętrzne,

obejmujące prowadnik

i wewnętrzne, obejmowa-

ne przez prowadnik.

10.6 Przebieg zmian zjawiska „stick-slip”

F – nacisk, H – wysokość pierwszego piku, [mm], t – czas trwania zjawiska „stick-

slip”, [sekundy]

10.4 Przykłady kształtów

prowadnic ślizgowych

niach występujących podczas powolnego przesuwania się dwóch

gładkich, przywierających do siebie powierzchni, np. podczas

przesuwania prowadnika po prowadnicy. Im większy nacisk, tym

intensywniejsze sczepianie ślizgających się po sobie powierzchni.

Zjawisko to określane jest z angielska jako „stick-slip”. Co bezpo-

średnio można przetłumaczyć jako: „zlepienie-poślizg”, w termi-

nologii polskiej są to drgania cierne. Nierównomierność przesuwu

prowadnika po prowadnicy, może mieć niekorzystne skutki dla

gładkości i precyzji obrabianych powierzchni.

Mechanizm zjawiska „stick-slip” nie jest jednoznacznie wy-

jaśniony. Prawdopodobnie polega on na oddziaływaniu sił van

der Waalsa 1 . Zjawisko „stick-slip” może również być powodowane

wydzielaniem się z oleju lub innej substancji, mającej kontakt

z współpracującymi powierzchniami, np. lepkich, żywicowatych

substancji, przeciwdziałających płynnemu (na ogół powolnemu),

wzajemnemu przemieszczaniu się współpracujących powierzch-

ni, a niekiedy wręcz ich zlepieniu. Zjawisko „stick-slip” występuje

również w innych przypadkach smarowania skojarzeń trących,

np. w analogowych mechanicznych układach przetwarzania

danych.

Przeciwdziałanie zjawisku „stick-slip” wymaga stosowania ole-

jów zawierających specjalne dodatki (dodatki anty stick-slip). Są

to substancje polarne, silnie przywierające do cząsteczek i atomów

znajdujących się na powierzchni. Skutki zjawiska „stick-slip” obra-

10.5 Przykład rozwiązania układu smarowania (typu knotowego) prowadnicy

ślizgowej

1 – prowadnica, 2 – prowadnik, 3 – olej, 4 – knot, 5 – kanałki w prowadniku,

6 – rowki smarownicze w prowadnicy

Ponadto w prowadnicach wewnętrznych, w zależności od kształtu

połączenia prowadnicy i prowadnika, wyróżnia się prowadnice: row-

kowe, wodzidłowe i otworowe, a w prowadnicach wewnętrznych:

wypustowe, wodzikowe oraz drążkowe.

Podstawowy podział prowadnic śli-

zgowych przedstawia rys. 10.3, natomiast

przykłady kształtów prowadnic ślizgo-

wych, przedstawia rys. 10.4.

Niektóre prowadnice ślizgowe mają

pokrycia współpracujących powierzchni

wykonane z tworzyw sztucznych. W takim

przypadku jest wymagane smarowanie

specjalnie do tego celu dostosowanymi

olejami.

Przykład rozwiązania konstrukcyjnego

knotowego układu smarowania prowad-

nicy ślizgowej, przedstawia rys. 10.5.

10.2 Środki smarne do

prowadnic ślizgowych

Olejom do smarowania prowadnic

ślizgowych są stawiane specjalne wyma-

gania. W urządzeniach tych może mieć

miejsce zjawisko, polegające na drga-

10.7 Ogólny widok staticinimetru – przyrządu do badania olejów pod kątem zapobiegania zjawisku „stick-slip”

1 – prowadnica testowa, 2 – prowadnik testowy, 3 – obciążnik, 4 – ramię dźwigni, 5 – złącze kompensacyjne, 6 – jed-

nostka wzbudzająca, 7 – przetwornik elektryczny, 8 – komparator zegarowy, 9 – testowany olej

2 X

Rozdział X: Smarowanie prowadnic ślizgowych

10.8 Zasada działania staticinimetru

a – zespół badawczy, b – schemat działania, 1 – prowadnica testowa, 2 – prowadnik testo-

wy, 5 – złącze kompensacyjne, 6 – jednostka wzbudzająca, 7 – przetwornik elektryczny, 9

– testowany olej

Jakość olejów do prowadnic ślizgowych

pod kątem zapobiegania zjawisku „stick-

slip” jest kontrolowana przy użyciu przy-

rządu, modelującego rzeczywiste warunki

zjawiska, zwanego stacinimetrem. Ogólny

widok stacinimetru, przedstawiono na rys.

10.7, natomiast zasadę jego działania obra-

zuje rys. 10.8.

W przyrządzie tym element badawczy

(rys. 10.8a) składa się z prowadnicy testowej

1, smarowanej badanym olejem i prowad-

nika testowego 2, przesuwającego się po

prowadnicy pod naciskiem F, wytwarzanym

przez ciężarek 3 osadzonym na ramieniu dźwigni 4. Prowad-

nik, poprzez złącze kompensacyjne 5, jest przemieszczany

jednostką napędzającą 6, z prędkością V. Drgania prowadnika,

poprzez przetwornik elektryczny 7 są przenoszone na kompa-

rator zegarowy 8 i rejestrowane na taśmie, w postaci zależności

prędkości przesuwu od czasu przesuwu, jak to przedstawiono

na rys. 10.9.

W prowadzonym teście, olej wykazujący tendencję do

powodowania zjawiska „stick-slip”, charakteryzuje się linią „zę-

batą” (rys. 10.9a), podczas gdy olej mający dobre właściwości

w tym zakresie, daje linię w miarę gładką (rys. 10.9b).

Do smarowania prowadnic ślizgowych są stosowane

rainowane oleje mineralne, a w szczególnych przypadkach

syntetyczne (estrowe lub poliglikolowe) oraz roślinne, klasy

jakościowej ISO-L-G, o lepkości VG 68.... VG 220, w przypadku

bardzo obciążonych prowadnic VG 320. Im większe obcią-

żenie prowadnicy i im wyższa temperatura jej pracy, tym lepkość

oleju powinna być większa. Odrębne gatunki olejów są stosowane

do urządzeń prowadnicowych wykonanych z metalu oraz z two-

rzyw sztucznych. Oleje do smarowania prowadnic ślizgowych nie

powinny powodować zjawiska „stick-slip”.

10.9 Efekty zjawiska „stick-slip” – prędkość przesuwu ślizgających się powierzchni

smarowanych

a – olejem nie wykazującym przeciwdziałania zjawisku, b – olejem o dobrych

właściwościach przeciwdziałających zjawisku

zuje wykres zależności siły tarcia F , od czasu przesuwania t , przed-

stawiony na rys. 10.6. Na wykresie tym, przedział czasu, w którym

wystąpiło zjawisko „stick-slip”, oznaczono jako t s . Wartością charak-

teryzującą olej, pod tym względem, jest wysokość najwyższego

piku H oraz czas trwania zjawiska.

Zjawisko „stick-slip” szczególnie niekorzystne skutki wywołuje

w przypadku precyzyjnych obrabiarek, przeznaczonych do prac

szczególnie dokładnych, od których wymaga się dokładności usta-

wienia zespołów roboczych rzędu 1 mikrometra.

1 Siły van der Waalsa - oddziaływania międzycząsteczkowe - siły przyciągające,

których wielkość szybko maleje wraz z odległością.

NOTATKI

4 X

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: