CS199548B2 - Lubrication method of bearing surface by self-supporting lubricant and equipment for execution of this method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu - mazání ložiskové - - plochy samonosným mazivem . obsahujícím - olej, umístěným ' v odstupu od mazané ložiskové plochy a spojeným s touto - plochou převáděcí drahou pro olej uvolněný z maziva, a - zařízení - -k provádění tohoto způsobu, a to za účelem prodloužení životnosti ložisek uvolňováním oleje Ze zásobníku maziva do ložiska podle potřeby.

V seskupeních, v nichž - - ' se jeden člen otáčí vůči druhému, závisí životnost dosedacích ploch’mezi nimi na obnovování maziva na dosedacích plochách, když je mazivo - zničeno nebo jiným způsobem ochuzeno. Při velkých zatíženích a vysokých rychlostech problém narůstá a je-li ložisko - trvale těsněno.nebo zásobník maziva je čas od času. doplňován,- je ekonomicky výhodná jednoduchá konstrukce, nevyžadující žádnou nebo vyžadující - jen - malou údržbu. - Vzdor tomu, žé životnost olejem - mazaných ložisek - je větSí než ložisek mazaných tuhými mazivy, má tuhé mazivo strukturální výhody, protože zůstává na místě a nepotřebuje mechanické vypouštění a zásobníkovou konstrukci spojenou s kapalnými mazivy, Náplň tuhého maziva je obvyklá, například pro ložiska kol automobilů, a maznice různých typů se osvědčují při - mazání - ložisek v těžkých fyzikálních podmínkách.

U nově utěsněného ložiska - je však - značné množství - tuhého maziva rychle - odstraněno z ložiska při počátečním zaběhávání. Velká část maziva se - tedy spotřebuje -a je nedostupná - pro znovuobnovení mazacího - filmu při - jeho zhoršení. Určitý stupeň zvýšení - životnosti mazání lze - najít v - udržení zásoby tuhého maziva v maznici, avšak je-li zásoba tuhého maziva pod tlakem - nebo roztavena proto, aby zatekla mezi dosedací - plochy ložiska, pak mýdlovitá struktura tuhého maziva, jakož - i - olej v - ní obsažený - vniknou do - ložiska a - mohou -dříve nebo později způsobit vzrůst tření v ložisku. - Stručně řečeno, - velmi pomalé dodávání maziva bez mýdlové složky - z omezené zásoby (ať již z jednorázové dávky maziva - u utěsněného- ložiska, nebo z pravidelně ' ' doplňované - dávky), požadované pro prodloužení životnosti ložiska, nebylo dosud realisováno při užití tuhého maziva, - ani olejové napájecí systémy neměly - . mechanickou jednoduchost - - zásobníků tuhého maziva.

Hlavním účelem vynálezu - je zajistit nepřetržité mazání ložiska uvolňováním oleje- z tuhého maziva· a tak prodloužit životnost ložiska.

Dalším účelem vynálezu je vytvořit systém ložiska s dávkou tuhého - maziva mimo dosedací plochy - ložiska, sloužící jako zá199548 sobník oleje uvolňovaného vlivem odstředivé síly.

Účelem vynálezu je také využití odstředivé síly hmoty tuhého maziva při otáčení ložiska ke shromažďování uvolněného mazacího · oleje · z · tuhého maziva pro - zásobení ložiskových ploch, aniž by došlo k tavení tuhého maziva nebo jiným způsobem k samovolnému přivádění tuhého maziva na ložiskové plochy.

Dalším účelem je zajištění účinného, spolehlivého a hospodárného využití tuhého maziva jako zásobníku mazacího · oleje pro _ dlouhodobou životnost mazání ložisek.

Způsob mazání podle vynálezu záleží v tom, že gelovité mazivo se umístí na celistvém nosném povrchu, · ze kterého vychází převáděcí dráha pro mazanou ložiskovou plochu a na kterém je podrobováno působení odstředivé síly takové velikosti, že v gelovitém mazivu vznikne smykové napětí . · .vyšší, než je smykové napětí potřebné pro uvolnění oleje z gelovité · struktury, avšak nižší než je mez kluzu gelovité struktury samotné.

Vynález se rovněž týká mazacího zařízení pro dodávání oleje na ložiskovou plochu mezi pevným členem a otáčivým členem ložiska k provádění tohoto způsobu; zařízení . . obsahuje . mazivo, upravené . v odstupu od mazané ložiskové plochy a spojené s ní prostřednictvím převáděcí dráhy pro olej z maziva uvolněný, · přičemž ’ podle vynálezu gelovité mazivo v podobě kroužku · je uloženo na celistvém nosném povrchu otáčejícím . se spolu s otáčivým členem a spojeným s mazanou ložiskovou plochou převáděcí drahou, přičemž celistvý nosný povrch je umístěn od. osy otáčení v radiální vzdálenosti · nejvýše rovné radiální vzdálenosti mazané ložiskové plochy od osy otáčení.

Podle výhodného provedení vynálezu je celistvý · nosný povrch pro gelovité mazivo umístěn na odstranitelném prstenci, neseném na otáčivém členu.

Podle dalšího provedení vynálezu je převáděcí dráha pro . olej uvolněný z gelovitého · maziva, která . vede od celistvého nosného povrchu . pro · gelovité mazivo. k mazané ložiskové ploše, tvořena povrchem otáčejícího se pouzdra přilehlým k mazané ložiskové ploše.

Podle jiného provedení vynálezu zahrnuje převáděcí dráha pro olej uvolněný z .gelovitého maziva, která vede od celistvého nosného povrchu pro gelovité mazivo k mazané ložiskové · ploše, povrchový úsek pevného ložiskového kroužku přilehlého k mazané ložiskové ploše a umístěného radiálně vně od nosného povrchu pro gelovité mazivo.

Celistvý nosný povrch pro gelovité · mazivo · je účelně vytvořen ve vnitřní dutině otáčivého hřídele a je spojen s převáděcí drahou pro olej přes kanály.

Podle dalšího provedení · vynálezu je celistvý nosný povrch pro gelovité mazivo částí klece, jednak vkladatelné do osového otvoru v otáčejícím se hřídeli, jednak nasadiťelné na hřídel.

Účelně je celistvý . nosný povrch propustný pro olej uvolněný z maziva.

Měření ukázala,. že obecně důležitou úlohu má nevratné uvolňování oleje, které se děje na smykovém rozhraní, když smykové namáhání je poněkud · menší než · namáhání tuhého maziva na mezi kluzu, má-li· olej odváděči kanál. Z tohoto fyzikálního hlediska se uvolňování oleje může jevit · podobně jako „slzení” tuhého maziva.

Tuhá maziva vhodná pro použití u způsobu a zařízení podle vynálezu mohou být definována jako gel, mající tyto vlastnosti:

(a) jeho kontinuální fází je mazací olej;

(b) chová se podle plastické reologie (tj. zákon energie tečení kapalin nad dosažením namáhání na mszi kluzu;

. (c) kontinuální fáze se uvolňuje z gelovité struktury vlivem smykového napětí menšího, než je namáhání na mezi kluzu. Jinak · řečeno, gelovitá hmota maziva, skládající se v podstatě z · pevné mýdelnaté struktury naplněné mazacím olejem, má být dostatečně · tuhá, aby zůstala· na místě za souhrnu podmínek teplotních a podmínek vytvořených odstředivými silami bez tavení nebo deformace. Pokud mýdelnatá struktura tuhého maziva nevnikne samovolně do ložiska, nemusí · být výběr omezen s ohledem · na účinek mýdelnatého zbytku v ložisku. Do té míry, jak jsou požadovány mazací přísady jako antloxldační činidla pro určité užití maziv, bude pojmem spíše olej než mýdelnatá struktura. Určení · · nebo měření meze kluzu při vzniklých teplotách nebo odstředivých sil a namáhání · při daných rychlostech nejsou užitečné· údaje pro určení tuhého maziva pro užití určitého, maziva.

Nejsnáze pozorovatelné ' · požadované podmínky související s uvolňováním pod mezí kluzu jsou takové, když dávka tuhého maziva · se ani nedeformuje ani · ·netaví při souhrnu různých podmínek v určité · soustavě a podle toho se volí teplota tavení a tuhost. Oblast · rozhraní tuhého maziva a pevné látky a množství · užitého tuhého maziva . je možno zvýšit, · aby byla zajištěna rychlost a doba uvolňování pro dané provozní podmínky. _

Příklad provedení zařízení je znázorněn na výkresech, kde znázorňuje obr. 1 val tuhého nebo gelovltého maziva na ploše · a síly · působící uvolňování oleje, obr. 2 příčný fez soupravou kuželíkových ložisek, obr. 3 detail z obr. 2, obr. 4 příčný řez soupravou kuličkového ložiska, obr. 5 zařízení podle vynálezu pro ložisko kola železničního · vozu, obr. 6 příčný řez upraveným ložiskem kola železničního vozu podle vynálezu, obr. ' 7 příčný řez částí · upravené ložiskové . soupravy a · obr. 8 příčný řez částí utěsněného kuličkového ložiska.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn val maziva jako zásobník· 'pro' vypouštění mazacího oleje. Pevná opěrná ploch 10 nese navršený val · 11 tuhého maziva. Tuhé . mazivo je pevné v běžném smyslu, tj. tvárné, ale má samonosnou strukturu. Povrch · pevné opěrné plochy 10, typicky kovový povrch, je pevný nebo · tuhý v běžném smyslu a může být i perforovaný. Jemné drátěné síto nebo filtr je tedy v tomto smyslu pevná opěrná plocha.

Je-li · val · 11 tuhého · maziva · jako celek urychlen · tak, · že · dá vznik síle ve · směru šipky 12 proti pevné · opěrné, ploše 10, pak reakce plochy 10 vytváří sílu opačného směru proti spodku válu 11 tuhého maziva. Val 11 tuhého maziva má tendenci ke zploštění a roztažení po opěrné ploše 10, kteréžto tendenci bude bráněno, pokud · nebude dosaženo meze kluzu. Šipky 13 směřující radiálně ven od válu 11 rovnoběžně s plochou 10 představují napětí v tahu, kterému odolává struktura tuhého maziva. Smykové namáhání na spodku válu 11, představované radiálně a směrem ven mířícími šipkami 14 tam, · kde má rozhraní s· pevnou opěrnou plochou 10, způsobuje uvolňování oleje ze struktury 'tuhého maziva. Tento' olej také vytéká ven· z rozhraní na okraji · válu 11, jak je naznačeno šipkou 15 nebo opěrnou · plochou 10, je-li tato ' plocha perforována; To je ono pomalé uvolňování oleje bez tečení samotného tuhého · maziva, které nastává před dosažením meze kluzu tuhého maziva. Tok oleje je nepřerušený, pokud se udržuje podkritické namáhání a olej zůstává v mýdelnaté struktuře.

Obr. ' 2 a · 3 se týkají praktického provedení zařízení u ložiskové soupravy · pro přední kolo 16 automobilu. U tohoto · provedení zařízení · podle vynálezu je osa 17 nehybná vzhledem k náboji 18 kola, který se otáčí okolo ní. Oddálená dvojice souprav kuželíkových. ložisek je použita tak, jak je u souprav pro přední kolo 16 běžné pro přizpůsobení jak váhy, tak 1 rozložení zatížení na · ose.

Vnitřní ložisko 19, blíže kulového čepu, je· · zpravidla větší, než je vnější ložisko 20. Každé ložisko má vnitřní kroužek 21 a vnější kroužek 22 se soupravou kuželíků 23 v kruhovém uspořádání mezi nimi. Náboj · 18 je vyvrtán na každém konci a opatřen koncovkami nebo opěrkami 24 a 25 pro usazení a · držení· opěrných kroužků ' ložiska.

Při běžném použití · je náboj dostatečně utěsněn, aby se· vytlačilo tuhé mazivo mezi plochy ložiska, třebaže mezi plochami zůstává jenom malé, ale zpočátku dostačující množství maziva během provozu. Těsnění a kryty nejsou nakresleny, ' ale je nutno upřesnit, že je vhodné zabránit mazivu nebo oleji ve vytékání ' nebo odkapávání na okolní příslušenství. V tomto případě je většinou nutné, aby se žádné unikající mazivo nedostalo do·· brzdového bubnu.

Co se týká · prostředků pro uvolňování oleje podle vynálezu, běžná ložisková · ' souprava má · odnímatelný mazací · kroužek nebo prstenec účelně vysoustružený z oceli, přiléhající k vnitřnímu konci každého ložiska náboje, přičemž jeden kroužek 26 je uložen proti vnitřnímu ložisku · 19 u osazení 24· a druhý kroužek 27 · je uložen proti vnějšímu ložisku 20 u · · osazení 25. Jak je · vidět na obr. 3, kroužek 27 jé pevně uložen do náboje · 18 tak, · že zůstane na místě, když se· náboj 18 bude otáčet. . V^í^itřní průměr kroužku 27 je· · dostatečně · veliký pro osu 17 ·a není v její těsné blízkosti. Funkce mazacího' kroužku 26, 27 spočívá v tom, že tvoří opěrnou plochu pro tuhé mazivo · a přenosovou . plochu · 28 pro olej, stojící proti ose . otáčení. Plocha 28 je v tomto případě rovná plocha kuželovitá nebo skloněná pod úhlem · . asi 45° k ose 17 tak, že její podstatná složka je rovnoběžná s osou 17. Největší průměr okraje 29 u přiléhající plochy kroužku 27 ložiska 20 je stejný nebo menší než vnitřní průměr přiléhajícího vnějšího ložiskového oběžného kroužku 22 tak,' že o.lej tekoucí · po ploše 28 může ' bez · překážek vnikat do ložiska. Nejmenší koncový průměr 30· může být u vnitřního průměru kroužku 27, ale zde je upravena svislá zadržovací stěna 31 (tj. v pravém ' úhlu k ose kroužku 27), vhodná pro naplnění tuhým· mazivem mezi nejmenším průměrem · opěrné plochy 28 a vnitřním průměrem kroužku 27.

Při použití se · na opěrnou plochu ' 28 nanese mazivo, tvořící prstenec 32 tuhého maziva. Zadržovací stěna 31 usnadňuje nanesení nebo naplnění plochy dostatečným množstvím tuhého maziva za vytvoření kruhového · válu. · Jenom kroužek 27, · a · nikoliv ložisko' 20 samo, · má být naplněn nebo' opětně plněn, stoupne-li potřeba maziva. ' Rotujeli náboj 18, pak · odstředivá síla prstence tuhého maziva · oproti opěrné ploše dá vznik pomalému, co do rychlosti odměřenému uvolňování oleje, jak bylo ' dříve · popsáno. Jelikož plocha 28 má také složku ve směru odstředivé síly, teče uvolněný olej radiálně ven a do vnějšího oběžného kroužku 27 ložiska 20. Jakmile olej nateče· na nosnou plochu, nabere se na rotující válečky a rozloží se na · nosné · plochy · oběžných kroužků. Toto uvolňování oleje pokračuje pomalu během provozu, čímž se udržuje 'olejový film v ložisku 20.

Struktura tuhého maziva, vzhledem k jeho adhesi· a úpravě · ve tvaru prstence, zůstává na místě. Kroužek nebo prstenec 26 pro tuhé mazivo · u vnitřního ložiska 19 je podobný, až na rozměry, a nese prstenec 33 tuhého' maziva, jehož funkce je stejná.

Je-li ložisko·· 19 prohlíženo v pravidelných obdobích, mohou být' prstence s takovým množstvím oleje, který zůstává uvnitř jejich konstrukce, odstraněny a nahrazeny novými prstenci tuhého maziva. Jelikož je takto zajištěn ' · stálý zdroj oleje, lze · prodloužit období prohlídek ložiska.

Podle obr. 4 může být ' ložisko náboje upraveno· i bez pomocných kroužků 27 a 28 ' za

19'9548 vytvoření opěrných ploch pro tuhé mazivo. Náboj 38 má vnitřní průměr větší na střední části, do níž poteče uvolněný olej, aniž zde jsou prstence nebo jiné uzavírací kroužky. ' Podle obr. 4 má ložisková souprava 35 rotující náboj 38 a nehybnou osu, mezi nimiž je vnitřní a vnější valivé , ložisko 38, popřípadě 39. Znázorněná ložiska jsou v tomto případě běžná kuličková ložiska, která mají vnitřní oběžné kroužky 41 uložené na ose a vnější oběžné kroužky 40, které jsou uloženy do otvorů v náboji 38, a kruhovou klec 42 pro ložiskové kuličky mezi vnitřním 41 a vnějším 40· oběžným kroužkem.

Vnější oběžný kroužek ' 40 vnějšího ložiska 38 je uložen ve vnitřním osazení 43 v ose, přičemž hloubka osazení 43 je buď stejná nebo o málo větší než šířka vnějšího kroužku '40. Vnitřní ložisko 39 je podobně usazeno v osazení 44. Vnitřní stěny náboje jsou zkoseny od obou osazení 43, 44 ložisek 38, 39 směrem k ose a tvoří tak patřičné opěrné plochy 45 a 48 pro tuhé mazivo. Zbylá střední roztečná plocha 47 uvnitř náboje 38 mezi plochami 45 a 48 sleduje obrys osy v určitém odstupu. Jelikož střední roztečné plochy 47 náboje 38 se nepoužívá ani jí není třeba pro uložení nánosu tuhého maziva a neslouží žádným užitečným účelům při shromažďování jakéhokoliv přebytečného oleje, ' který by jí protékal, je její obrys buď rovný ' jako na obr 4, nebo vypouklý směrem ' k ose otáčení. Prstence 43 a ' 49 tuhého maziva, nanesené na zkosených plochách, tvoří jako na obr. 2 uspořádání, kde olej uvolněný z dávky tuhého maziva vlivem odstředivé síly na opěrných plochách způsobí tok uvolněného oleje vlivem odstředivé síly do ložisek, jak bylo shora popsáno,

U některých uspořádání ložisek se otáčí hřídel a náboj nebo vnější přidržovací systém je nehybný. Běžné uspořádání ložiska tohoto typu pro kolo železničního vozu, s minimem ' konstrukčních změn pro uskutečnění vynálezu, je ' na obr. 5. V této ' ložiskové soupravě 50 je konec rotující osy 51 znázorněn současně S nehybnou ložiskovou skříní nebo krycí částí 52. Dvě sady proti sobě ležících kuželíkových ložisek 53 a 54 jsou neseny mezi společným vnitřním ' oběžným kroužkem 55 a společným vnějším oběžným kroužkem 58. Vzhledem k velkým nárokům jsou ložiska 53, 54 tohoto typu obvykle značně' naplněna tuhým mazivem, přičemž Je znázorněno těsnění 57 tuhého maziva. ' Podobně ' je znázorněno i koncové přidržovací víko 58, ' které je ' připevněno ke konci hřídele šrouby 59.

V ' místě naplnění ložiska tuhým mazivem je na střední roztečnou plochu 81 namontováno opěrné kruhové síto ' nebo klec 80, a to mezi obě soupravy kuželíkových ložisek 53, 54. Boční stěny kruhového síta 80 nesou válcové síto a tak vytvářejí uzavřený prostor pro tuhé mazivo. Vršek válcovitého síta, který je částí o největším průměru oddálenou od středního roztečného ' vnitřního kroužku 55 pomocí bočních kruhových ' ' sít, je také prostorově oddělen ' od nehybného centrálního ' distančního kroužku ' 82 ' . vnějšího oběžného kroužku 58, aby se zabránilo jakémukoliv tření s ním. Tento okraj klece 80 slouží jako pevná opěrná plocha pró ' tuhé mazivo uvnitř klece 80 a jeho odpor vůči odstředivé síle tuhého maziva během 'otáčení ' hřídele nebo osy způsobí uvolňování oleje. Síto klece 80 může být běžného ' standardu 0,β3 mm' nebo může být z plechu s malými vyvrtanými děrami. Kovového, síta se užívá, aby ' byla zajištěna opěrná plocha, díry nebo otvory pro unikání volněného oleje. Unikající kapičky oleje vytvoří ' most v mezeře nebo jsou vrženy odstředivou silou na nehybnou střední vnitřní plochu 82 vnitřního oběžného ' kroužku 55.

Jelikož vnitřní plochy 82 vnitřního oběžného kroužku 55 jsou obvykle válcové ' a osa otáčení je obvykle vodorovná, pak uvolněný olej má snahu téci směrem dolů 'ke dnu vnitřního oběžného kroužku 55, kde, ' pokud se nepohybuje ' na stranu mezi nosné . plochy, zatéká do obou souprav kuželíkových ' ložisek 53, 54. Do určité míry vzlíná ' olej po oběžném kroužku do ložisek i proti odstředivým silám. Olej je ' spodní částí kužélíků nabírán a rychle roznášen na nosné ' . plochy. Šipka 83 označuje směr toku oleje do ložisek.

Jiná obměna ložiska kola železničního vozu je znázorněna na obr . 8, kde ' ’ je osa samotná upravena tak, že umožňuje umístění opěrných ploch pro tuhé mazivo '' proti vlastní ose rotace.

V tomto ložisku 85 má rotující : 'osa 88 okolo sebe umístěny dvě sady kuželíkových ložisek 87 a 88, mající společný vnitřní kroužek 89 a společný vnější kroužek 70. Místo plnění ložiska 85 tuhým mazivem je osa vyvrtána a tvoří dutinu 71 pro tuhé ' mazivo, mající ' skloněné nebo kuželovité „ boční stěny 72, které se stýkají ' svými největšími průměry nebo vrcholí ve střední rovině 73 ložiskové soupravy mezi dvěma soupravami kuželíku ' 87, 88. ;

Rada radiálních děr vyvrtaných na určitých místech ' po obvodu hřídele ve střední rovině tvoří průchody 74 pro olej, ' spojené s dutinou 71. Odpovídající otvory 75 ve střední rovině vnitřního kroužku 89 '' doplňují ''. průchod 74 k prostoru mezi nosnými kroužky. Malá kruhová drážka 78 po ' obvodě osy spojující průchody 74 nahrazuje jejich jinak ' nutné spojení s otvory na ' oběžném kroužku 89.

Tuhé mazivo je naplněno do dutiny okolo bočních ' stěn 72, které tvoří opěrnou plochu, proti níž je dávka 77 ' tuhého maziva tlačena odstředivou silou, když se, 'hřídel otáčí. Otvory 74 tvoří únikovou cestu pro uvolněný olej kolem jejich ' vnitřních obvodových hran. Otvory 74 ' jsou malé, hlavně na vnitřní ploše hřídele, aby hmota maziva byla ' podepřena a nesmýkala se účinkem odstředivých sil.

Jak - Je- - zřejmo- ze - zařízení podle obr. 5, uvolněný alej - teče ' vlivem odstředivé síly do . prostoru - - mezi kroužky 69, 70 ložisek 87, 88 - a napříč- tímto prostorem na vnitřní povrch vnějšího kroužku 70. Olej na vnitřní stěně vnějšího oběžného kroužku 70 teče dolů -a rozbíhá se k čelním hranám protilehlých souprav kužélíků. - Proud uvolněného oleje bude menší u provedení podle obr. 5 pro dané množství maziva a - dané - otáčky hřídele, - protože opěrná plocha pro tuhé mazivo, - tvořená stěnou 72- dutiny, má- menší . poloměr než - opěrná - ' plocha- pro olej na klečovém sítu 60.

Možnost - - různé úpravy provedení - podle obr. 6 . podobně jako jiných provedení je odborníkům jasná. Například ložisko kola železničního - vozu podle obr. 6 - může být upraveno, - jak je - podrobně ukázáno na obr. 7, aby se dalo užít odnímatelné klece pro tuhé mazivo nebo - kroužku, - - kde - rotující hřídel 80' má- v ose otvor - 81, do jehož koňce je vsazena mazací - klec 82, podobně jako na obr. 5. Klec na tuhé mazivo má koncové - desky 83 prstencového tvaru, které jsou - uloženy - v otvoru 81, a - mezi nimi je opěrný - sítový válec- 84.- Sítový válec 84- má o něco menší průměr než otvor 81, aby se zamezilo zastavení toku uvolněného- oléje otvory síta.

Soustava radiálních otvorů 85 mezi válcovitou klecí a střední - rovinou - vnitřního ložiskového kroužku 86 - tvoří část - průchodu pro - olej. Obvodová drážka - 87 - a otvory 88 ve vnitřním ložiskovém kroužku 86 tvoří - - pokračování průchodu pro olej do prostoru mezi ložiskovými kroužky. Olej - uvolněný z dávky 89 maziva naplněného - do klece 82 vytéká - na nosné plochy, - jak bylo dříve - popsáno.

Je nutno dodat,' že - v předchozích příkladech, -kdy uvolněný o.lej - dosahuje - pevné plochy spojené - s pevnou nosnou plochou, má tíže vždycky možnost zavést - uvolněný olej na hranu aktivní nosné plochy, kde je . zachycen a rozdělen mezi vzájemně se pohybující plochy. Není nutné, aby olej vnikal do - ložiska - všude po jeho obvodu. Užití kruhového prstence tuhého maziva místo mimostřední dávky segmentového tvaru - není pro mazání nutné, - avšak větší účinné - smykové namáhání v této - oblasti utvořené pro uvolňování oleje, stejně jako větší - účinná zásoba- takto provedená mluví spíše pro použití -výhodnějšího kruhového prsfence tuhého - - maziva. Je' jednodušší použít běžného úhlově souměrného uspořádání ložiskových souprav pro·'- vzájemně se otáčející části - pro využití všech výhod.

Jak již- bylo řečeno, smykové namáhání, při - němž vzniká užitečné uvolňování oleje, naštává - vlivem- odstředivých - - sil, které nejsou - dostatečně - velké, aby způsobily v dávce tuhého mazadla kluž a deformaci, ale jsou- mnohem - větší než působení tíhy na tuhé mazivo.

Podle téže zákonitosti je - uvolněný - olej na- rotující ploše podroben odstředivému ta - - .

zrychlení, - které se projevuje - zvyšováním toku - oleje na plochách o - zvětšeném - průměru (tj. větší vzdálenost od - osy rotace) směrem „dolů” bez - ohledu - na vertikální- orientaci opěrné plochy.

Olej - dopravený k nehybnému- oběžnému kroužku u soupravy - , s rotujícím hřídelem, jak - je nakresleno - na - obr. 5, 6 - nebo 7, není podroben -odstředivé - síle, avšak- pokud je · nutný tok - směrem - dolů - způsobený- gravítací, je možný, neboť odstředivá - síla dopravila -olej - nahoru vzhledem ke gravitačnímu poli nejméně na části - obvodu ložiska.

V tomto smyslu je - důležité, že - tatáž síla, která působí uvolňování oleje a - působí na uvolněný olej, vyvolává i nepřerušenou cestu proudu oleje - na vzájemně- se- pohybující - nosné plochy, kde - je olej rozmisťován jako- - film ' maziva.

Pro oba případy, jak - pro ložiskovou soupravu rotujícího hřídele, tak i pro - rotující náboje, bylo ukázáno, že jak vodorovné uspořádání - osy rotace, tak ' - i _ - - odchylky - - od něho nenaruší souvislost cesty- pro tok uvolněného - oleje. Pro typ - ložiska instalovaného tak, že - rotující hřídel Je svislý, není zapotřebí- úpravy- - jediného - prstence - - nebo- klece tuhého - - maziva pro rozdělování oleje do- , ložiska' nad prstencem a pod - ním. -U těchto úprav, - kdy je hřídel' - svislý, může být -prstenec nebo klec - s tuhým mazivem - - umístěn nad - kteroukoliv ložiskovou - soupravou, - Jež má být mazána. V neobvyklých podmínkách, když je hřídel v provozu ' po - dlouhých - časových- úsecích- a pod určitým úhlem, může ·' být prstenec nebo - klec na - tuhé - ' mazivo umístěna - na obou stranách každé ložiskové · soupravy pro- co největší zajištění dlouhodobé životnosti mazání.

Aby bylo možno prokázat nadřazenost - výše popsaného systému, byly - konány zkoušky I — - V při malé zátěži, ale při vysokých teplotách.

Náboj - kola ve vnější radiální poloze- - je naplněn -tuhým· - - mazivem- ' na - normální- úroveň s nosnými kroužky. Normální -dávka pro zkoušku na unikání Je - 90 - gramů - . maziva. Dva gramy jsou - použity k naplnění malého vnějšího, ložiska 22- ' a tři gramy na plnění velkého vnitřního ložiska·- 21. Zbytek je - použit pro - vyplnění vnitřní dutiny - náboje prakticky do úrovně kroužků. Tento - soubor ná- · boje - 31 se potom otáčí - ve - vytápěné - skříni . při teplotě - 105 °C - a -660 + 30 - ot/min - po dobu šesti hodin, únik tuhého - maziva - nebo . oleje nebo - obojího se potom měří. Dobrá mazací praxe- pro automobilní ložiska (včetně nákladních·) vyžaduje pouhé pokrytí - vřetena a vnitřku náboje - tenkou - vrstvou tuhého maziva jako prstence - proti rezavění. V praxi by naplnění . - ložiska 90 gramy tuhého - maziva - mohlo -způsobit vznik - nadměrné- teploty a únik maziva do - brzd.

V dalším příkladu byla testována ložisková souprava pro kolo- - podle obr. 2, ale - bylo pozorováno - jenom malé vnější ložisko.- Vnitřní ložisko bylo - stále - mazáno, -aby se- zabrá199548 li nilo ovlivňování vnějšího ložiska při zkoušce a - pozorování.

Přikladl

Ve zkušebním zařízení bylo namontováno vnější ložisko- podle obr. 2, ale bez opěrného prstence tuhého maziva a zcela suché - (bez mazání] a - zkušební zařízení běželo při 113 stupních Celsia teploty vřetena a při 680 otáčkách za minutu. Vnější ložisko selhalo za jednu hodinu - padesát minut, což se projevilo -hlukem a třením (opotřebení - okysličením) na koncích kuželíků- a na vřetenu nesoucím kuželovitý běžný kroužek. Krátká životnost při - nedostatku mazání se' dala očekávat přes to', že ložisko bylo jenom málo zatíženo, a tento test jenom potvrdil očekávání.

P ř í k 1 a d 2

Ložisko bylo ponořeno - do roztoku 95 - objemových % hexanu a 5 objemových θ/o oleje, čištěného rozpouštědlem,, o viskozitě

35,3 cSt při teplotě 40 °C. Ložisko bylo ponecháno, aby vyschlo (tj. - aby se hexan vypařil) - a zůstal zcela suchý olejovitý film na plochách ložiska. Zařízení bylo smontováno a běželo -pří teplotě 113 °C. Po šesti hodinách provozu vznikl značný hluk. -Po odstranění ložiska bylo zjištěno poškození třením, způsobené přítomností červených kysličníků železa na koncích kuželíků s oxidovaným olejovým filmem, což se poznalo z přítomnosti tmavých hnědých - skvrn, Tento test tedy potvrdil to, co bylo možno očekávat, že velmi tenký olejový film maže kluzné plochy dobře při malých zatíženích, ale jenom po jistou dobu.

Příklad 3 , „

Vnější - ložisko - - bylo - naplněno jedním gramem tuhého maziva. Použité - mazivo bylo mnohoúčelové tuhé mazivo llthiumhydroxystearát. Po 72 hodinách provozu při 113 ⁹C a 660 otáčkách za minutu začalo - ložisko hlučet. Test byl přerušen a ložisko prohlédnuto. - Nezbylo - žádné tuhé mazivo, ložisko - se zdálo suché. Nebyly patrny žádné změny poukazující - na poškození. V pokusu - bylo pokračováno a po 245 hodinách ložisko zcela selhalo. Při selhání byl vnitřní oběžný kroužek značně rýhovaný, broušený.povrch byl - opotřebovaný, části povrchu naběhlé do modra. Delší životnost než u příkladu 2 nelze přisoudit nadřazenosti tuhého - maziva před olejem, ale spíše faktu, že . -přebytek tuhého maziva vytlačený na konce oběžných kroužků po rozběhu zůstal jako zdroj mazání užitelným vlivem tavení a styku s nosnými plochami/ Příkladě ,

Zkouška byla provedena stejně jako v pří12 kladu- 2- s - tenkým filmem - oleje - na - vnějším ložisku. - - - Navíc byl - kovový opěrný prsténec tuhého - maziva, opatřený - uvolňovací - opěrnou plochou, skloněnou pod úhlem 15° - od osy- rotace (viz -obr. - 2 a - 3), uspořádán - v náboji těsně - za - vnějším - nosným kroužkem. Poloměr uvolňovací plochy byl asi 13 až . 15 milimetrů. - Kus téhož tuhého maziva použitého- v - - - příkladu - 3 - (v celkovém ' množství jednoho gramu] byl uložen - jako souvislý prstenec na skloněné opěrné ploše. Při 660 otáčkách za minutu byla - vypočítána - síla reakce uvolňující opěrné plochy proti odstředivé síle asi 2 x 10~2 N/cm2. Žádné tuhémazivo nebylo ve styku s jakoukoli nosnou plochou. Tuhé mazivo obsahovalo červené barvivo, usnadňující pozorování uvolňujícího se oleje. Pokus byl započat - při 113 °C. Po třech hodinách byl přerušen a - . bylo pozorováno, - že prstenec - maziva zachoval - - - tvar, umístění a vzezření, ale uvolnil červeně zbarvený olej, který tekl - na vnější nosný kroužek. .··-

Test - pokračoval - po dobu 60 - hodin, v. - kteréžto době - bylo ložisko- stále mazáno z- tuhého maziva. Nebylo zjištěno opotřebení třením nebo okysličením. Pokus - byl přerušen, jelikož se při - kontrole zřejmě objevilo, že není dostatečný důvod k selhání - v - - přiměřeném časovém rozmezí.

Příklad 5 '

V - tomto pokusu bylo použito kovového opěrného kroužku pro mazivo, - ale vnější ložisko bylo namontováno - suché -a bez - mazání. - Na skloněnou -plochu opěrného kroužku byl nanesen jeden gram tuhého maziva jako v - příkladu 4. Tuhé mazivo bylo- totéž - jako -v příkladech 3 a 4. Zařízení běželo za -teploty 113 °C a 660 otáčkách za 'minutu. - Po 24 - hodinách byl pokus -přerušen - a ložisko prohlédnuto. Ložisko nebylo již suché, nýbrž - bylo -namázáno. Po - 245 hodinách byl pokus - zastaven .Až do této doby nevznikl žádný hluk v ložisku, ložisko bylo stále mazáno - - a - nebyly pozorovány žádné - známky zhoršení jeho -stavu při pozorování pod mikroskopem s -dvacetinásobným -zvětšením. Samotný - - .prstenec maziva - si - zachoval velikost, tvar - a umístění - a -jevil se - jako - nedotčený. - Objevilo se - - určité - zabarvení - na kroužku, ale - to se jevilo spíše- jako výsledek Oxidace tuhého maziva, a - nikoliv opotřebení ložiska.

Pokus - ukázal, jak se - očekávalo, že suché ložisko - má velmi omezenou životnost - v - provozu (příklad - 1), že- v ložisku - je - ve skutečnosti zapotřebí jen velmi malého - množství maziva (příklad 2) a že mazivem plněné ložisko - poběží delší, dobu - než ložisko - -bez nadbytečného mazání (příklad 3]. U - ložiska s tenkým počátečním filmem - oleje - a prstencem tuhého maziva na uvolňovací - opěrné ploše podle vynálezu je olej - - uvolňován --z prstence tak, jak pokus postupuje, a - doplňuje původní mazný - film a ložisko nejeví účinky opotřebení po delším chodu (příklad 4). Navíc - je mechanismus uvolňování ¹³ oleje podle vynálezu zřejmě nikoliv pouze podporující nebo bezpečnostní činitel pro počáteční stav s. mazacím filmem nebo naplněním, jelikož ložisko může být spuštěno suché s prstencem tuhého maziva na opěrné uvolňovací ploše a ponecháno v provozu po dlouhé časové úseky bez zaznamenání opotřebení (příklad 5). Toto ostře kontrastuje s příkladem 3, kde totéž množství tuhého maziva (jeden gram) bylo naplněno přímo do ložiska a způsobilo hlučení ložiska po pouhých 72 hodinách provozu a úplné selhání po 245 hodinách provozu.

Vzhledem к uvedeným příkladům může být konstatováno, že výhod způsobu podle vynálezu může být dosaženo jak u stávajících ložiskových konstrukcí, upravených podle vynálezu jednoduchým opěrným kroužkem tuhého maziva, jak je zakresleno na obr. 2, nebo v ložiskových konstrukcích hned zpočátku upravených a vyrobených tak, aby skýtaly možnost dlouhodobého mazání, jak je zakresleno na obr. 3. Je možno konstatovat i bez předvedení pokusu, že ložiska pro kola železničních vozů mohou být mazána v daleko delších časových úsecích a se sníženíin vs vyhřívacích komorách v úpravnách, jak byly popsány ,na obr. 5 a 6. Je patrno i to, že zatím co zde bylo užito termínů „hřídel” a „náboj” jako příkladů pro ložiskovou soupravu, v níž jeden z členů je otočný vzhledem к druhému nehybnému, ať již vnějšímu nebo vnitřnímu, nebylo naším úmyslem vyloučit příslušenství statoru nebo rotoru ložiska popisované funkčně ekvivalentními termíny, jako „osa” a „opěrné ložisko”, „vřeteno”, „pouzdro”, „ložiskový čep” a „skříň” apod.

Vynález poskytuje několik důležitých výhod spojených s užitím zdroje tuhého maziva jako zásobníku oleje pro uvolňování

Claims (8)

1. Způsob mazání ložiskové plochy samonosným mazivem obsahujícím olej a umístěným v odstupu od mazané ložiskové plochy a spojeným s touto plochou prostřednictvím převáděcí dráhy pro olej uvolněný z maziva, vyznačující se tím, že gelovité mazivo se umístí na celistvém nosném povrchu, na kterém je podrobováno působení odstředivé síly takové velikosti, že v geloviťém mazivu vznikne smykové napětí vyšší, než je smykové napětí potřebné pro uvolnění oleje z gelovité struktury, avšak nižší, než je mez kluzu gelovité struktury samotné.

2. Mazací zařízení pro dodávání oleje na ložiskovou plochu mezi pevným členem a otáčivým členem ložiska к provádění způsobu podle bodu 1, obsahující gelovité mazivo, umístěné v odstupu od mazané ložiskové plochy a spojené s ní prostřednictvím převáděcí dráhy pro olej, z maziva uvolně- >

oleje mimo nosné plochy ložiska, nebo také jako rezervý, která má být zavedena buď jako rozpuštěné, nebo roztavené tuhé mazivo mezi nosné plochy ložiska. Zachovává výhodu tuhého maziva nad tekutým mazivem a přesto zásobuje ložisko souvislým olejovým filmem, čímž se silně snižuje teplo, které vzniká v ložisku během počátečního zabíhání, když ložisko silně vypuzuje tuhé mazivo ven a ponechává si jenom malý zbytek oleje. Vynález také výrazně snižuje celkovou dávku tuhého maziva, požadovanou pro vyhovující mazání ložiskové soupravy, jelikož jediné tuhé mazivo užité například v ložisku kola železničního vozu (viz obr. 5) je mazivo obsažené v kleci 75, zatímco normálně je celý prostor mezi vnějším a vnitřním oběžným kroužkem naplněn tuhým mazivem.

Na obr. 8 je znázorněna část utěsněného kuličkovéhó ložiska podle vynálezu. Vnitřní kroužek 100 je nasazen na hřídel 101. Vnější kroužek 102 drží sadu kuliček 103. Zadržovací kroužek pro mazání nebo těsnění 104 je pevně spojen v místě 105 s vnitřním kroužkem 100, který se otáčí. Na nehybném kroužku 102 je upraven náběh 106. Zakřivená část 107 těsnění 104 působí dopravu uvolněného oleje na náběh 106.

Za provozu, když se hřídel 101 otáčí, otáčí se i vnitřní kroužek 100 a těsnění 104. Tuhé mazivo na uvedeném těsnění uvolní olej a dopraví je к náběhu 106 a do krouž. ku ložiska. Je-li hřídel 101 nehybný, pak těsnění 104 bude připojeno na vnější kroužek 102 a náběh 106 bude upraven na vnitřním kroužku. V každém případě se smykové namáhání vytváří na průsečíku těsnění 104 a zakřivené části 107.

Vynález není omezen na popsaná a znázorněná provedení.

v-v N A L E Z U ný, vyznačující se tím, že gelovité mazivo v podobě kroužku (32, 33) je upraveno na celistvém nosném povrchu (28; 45; 46; 60; 72; 84; 104, 107), otočném spolu s otáčivým členem (18; 36; 51; 66; 80; 101) a spojeném s mazanou ložiskovou plochou (22; 40; 56; 70; 102) převáděcí drahou (62; 74; 75; 76; 85; 87; 88; 106), přičemž celistvý nosný povrch (28; 45; 46; 60; 72; 84; 104; 107) je umístěn od osy otáčení v radiální vzdálenosti nejvýše rovné radiální vzdálenosti mazané ložiskové plochy od osy otáčení ložiska.

3. Mazací zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že celistvý nosný povrch (28) pro gelovité mazivo je umístěn na prstenci (26, 27) odnímatelně upraveném na otáčivém členu (18).

4. Mazací zařízení podle bodů 2 a 3, vyznačující se tím, že převáděcí dráha (62, 74, 75) pro olej, která vede od celistvého nosného povrchu (28, 45, 46) pro gelovité mazivo к mazané ložiskové ploše (22; 40), je tvořena povrchem otáčejícího se pouzdra (18, 36) přilehlým к mazané ložiskové ploše.

5. Mazací zařízení podle bodů 2 až 4, vyznačující se tím, že převáděcí dráha (78, 85, 87, 88, 106) pro olej, která vede od nosného povrchu (60, 72, 84, 104, 107) pro gelovlté mazivo к mazané ložiskové ploše (56, 70, 102), zahrnuje povrchový úsek (62, 106) pevného ložiskového kroužku (52) přilehlého к mazané ložiskové ploše a umístěného radiálně vně od nosného povrchu (60, 72, 84, 104, 107) pro gelovité mazivo.

6. Mazací zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, že celistvý nosný povrch (72, 84) pro gelovité mazivo je vytvořen ve vnitřní dutině (71, 81) otáčivého hřídele (66, 80) a je spojen s převáděcí drahou (85, 87) pro oléj přes kanály (74, 76, 85, 87).

7. Mazací zařízení podle.bodu 5 nebo 6, vyznačující se tím, že celistvý nosný povrch (84) pro gelovité mazivo je částí klece (82, 60), jednak vkladatelné do osového otvoru (81) v otáčejícím se hřídeli (85), jednak nasaditelné na hřídel (51).

8. Mazací zařízení podle bodu 6 nebo 7, vyznačující se tím, že celistvý nosný povrch (60, 84) je propustný pro olej uvolněný z maziva.