Ugradnja i održavanje ležajeva

Od najvećeg značaja je čistoća i stručnost. To podrazumeva brižljivu pripremu svih elemenata za ugradnju i primenu odgovarajućih postupaka i alata. Ovde će biti date opšte smernice a posebnosti (za Y ležaje) su date u tekstu ispred odgovarajućih tabela. Pravilo je da sile ugradnje i skidanja ne treba da se prenose preko kotrljajnih tela i staza.

Priprema za ugradnju
Ugradnju (postavljanje) ležaja treba obavljati u suvom prostoru bez prašine. Radni prostor ne sme da bude u blizini mašina koje stvaraju strugotinu ili prašinu. Pre početka ugradnje treba pripremiti sve potrebne delove i alate te dobro razumeti i razjasniti sam postupak. Sve delove uležištenja (kućišta, vratilo itd.) brižljivo očistiti, ukloniti eventualno preostale oštre i povrnute ivice, ostatke peska na livenim elementima i sl. Proveriti tačnost mera i oblika svih ugradnih elemenata koji dolaze u dodir sa ležajem. Ležaj raspakovati neposredno pre montaže. FKL fabričku antikorozivnu zaštitu ne treba uklanjati a pogotovo ne treba prati zatvorene ležaje napunjene mašću, već samo obrisati površine otvora i plašta.

Ugradnja ležaja sa cilindričnim otvorima
Kod nerastavljivih ležaja se prvo postavlja prsten koji ima čvrsto naleganje. Dosedne površine na vratilu (ili kućištu) prvo lako nauljiti. Ako naleganje nije tesno, a ležaj je manji, utisnuti ga na mesto lakim udarima čekića preko čaure za ugradnju, koja ima odgovarajuće mere. Najbolje je da je čaura sa kapom (a). Tako se ležaj (prsten) neće zakositi. Ako se nerastavljivi ležaj ugrađuje istovremeno na vratilo i u kućište, između ležaja i čaure treba postaviti međuploču (b),(c) koja će ravnomerno, preko čela, potiskivati oba prstena na mesto ugradnje.
Kod ugradnje rastavljivih ležaja, jednostavno se ugrađuje jedan pa drugi prsten. Međutim, kod sastavljanja treba paziti da se ne oštete staze. To se postiže pomoćnom čaurom (d) čija mera je jednaka meri staze, ali u toleranciji d10, (mere staza za rastavljive valjkaste i igličaste ležaje vidi u tabeli ležaja).
Veliki ležaji se ne montiraju na hladno, pošto sa porastom prečnika rastu i sile montaže. Greje se ležaj, unutrašnji prsten ležaja i kućište. Ležaji se ne smeju grejati preko 125°C, a potrebne temperaturne razlike se mogu odrediti iz mera ležaja i rukavca (kućišta) pomoću dijagrama 13. Ne sme se dozvoliti lokalno pregrevanje ležaja, pa ako se on zagreva na grejnoj ploči, mora se često premeštati i okretati. Grejanje može još da se izvodi u ulju, rerni, te prstenastim grejačima (grejnim telima ili indukciono).

Photo: Ugradnja ležaja sa cilindričnim otvorima

Sl.23. Ugradnja ležaja sa cilindričnim otvorima

Dijagram: Potrebne temperaturne razlike na ugradnju ležaja
Dijagram 13. Potrebne temperaturne razlika za ugradnju ležaja


Ugradnja ležaja sa konusnim otvorima

Naleganje ne zavisi od mera otvora i rukavca, već od dužine navlačenja na konusni dosed. Pri tome se smanjuje zazor u ležaju. Smanjenje zazora daje predstavu o naleganju.
Kod buričastih ležaja se meri ili smanjenje zazora ili aksijalno pomeranje po konusnom dosedu. Smernice za to su u uvodnom tekstu ispred odgovarajućih tabela.
Manji ležaji se ugrađuju pomoću pripadajuće matice uz sedlo za pritezanje i odgovarajućeg ključa. Veći ležaji se montiraju uz pomoć hidrauličnih naprava.



ODRŽAVANJE (PODMAZIVANJE) LEŽAJEVA

Naredno razmatranje se odnosi na otvorene ležaje. Zatvorni ležaji, koje FKL isporučuje, su snabdeveni mazivom za radni vek pod normalnim uslovima tako da naknadno podmazivanje nije potrebno, osim izuzetno, kada su u pitanju vrlo nepovoljni radni uslovi. Mogućnost naknadnog podmazivanja je ostvarena kod Y ležaja i ležajnih jedinica snabdevenih mazalicama i odgovarajućim dovodnim kanalima za mast.
FKL zatvoreni ležaji se pune litijumskom mašću konzistencije 2 i kinematske viskoznosti osnovnog, mineralnog ulja oko 90 mm²/s; temperaturna oblast primene -30 do +120 °C.

1.13.1 Podmazivanje mašću
Oko 90 % svih uležištenja se podmazuje mašću. Mast ima prednost u odnosu na ulje što se lako zadržava u ležajnom mestu, naročito kod kosih i vertikalnih vratila, a osim toga potpomaže zaptivanje uležištenja. Mana je što je ipak referenti broj obrtaja manji nego pri podmazivanju uljem.
Kod ležaja koji imaju visoke brojeve obrtaja, prevelika količina masti izaziva povećano unutrašnje trenje a to znači porast temperature ležaja. Zato se slobodni prostor unutar kućišta puni 30 do 50% od zapremine.
Kod ležaja koji rade na malom broju obrtaja, a koji moraju da se dobro zaštite od korozije, najbolje je kućište potpuno napuniti mašću.

1.13.1.1 Masti
Masti su "punjena" mineralna ili sintetička ulja pri čemu se kao punila koriste metalni sapuni. Radi poboljšanja mazivih svojstava masti sadrže i određene dodatke. Od vrste i udela punila zavisi konzistencija masti. Za izbor maziva su od značaja viskoznost osnovnog ulja, konzistencija, temperaturno područje primene i nosivost.


Viskoznost osnovnog ulja

Značaj viskoznosti za vek ležaja se može videti u odeljku "Nazivni vek ležaja" u katalogu. Raspoložive ležajne masti imaju viskoznost osnovnog ulja na 40 °C od 15 do 500 mm2/s. Masti sa još višom viskoznošću nema više smisla primeniti kod ležaja pri malim brojevima obrtaja jer se nedovoljno ulja izdvoji za podmazivanje. Zato se za male brojeve obrtaja, koji traže još veću viskoznost, vrši podmazivanje uljem.
Najviši dozvoljeni broj obrtaja pri kom se data mast još može primeniti zavisi od viskoznosti osnovnog ulja. Za vrlo visoke brojeve obrtaja pogodne su masti koje imaju kao osnovno ulje diestersko ulje niske viskoznosti. Osim viskoznosti osnovnog ulja, na najviši dozvoljeni broj obrtaja utiče i punilo preko čvrstoće po Scheru. Uvid u pogodnost za visoke brojeve obrtaja daje proizvođač masti navodeći faktor broja obrtaja n x dm, gde je n radni broj obrtaja a dm=0,5(d+D) srednji prečnik ležaja.


Konzistencija masti

Mazive masti su razvrstane po konzistenciji, prema klasifikaciji National Lubricating Grease Institute (NLGI), u različite klase konzistencije (DIN 51 818). Konzistencija masti za ležaje ne sme znatno da varira u temperaturnom području primene. Masti koje omekšaju na višim temperaturama iscure iz ležaja a one koje se stvrdnu na nižim temperaturama ometaju kotrljanje.
Kao masti za ležaje dolaze u obzir one na bazi metalnih sapuna sa konzistencijom 1, 2 i 3. Klasa 3 nalazi primenu kod vertikalnih vratila.


Antikorozivna svojstva

Antikorozivna svojstva maziva zavise od vrste antikorozivnih dodataka i od punila. Osim antikorozivnog dejstva mast mora da bude otporna na vodu tj. da se ne ispira. Ove dve osobine imaju litijumske i kalcijumove masti koje sadrže dodatke u vidu jedinjenja olova. Iz ekoloških razloga jedinjenja olova se sve više zamenjuju drugim dodacima koji pak ne daju tako dobra svojstva mazivu.


Nosivost masti

Za visoko opterećene ležaje npr. valjaonica, savetuju se masti koje imaju EP dodatke radi povećanja nosivosti. Poznato je da masti sa ovim dodacima, koji su na bazi olovnih jedinjenja, znatno produžavaju vek ležaja kada ne postoji elastohidrodinamički mazivi sloj. tj. kada je K<1 (vidi ²Nazivni vek ležaja²). Savetuje se velika brižljivost pri izboru masti, ne menjati dobavljača čija mast se pokazala dobrom.


Mogućnost mešanja masti

Neke masti se ne podnose međusobno, odnosno prilikom mešanja se znatno izmeni konzistencija i dozvoljena temperatura primene.
Masti koje imaju isto punilo i slična osnovna ulja mogu da se pomešaju. Litijumske i kalcijumske masti mogu da se pomešaju međusobno dok ne mogu sa natrijumskom mašću. Ipak pri mešanju može da dođe do snižavanja konzistencije u odnosu na obe masti ali ne u meri koja narušava podmazivanje. Dakle, u slučajevima uležištenja gde postoji opasnost od curenja usled male konzistencije masti, ne treba vršiti dopunjavanje masti već kompletnu zamenu.


1.13.1.2 Domazivanje

Ležaji se moraju domazivati kada je trajnost masti kraća od očekivanog veka ležaja. Treba ga preduzimati dok je podmazivanje još uvek ispravno.
Termin domazivanja zavisi od mnogo međusobno povezanih uticaja kao što su vrsta i veličina ležaja, broj obrtaja, radna temperatura, vrsta masti, prostor za mast u uležištenju, te uticaji okoline (nečistoća, vlaga,...).
Podaci za periode domazivanja, koji se daju, zasnovani su na dugogodišnjim praktičnim iskustvima a važe za slučaj kada je ležaj zaštićen od prodora vode i čvrstih nečistoća. Ako to nije obezbeđeno, mast treba češće dodavati ili obnavljati da bi se uklonila prodrla vlaga i nečistoće.


Period domazivanja

Period domazivanja t f se može očitati iz dijagrama 10 u zavisnosti od broja obrtaja n, prečnika otvora d i vrste ležaja. Dijagram važi za stacionarne mašine, horizontalno vratilo, normalna opterećenja i litijumsku mast dobrog kvaliteta kada radna temperatura ležaja ne prelazi 70°C. Pošto sa porastom radne temperature mast brže stari, ovi periodi se moraju prepoloviti za svakih 15°C porasta temperature. Kod manjih radnih temperatura mogu se produžiti periodi domazivanja ali ne više od dvostruko. Kod vertikalnih vratila očitanu vrednost t f treba prepoloviti. Kod valjkastih ležaja sa većim d od 300 mm treba vršiti učestalija domazivanja nego što to daje dijagram. Zato su odgovarajuće krive crtkane. U tim slučajevima se savetuje kontinualno podmazivanje sa količinom masti prema obrascu:

Formula Gk

Ovde su:


Gk

kontinualno dovedena količina masti, g/h

D

spoljni prečnik ležaja, mm

B

ukupna širina ležaja (visina kod aksijalnih), mm


Postupci domazivanja

Savetuje se postupanje u zavisnosti od veličine tf:

1. Ako je period domazivanja do 6 meseci, onda na svakih 0,5tf periodično dopunjavati mast, a nakon 3 takva dopunjavanja zameniti kompletno punjenje. Količina masti za dopunjavanje može se odrediti iz obrasca:

Formula Gp

Ovde su:


Gp

periodično dovedena količina masti, g

D

spoljni prečnik ležaja, mm

B

ukupna širina ležaja (visina kod aksijalnih), mm

Dijagram: Interval domazivanja
Dijagram 10. Interval domazivanja

Skala a:  Radijalni kuglični
Skala b: Cilindrično valjkasti, igličasti
Skala c:  Buričasti, konusno valjkasti, aksijalni kuglični,
valjkasti sa punim nizom (0,2 tf),
unakrsni valjkasti sa kavezom (0,3 tf),
aksijalni valjkasti, -igličasti, -buričasti (0,5 tf)

2. Ako je period domazivanja preko 6 meseci treba, nakon isteka roka, zameniti kompletno punjenje. Sve ovo važi ukoliko ne postoje bliža uputstva proizvođača mašine ili službe održavanja.
Da bi se olakšao dovod masti na kućišta se postavljaju mazalice. Da bi se sprečilo nagomilavanje masti u kućištu, prave se izlazni otvori. Nakon domazivanja i uspostavljanja radne temperature, ovi otvori se zatvaraju. Kod brzohodnih ležaja postoji opasnost da nakon ubacivanja sveže masti dođe do takvog porasta temperture koji može trajno da ošteti mast pa se umesto otvora za odvod masti postavljaju regulatori količine masti. Regulator se sastoji od pločice regulatora postavljene na vratilo koja gradi uzak procep sa poklopcem kućišta. Istisnutu i potrošenu mast pločica odbacuje u prstenasti kanal u poklopcu kućišta i ona odlazi kroz jedan otvor u donji deo kućišta.

Položaj otvora za dovod masti treba da je što bliži stazama, a najbolje kada se kroz otvor na spoljnjem prstenu mast direktno dovodi do staza. Uopšte, treba voditi računa o pravcima rasprostiranja nove i odvoda stare masti da se ova nebi zadržavala u ležaju.

1.13.2 Podmazivanje uljem
Podmazivanje uljem se preduzima kod visokih brojeva obrtaja i radnih temperatura, koje ne može da podnese mast, zatim kod potrebe za odvođenjem toplote iz uležištenja te tamo gde je ulje već prisutno kao mazivo iz drugih razloga (zupčanici). Pri tom razlikujemo nekoliko postupaka podmazivanja:

Photo: Uljna kupka
Sl.20 Uljna kupka


1.Uljna kupka (Sl.22.)
Najednostavniji način. Nivo ulja, kada ležaj miruje, treba da bude nešto ispod ose najdonjeg kotrljajnog tela. Referentni brojevi obrtaja za ulje, dati u tabelama ležaja, važe za uljnu kupku.

Photo: Optočno podmazivanje

Sl.21. Optočno podmazivanje


2. Optočno podmazivanje (Sl.23.)

Kod visokih brojeva obrtaja i radnih temperatura, gde ulje brže stari, i gde je eventualno potrebno hlađenje, postavlja se optočno podmazivanje uljem.

Photo: Ubrizgavanje ulja

Sl.21. Ubrizgavanje ulja


3. Ubrizgavanje ulja (Sl.21.)
Kod naročito visokih brojeva obrtaja, radi obezbeđenja potrebne ali ne velike količine ulja u ležaju, jer se time sprečava pregrevanje, ulje se ubrizgava u ležaj pod visokim pritiskom. Brzina uljne struje mora biti veća od 15 m/s da bi se savladala struja vazduha oko ležaja.


4.Nauljeni vazduh (Sl.22.)

Tačno centralno doziranom količinom ulja nauljen vazduh se dovodi do svakog ležajnog mesta. To omogućava najviše brojeve obrtaja i najniže radne temperature. Vazdušna struja, sem što hladi ležaje, stvara nadpritisak koji sprečava prodor nečistoća u uležištenje.

Sl.22. Podmazivanje nauljenim vazduhom


Kod svih ovih postupaka (2, 3 i 4) voditi računa o otvorima za odvod ulja kako bi se sprečilo njegovo nagomilavanje u uležištenju.

1.13.2.1 Maziva ulja
Dolaze u obzir prvenstveno nelegirana mineralna ulja. Legirana mineralna ulja, sa dodacima protiv starenja ili za podnošenje pritiska, primeniti samo u narocitim situacijama. Sinteticka ulja se mogu primeniti u ekstremnim situacijama, za veoma niske ili veoma visoke radne temperature.

Izbor ulja
Viskoznost mineralnih ulja zavisi od temperature, opada sa porastom temperature. Odnos pada viskoznosti sa temperaturom izražava se indeksom viskoznosti VI. Visok indeks VI znaci malu promenu viskoznosti sa temperaturom. Za ležajeve se primenjuju ulja visokog indeksa viskoznosti (VI=85).
Na radnoj temperaturi ležaja ulje mora da ima odredenu minimalnu viskoznost da bi mogao da se formira mazivi sloj. Potrebna kinematska viskoznost n1 se odreduje, za mineralna ulja indeksa viskoznosti VI=85, iz dijagrama 11. Kada je poznata radna temperatura, iz dijagrama 12 se može ocitati, za datu potrebnu viskoznost na radnoj temperaturi n1, referantna viskoznost n na temperaturi 40°C (pa i za neku drugu temperaturu ispitivanja viskoznosti, napr. 20°C).
S obzirom na vek savetuje se izbor ulja sa viskozitetom n na radnoj temperaturi većim od n1. No pošto sa porastom viskoznosti raste i zagrevanje ležaja, ovo poboljšanje je ograničeno.
Kada je odnos viskoznosti k=n/n1 manji od 1, treba primeniti ulje sa EP dodacima, a kada je manji od 0,4 mora se primeniti ulje sa EP dodacima. Za k>1 kod srednjih i velikih valjkastih ležaja takva ulja mogu doneti poboljšanja.

Primer:
Ležaj 6314 radi na 3000 obrtaja i temperaturi od 80 °C. Odrediti viskoznost ulja na 40 °C.
Iz tabela za ležaje: d=70 mm, D=150 mm pa je dm=0,5(d+D)=110 mm. Iz dijagrama 2, za dm=110, pri n=3000 min¯¹, izlazi da je potrebna viskoznost na radnoj temperaturi n1= 7 mm²/s. Za radnu temperaturu od 80°C, iz dijagrama 12 se vidi da ulje treba da ima na 40°C viskoznost v=18 mm²/s.

Zamena ulja
U kojim vremenskim intervalima menjati ulje zavisi od radnih uslova i količine ulja.
Kod uljnih kupki dovoljna je promena ulja jednom godišnje, ukoliko radna temperatura nije prelazila 50°C i ukoliko nije zaprljano. Pri povećanim radnim temperaturama mora se češće menjati ulje, npr. na 100°C, na svaka tri meseca.

Dijagram: Potrebna kinematska viskoznost

Dijagram 11. Potrebna kinematska viskoznost V1

1.13.3 Provera i čišćenje uležištenja
Uležištenje treba s vremena na vreme pregledati i očistiti. Provera se vrši osluškivanjem šumnosti, merenjem temperature, kontrolom maziva, u vremenu između detaljnih inspekcija i provere cele mašine ili postrojenja. Kod teško opterećenih mašina pak, provere su znatno češće, npr. pri svakoj promeni valjaka kod valjaoničkih postrojenja, skida se i proverava ležaj.
Nakon čišćenja i pranja uležištenja (npr. benzinom za pranje, petrolejom, hlorisanim ugljovodonicima, alkalnim sredstvima i sl.) ležaj se mora temeljno osušiti i nauljiti ili namastiti radi zaštite od korozije, posebno ako se mašina ne pušta odmah u rad.

1.13.4 Čuvanje ležaja
Ležaji su u originalnom pakovanju zaštićeni na duže vreme, godinama, od korozije. Vlažnost vazduha u magacinu ipak ne treba da bude veća od 60%. Kod zatvorenih ležaja, nakon dugog stajanja, može da se stvrdne mast pa nakon ugradnje imaju povećan moment trenja nego novi ležaji. Zato ovo treba imati u vidu.


Vrh