GÉPJAVÍTÁS V. SEGÉDLET

Dr. Fazekas Lajos főiskolai docens

GÉPJAVÍTÁS V. SEGÉDLET

2

TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ ................................................................................................................................... 3 1. A FURATOS ALKATRÉSZEK FELÚJÍTÁSA................................................................ 4 1.1 A FURATOK FELÚJÍTÁSA JAVÍTÓMÉRETRE........................................................ 4 1.1.1 A hengerfuratok felújítása........................................................................................ 4 1.2 A FURATOK FELNYITÁSA EREDETI MÉRETRE.................................................................... 12 2. SIKLÓCSAPÁGYAK MEGHIBÁSODÁSAI ................................................................. 14 2.1. SIKLÓCSAPÁGYAK ANYAGAI ............................................................................................. 19 2.1.1. Műanyag csapágyak anyagai.................................................................................. 19 2.1.2 Műanyag csapágyaknál leggyakrabban alkalmazott műanyag típusok a teljesség igénye nélkül .......................................................................................................... 20 2.2. SIKLÓCSAPÁGYAK FELÚJÍTÁSA ........................................................................................ 21 2.2.1 Hajtórúdcsapágyak felújítása .................................................................................. 24 3. GÖRDÜLŐCSAPÁGYAK MEGHIBÁSODÁSAI ......................................................... 26 3.1 GÖRDÜLŐCSAPÁGYAK HIBAJELENSÉGEI .......................................................................... 26 3.2 SZABÁLYOS TERHELÉSI NYOMOK (FUTÓFELÜLETEK NYOMAI ÉS AZOKBÓL LEVONHATÓ KÖVETKEZTETÉSEK)................................................................................................................ 27 3.2.1 Egyirányú radiális terhelés a belső gyűrű forog (a) a külső gyűrű (b) áll .............. 27 3.2.2 Egyirányú radiális terhelés a belső gyűrű (a) áll a külső gyűrű (b) forog .............. 29 3.2.3 Belső gyűrűvel együtt forgó radiális terhelés a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll ...................................................................................................................... 29 3.2.4 Külső gyűrűvel együtt forgó radiális terhelés a belső gyűrű (a) áll, a külső gyűrű (b) forog.................................................................................................................. 30 3.2.5 Egyirányú axiális terhelés, a belső (a) vagy külső (b) gyűrű forog......................... 30 3.2.6 Egyirányú radiális és axiális terhelés kombinációja, a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll............................................................................................................ 31 3.2.7 Kiegyensúlyozatlanság és egyirányú radiális terhelés ............................................ 31 3.2.8 Túl szoros illesztés, előfeszítés és egyirányú radiális terhelés a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll..................................................................................... 32 3.2.9 Ház alakhibája, (ovális összenyomódás), deformáció, a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll .................................................................................................. 32 3.2.10 Beállítási hiba, külső gyűrű szöghibás belső gyűrű (a) forog, külső gyűrű (b) áll. Külső gyűrű szöghibája a tengelyhez képest értelmezhető .................................... 33 3.2.11 Beállítási hiba, belső gyűrű szöghibás, belső gyűrű (a) áll, külső gyűrű (b) forog. A belső gyűrű szöghibája a tengelyhez képest értelmezhető ................................. 33 3.3 CSAPÁGYKÁROSODÁS KÜLÖNFÉLE TÍPUSAI, HIBAFAJTÁK ............................................... 34 3.4 A CSAPÁGYHIBA KÖZELEDTÉT JELZŐ TIPIKUS JELENSÉGEK ........................................... 34 3.5 CSAPÁGYAK MŰKÖDÉS KÖZBENI VIZSGÁLATA ................................................................. 44 3.5.1 Hallgatás.................................................................................................................. 44 3.5.2 Tapintás ................................................................................................................... 45 3.5.3 Szemrevételezés ...................................................................................................... 45 3.5.4 Állapotfelügyelet..................................................................................................... 46 IRODALOMJEGYZÉK........................................................................................................ 48

3

ELŐSZÓ A gépek berendezések folyamatosan növekvő bonyolultsága mind nagyobb követelményt támaszt a tervezés és gyártás mellett a gépfenntartással, javítással foglalkozó szakemberekkel szemben. Napjainkban a gépfenntartás egyre nagyobb figyelmet kap. E segédlet célja tehát, hogy olyan általános – a tartós tudást megalapozó szemléletű – alapismereteket adjon a hallgatóknak, amelynek birtokában bizonyos kérdéseket közvetlenül is meg tud oldani, illetve képes valamilyen részkérdéssel behatóan foglalkozó szakkönyvek vonatkozó témaköreit megérteni és különböző feladatok megoldására alkalmazni. Jellemzője tehát a segédletnek, hogy nem meghatározott típusú gépek, berendezések fenntartási, javítási technológiájának ismertetésével foglalkozik, hanem gépelemekre orientáltan tárgyalja a jellegzetes hibákat, hibafolyamatokat és a lehetséges javítástechnológiákat. A Gépjavítás V. segédlet szerves folytatása az eddig nyomtatásban megjelent Gépjavítás III-III-IV. segédleteknek. Ezek a kiadványok szervesen kapcsolódnak az előadáson elhangzottakhoz illetve jól kiegészítik azokat. A segédletek ajánlottak a tantárgyat választó nappali és levelező hallgatóknak a félévi és a záróvizsgára való felkészüléseikhez, valamint az évközi feladatok megoldásához. A segédletek anyagainak ismerete elegendő a gépészmérnököknek a technológiai alapok megtanulásához és kellő segítséget ad ahhoz (akár önképzéssel vagy szervezett tanulással) hogy a javítási és felújítási feladatok elvégzéséhez a szükséges magasabb szakmai ismereteket megszerezzék. Debrecen, 2004. február Dr. Fazekas Lajos főiskolai docens

4

1. A FURATOS ALKATRÉSZEK FELÚJÍTÁSA A gépjavítás során gyakran ismétlődő feladat az alkatrészeken található furatok felújítása. A furatok leggyakoribb hibája a kopás, amely súrlódás vagy korrózió következménye. A terheléstől és az illesztési hézagtól függően egyes furatok ütési igénybevétel következtében hibásodnak meg. A furatok megmunkálási módját felújításkor a furat méretétől és üzemi feltételeitől függően választjuk meg. Amennyiben a csereszabatosság megszüntethető, egyszerűbb esetekben a furatot javítóméretre munkáljuk, ha a furatot eredeti méretre kell felújítani, perselyezzük vagy fémfeltöltés után forgácsoljuk. A fémfeltöltés főleg kisebb furatok esetében nehezebben valósítható meg, mint tengelytípusú alkatrészeken. A megmunkálást, a bázisfelület megválasztását különös gonddal kell végezni, ha a furat helyzete is tűrésezett.

1.1 A furatok felújítása javítóméretre Furatokat javítóméretre forgácsolással lehet felújítani. A furatos alkatrész felújítási költsége ebben az esetben nem számottevő. A méretnövelés miatt azonban a csatlakozó alkatrész átmérőjét is meg kell változtatni, ezért a felújítás költsége a csatlakozó alkatrésszel együtt határozható meg. A megmunkálás módját a furat mérete és tűrése szabja meg. A furatmegmunkáló műveletek két fő csoportba oszthatók: - furat készítése tömör anyagban (telibe furás); - a meglevő furat további megmunkálása. Felújításkor általában meglevő kopott furatot kell megmunkálni. Kopott furat megmunkálása rendszerint a megkívánt méretpontosságtól, valamint a kopás nagyságától függően egy vagy több furat-megmunkálási műveletből áll. A furat-megmunkálási módok a következők lehetnek: - fúrás és süllyesztés; - fúrás, süllyesztés és dörzsölés; - fúrás, süllyesztés és menetfúrás; - dörzsölés és dörzscsiszolás; - a kopott furat hónolása (csak alakhelyes furat esetén); - a kopott furat leppelése (csak alakhelyes furat esetén). A fúrást vagy a fúrást követő másodlagos furatmegmunkáló műveleteket lehetőség szerint mindig a gyártáshoz használt bázisfelület felhasználásával kell készíteni.

1.1.1 A hengerfuratok felújítása Belsőégésű motorok, kompresszorok, hidraulikus munkahenger furatai üzem közben kopnak. Az egyik legigényesebb feladat a belsőégésű motorok hengerfuratainak javítása. A henger futófelületének anyaga általában szürkeöntvény, finomeloszlású grafitos szövetszerkezettel, egyenletesen elhelyezkedő foszfid eutektikummal a steadittal. Az autógyártásban újabban alumíniumból és az olvadékból kiváló szilíciumkristályokból álló, alacsonynyomásos öntési eljárással készülő hengerhüvelyeket és motorblokkokat állítanak elő a kisebb sorozatú 8 és 12 hengeres motorokhoz. Ezek a könnyűfém-kombinált anyagok számos előnyös tulajdonságot egyesítenek magukban: - tömeg-megtakarítás, - nagyobb üzemi terhelhetőség, - jobb hatásfok,

5 - tribológiailag kedvezőbb felületek, - a kevesebb olaj- és tüzelőanyag felhasználás miatt a károsanyag emisszió csökkentése. A motorhenger a dugattyúval együtt futó dugattyúgyűrűk súrlódó hatása, a nagy hőmérséklet és a rossz kenési viszonyok, valamint az égéstermék okozta korrózió miatt kopik. A kopást fokozhatják a tüzelőanyaggal és a beszívott levegővel bejutott szennyező anyagok. Ha a kopás lassan előrehaladó folyamat eredménye, és rendeltetésszerű üzemi körülmények között keletkezik, természetes kopásról beszélhetünk. Kedvezőtlen üzemi körülmények lényegesen meggyorsítják a kopást, ilyenkor nemcsak a kopás sebessége, hanem a kopás okozta alakváltozás is másképpen megy végbe. Az ilyen kopást rendellenes kopásnak nevezzük. A motorhenger mechanikai sérülés (pl. dugattyúgyűrű-törés) miatt is üzemképtelenné válhat. Természetes elhasználódás esetén a motorhenger az 1/a. ábrán látható alaktorzulást szenvedi. Az ábrán a merőlegesség jele a dugattyúcsapszegre merőleges irányt, a nyíl pedig a csapszeg irányát jelöli. A kopásra a következők jellemzők: - A hengerfurat felső része (1) egy vékony szalag mentén alig kopik. Ennek oka, hogy itt csúszósurlódásnak nincs kitéve, mivel a dugattyú felső része a hézagolás miatt nem érintkezik a henger falával, dugattyúgyűrű pedig nem jár fel ilyen magasra. A kopás itt csak korrózió következtében keletkezhet, ami súrlódás, illetve a felület aktivizálódása nélkül csak kismértékű. - A felső dugattyúgyűrű felső holtponti helyzetében (2) legnagyobb a kopás. Ennek oka, hogy csapváltáskor a dugattyúgyűrű egy rövid időre megáll, ezáltal a tiszta folyadéksúrlódás feltételei megszűnnek. A rugalmas dugattyúgyűrű ebben a helyzetben kiszorítja maga alól az olajat. A motorhenger hőmérséklete a felső holtpontban a legnagyobb, ami a kenési viszonyokat tovább rontja.

1. ábra A motorhenger normális (a) és abnormális (b) kopása

6 Az égéstermékek korróziós hatása is itt a legintenzívebb. A gázok nyomása miatt a legfelső dugattyúgyűrű igénybevétele a legnagyobb, ezért annak koptatóhatása is intenzívebb, mint a többi gyűrűé. Az ábrán látható, hogy a második és harmadik dugattyúgyűrű már nem fejt ki ilyen nagy koptatóhatást. - A hengerhüvely középső szakaszán (3) a kopás közepes mértékű. A dugattyú sebessége itt a legnagyobb, a kenés feltételei is elég jók, a hőmérséklet nem túl nagy. - Az alsó dugattyúgyűrű alsó holtponti helyzeténél (4) átmenetileg nagyobb kopást találunk, ami a csapváltás következtében létrejövő kedvezőtlen kenési viszonyokkal magyarázható. A kopás mértéke azért kisebb ezen a helyen a felső holtponthoz viszonyítva, mivel itt a hőmérséklet és korróziós kopás kisebb mérvű. - A hengerhüvely alsó szakasza (5) – ahol a dugattyúgyűrűk már nem súrlódnak – kismértékben kopik. Itt csak a dugattyú palástja súrlódik a henger falával kisebb hőmérsékleten, jó kenési feltételek között, kevésbé kitéve az égéstermékek korróziós hatásának. A hengerek természetes kopása a dugattyúcsapszegre merőleges irányban nagyobb, mint a csapszeggel megegyező irányban. Ezt a kopáskülönbséget a hajtórúd ostorozó mozgásából eredő tömegerők és a dugattyúra ható gáznyomás oldalirányú komponense okozza. Ha a csapszeg irányában mérjük a nagyobb kopást, az a geometriai – ún. derékszögelési hiba következménye. A kifogástalan működéshez ugyanis a dugattyúpalást középvonalának merőlegesnek kell lennie a hajtórúd nagyfej furatának középvonalára. Amennyiben ettől eltérés van, rendellenes kopásra kell számítani, mely leggyakrabban szerelési hibákból ered. A hengerek üzemzavar jellegű kopását a motorban visszamaradt, vagy a levegővel és a tüzelőanyaggal beszívott szennyeződések okozzák. A szennyeződések főleg kvarchomok, vas-oxid és vasforgács tartalmúak. A motorok gyakran poros, szennyezett környezetben dolgoznak, így fennáll a rendellenes hengerkopás lehetősége. Ezért fontos a légszűrő rendszeres tisztítása. Az így kopott henger hordó alakú (1/b. ábra). A hengerbe jutó szennyeződések – csiszolóanyagként hatva – természetszerűleg ott koptatják a hengerfalat a legjobban, ahol a dugattyú sebessége a legnagyobb. Az ilyen kopás nem hosszú folyamat eredménye, a szennyeződések néhány óra alatt átjárnak, és kikoptatnak minden súrlódó felületet, amely érintkezik a szennyezett olajjal. Az üzemzavar jellegű hengerkopás biztos jele a dugattyú hosszanti csíkozottsága. Normális üzemi feltételek között a dugattyú alig kopik, a megmunkálás nyomai még több száz üzemóra után is észrevehetők a dugattyú palástján. Az erősen kopott dugattyú azt bizonyítja, hogy a hengerbe szennyező anyag jutott. A kopás fokozódhat még akkor is, ha a forgattyús hajtómű geometriailag hibás, vagy ha a forgattyús tengely kiegyensúlyozatlan. A kiegyensúlyozatlan forgattyús tengely hajlik. A görbe tengely pedig két középvonal – a saját és a forgás középvonala – körül forog, amely rezgéssel ár. A rezgés a hajtórúd révén átadódik a dugattyúra. A rezgő dugattyú siklás közben ütemesen ütközik a hengerpalásthoz, a forgattyú forgási síkjába eső alkotók tájékán. Az ütközés fokozza a kopást. A motorok időelőtti hengerpersely cseréje illetve javítása egyéb okok miatt is szükségessé válhat. Ilyenek: a hengerpersely dugattyúval érintkező felületének összehegedése (megragadása); dugattyútörés; hajtórúdszakadás; forgattyús tengely-, motorház- és hengerfejsérülés. A hengerpersely- és a dugattyúberágódás fő okai: a motor üzemelési feltételeinek be nem tartása (a hideg motor hirtelen megterhelése, a hengerperselyek túlzott felmelegedése és hirtelen lehűtése), az elégtelen kenés, érdes anyagok vagy víz bejutása a súrlódó felületek közé, a hajtórúd-dugattyú egység javítási és szerelési szabályainak be nem tartása, a dugattyú-

7 hajtórúd egység merőlegességi hibája; a dugattyút összefogó ászokcsavarok helytelen meghúzása, a dugattyú és a hengerpersely közötti elégtelen hézag stb. A javítás alkalmával az olajteknő nyílásain, a kipufogó és szívónyílásokon keresztül vizsgálják a hengerpersely futófelületét. Ellenőrzik az illesztő betétek és a tömítések állapotát. Ha a vízelfolyás utánhúzással nem szüntethető meg, a gumigyűrűket lecserélik. A hengerperselyek vizsgálatakor megfigyelik, hogy vannak-e a hengerpersely felületén bemaródások, behúzódások, és a dugattyúgyűrűkön átfúvott gázok miatt kialakult, elfeketedett foltok. Ha a hengerpersely futófelületén levő feldörzsölések és behúzások jellege berágódás kialakulására utal, akkor a dugattyút kiemelik, és a hengerpersely a futófelületén levő feldörzsölések és behúzások futófelületén levő bemaródásokat, illetve behúzásokat dörzskővel vagy dörzsvászonnal a hengerpersely tengelyére merőleges irányban végzett csiszolással megszüntetik, majd nemezkoronggal a felületet polírozzák. A lecsiszolt felületet – acetonos vagy benzines zsírtalanítás után – 25%-os salétromsavval maratják a felület olajtároló képességének biztosítása céljából. A maratást követően a felületet vízzel lemossák, majd 10-15%-os káliumhidroxid oldattal semlegesítik. A savazás során be kell tartani a savval végzett munkákra vonatkozó munkavédelmi szabályokat. A szürke öntöttvas anyagú nedves hengerhüvelyek jellegzetes rongálódása még a belső hengerpalástról kiinduló kristályközi korrózió. Ez a belső palástfelületről rendszerint olyan helyen indul ki, ahol az öntvényfalban sűrűbbek és összefüggőek a szabad grafitgócok. A grafitgócok mentén a súrlódás meglazítja az alapanyag kristályait. A meglazított kristályokat és az összefüggő grafitgócokat a hengerben uralkodó nyomás kifújja. A hengerhüvely falban így apró lyukak keletkeznek, melyek az élettartamot kedvezőtlenül befolyásolhatják. A hengerfuratok mérésére – hasonlóan a hengerperselyekhez – tapintókaros mérőórát használnak. Kopás mérésére a furatmikrométer nem megfelelő, mivel a mérés, a mikrométer ellenőrzése elég nehézkes és nagy gyakorlatot kíván. A tapintókaros mérőóra a hengerátmérő ellenőrzésekor három ponton érintkezik a furattal. A három támasztópont közül kettő közös rugóval ellátott, ezek vezetik a műszert, míg a harmadik pont a mérést végzi. A mérést megnehezíti, hogy mérés közben át kell billenteni a műszer szárát (2/a. ábra).

2. ábra Kopásmérés a) tapintókaros mérőóra b) mérési helyek

8 A műszerrel először célszerű próbamérést végezni a hengerben. Kopott hengerekben erre a célra legalkalmasabb hely a hengerfurat legalsó része. Valószínű, hogy ezen a helyen a legkisebb a henger kopása, és itt megközelítően az eredeti hengerfuratot mérhetjük. A hengerfurat alapméretéül kiválasztott méretet ezután a mérőórán 0-ra állítjuk, és az így rögzített méretet megfelelő külső mikrométerrel vagy idomszerrel ellenőrizzük. A mérési helyeket a valószínű kopásokhoz igazítjuk (2/b. ábra). Az első mérést a henger alsó szakaszán, a dugattyúgyűrű alsó holtpontja alatt végezzük. Minden mérési helyzetben két, egymásra merőleges irányban mérjünk: - egyet a dugattyúcsapszeg irányában, - egyet erre merőlegesen. A második mérést az alsó dugattyúgyűrű alsó holtponti helyzetében végezzük el. A harmadikat a löket középső táján, ezzel megállapítható, hogy a kopás természetes vagy rendellenes. A negyediket a felső dugattyúgyűrű felső holtponti helyzetében és az ötödik mérést a henger legfelső részén végezzük. Ez a mérés a legnehezebb, mert a mérendő sáv keskeny. Először mindig a dugattyúcsapszeg irányában mérjünk. Legalább tíz mérés szükséges ahhoz, hogy egy hengerhüvely állapotát kielégítően tudjuk elbírálni. Az indikátorórás kopásmérés hibája, hogy a helyi nagy kopásokat átlagolja, mivel nem a középvonaltól mér, ezenkívül a deformációkat is kopásnak méri. Ha a kopás mértéke a hengerátmérőtől függően eléri a 0,4-0,8 mm-t, illetve a geometriai alaktól való eltérés (kúposság, ovalitás) meghaladja a 0,2 mm-t, a hengerfuratot fel kell újítani. Felújíthatunk furatköszörüléssel vagy finomfúrással és dörzsköszörüléssel (hónolással). A hengerfuratok legnagyobb javító mérete a falvastagságtól függően: 50 – 85 mm-ig 1,5 – 2,0 mm, 85 – 100 mm-ig 2,0 – 2,5 mm, 100 mm felett 2,5 – 3,0 mm. Amennyiben ezeket a méreteket túllépnénk, a hengerfuratot egybeöntött motortömb esetében szárazpersellyel újíthatjuk fel. Cserélhető nedves-perselyes motortömbökben a hengerperselyt kicseréljük. Hengerfúráskor alapvető követelmény, hogy a hengerfuratok középvonalai merőlegesek legyenek a forgattyús tengely nyugvócsapágyak középvonalára, és hogy ezek a középvonalak egy síkban feküdjenek. E követelmény kielégítése részben a hengerfúráshoz választott bázisfelülettől és annak állapotától függ. Felújítandó motortömbökön ellenőrizni kell, hogy a 3. ábra A motortömb ellenőrzése nyugvócsapágyak fészkei egytengelyűek-e. hengerfúrás előtt. Ezt pontosan köszörült tüskével tudjuk elvégezni (3. ábra). Ha a csapágyfészkek egytengelyűek, ellenőrizzük, hogy a bázisfelület, amelyről a hengerfúrást végezzük (pl. a motorteknő felfekvő felülete) párhuzamos-e a csapágyfészkekbe helyezett tüskével. A vizsgálathoz pontos ellenőrzőlap szükséges. A megtisztított motortömböt a hengerfej felfekvő felületével az ellenőrzőlapra helyezzük. Ezután ellenőrizhető a bázisnak használt felfekvő felület. Ha a nyugvócsapágy fészkek középvonala párhuzamos a bázisnak használandó felülettel, a hengerfúrást megfelelő szerszámgépen elvégezhetjük. Az így felfúrt hengerek középvonalai merőlegesek lesznek a nyugvócsapágyak

9 középvonalára. Ha a párhuzamosság és alakhelyesség nem megfelelő, a felületet fel kell szabályozni. A finomfúrást végezhetjük a motortömbre (4. ábra) szerelhető hengerfúró géppel vagy állványos hengerfúró gépeken.

1 - főorsó 2 - hajtótengely 3 - csigahajtás 4 - villanymotor 5 - késbeállító mikrométer

Körülményesebb használata miatt ezt a gépet csak kisebb műhelyekben alkalmazzák. 4. ábra Motortömbre szerelhető hengerfúró gép Az 5 ábra két, különböző állványos hengerfúró gépet mutat. Az 5/a. ábra szerinti megoldáson a keresztirányban mozgatható asztalra helyezik a munkadarabot. A főorsó előtorló mozgását egy függőleges szánra épített konzol végzi. A fúrórúd kihajlása a fúrandó henger egész hosszában azonos. Az 5/b ábrán látható hengerfúró kihajlása a függőleges szánon állítható konzol a támasztóbáb szerepét tölti be. A fúrandó henger méretétől függően állítható különböző magasságban. Fúrás közben a főorsó kinyúlása és ezzel arányosan a kihajlása is változik. Ezért, valamint a csapágyhézag miatt, a furat kismértékben kúpos lehet. Hengerköszörűket ma már kevés kiviteltől eltekintve nem használnak.

5. ábra Állványos hengerfúró gépek

10 A hengerfúró gép jó állapota elsőrendű követelmény. A pontos munka érdekében a főorsó csapágyainak, valamint a szerszámgépasztalnak és a függőleges szán vezetékének kifogástalannak kell lennie. Ha a főorsóra mérőórát szerelünk, és vele a gépasztal felületét tapintjuk, az asztal teljes működési hosszán 0,01 mm lehet a legnagyobb eltérés. A fúrórúd és az asztal síkjának derékszögeltérése sem haladja meg ezt az értéket. A hengerfúrás után megengedhető kúpossági és ovalitási hibatűrések: 75 mm Ø-ig 0,02 mm, 75-100 mm Ø-ig 0,03 mm, 100 mm Ø felett 0,04 mm. A fogásvétel, valamint a munkadarab anyagminőségétől függően kiválasztott fordulatszám és késelőtolás beállítása után a fúrás elvégezhető. Az előírt méretet általában 1-3 fogásvétellel alakítják ki. A fogásvitel pár µm nagyságú. Nagy fogásvétel esetén a hónolófej megszorulhat és elforgathatja a munkadarabot, ha az nincs jól leszorítva. A felfúráskor azonban nem kapunk megfelelő felületi minőséget, mivel az ilyen felület érdessége R a = 1,5 − 2µm , ami igen nagy értéknek számít a henger- dugattyú- dugattyúgyűrű tribológiai rendszer megfelelő üzemeléséhez, a motor hibátlan, tartós működtetéséhez. Ezenkívül a megmunkálás következtében a felület anyagának kristályszerkezetében is torzulások lépnek fel. Mindezek miatt a finomfúrás után a felület dörzscsiszolni – honolni – kell a felület minőségének javítása céljából. A hagyományos felújítás technológiában a hengerfuratot általában 0,03-0,08 mm-rel – a hónolási ráhagyással – kisebbre fúrják a készméretnél. A hónoláshoz célgépet használnak (6/a. ábra). A dörzscsiszológép főorsója forgó főmozgásán kívül, aránylag nagy sebességű, és széles határok között változtatható, függőleges irányú, alternáló mozgást is végez. A megmunkálást különleges szerszám, a hónolófej végzi. (6/b ábra).

6. ábra Hónológép (a) és hónolófejek (b) Bár a csiszolófej csuklósan csatlakozik a főorsóhoz, mégis fontos a hengerfurat központosítása a főorsó tengelyéhez. A hónolófejben mérettől függően 3-12 darab állítható csiszolóhasábot helyeznek el, melyekhez a csiszoló köveket fémragasztóval rögzítik.

11 Újabban aszimmetrikus hónolókő elrendezésű szerszámokat is használnak. Az aszimmetrikus technológiával a blokk élettartama meghosszabbítható, és felújíthatók vele olyan hengerek is, amelyeknek körkörösségtől való eltérése már túl nagy mértékű ahhoz, hogy hagyományos szimmetrikus hónolófejjel újítsuk fel. A sorszámot a hengerfurat hosszán túl kell járatni, alul-felül legalább 1/3 sorszámhosszal, mivel a sorszám csiszolókövei könnyen kitöredeznek. A lehető legjobb felületi minőség eléréséhez tehát a megfelelő hónolókő kiválasztása éppen olyan fontos, mint a hónolási eljárás helyes megválasztása. A hónolókő kiválasztásakor figyelembe kell venni a kő keménységét, szemcse-nagyságát, anyagát. A kiválasztott csiszolóanyag nagymértékben befolyásolja a végső felületi minőséget. Alapvetően négy különböző csiszolóanyag félét különböztetünk meg: - alumínium oxid, - szilikon karbid, - köbös bór nitrid (CBN), - gyémánt. A csiszolóanyag kötéséhez kétféle eljárást alkalmaznak: - a keramikus kötést és - a szinterezést. A kő keménységét a kötőanyag kötési szilárdsága határozza meg. Minél erősebb a kötés, annál keményebb a kő, nehezebben fordul ki ágyából az elkopott szemcse. Előnyös a kerámiaszemcsés hónolóhasáb alkalmazása, mivel önélező hatása miatt tisztábban forgácsol, mint a gyémánt. A dörzscsiszolókő 25-75 m/min körüli sebességgel forog. A dörzscsiszolás fontos tényezője még a hónolófolyadék, mivel a hónolókő és a hűtő-kenő folyadék komplex rendszert alkot a művelet folyamán. Alapvetően kétfajta hónolófolyadékot különböztetünk meg: - víz alapú szintetikus hónolóolajok, - ásványi eredetű hónolóolajok. Az ásványi eredetű hónolóolajokat nagyobb előszeretettel használják egyszerűbb karbantartásuk miatt, és mert kevésbé hajlamosak párolgásra, mint a víz alapú hónolófolyadékok. A vízalapú hónolófolyadék egyik kiemelkedő jó tulajdonsága a jobb hővezetés és hőfelvétel az olajjal szemben. Ezért gyémántköves hónolás esetén féltetlen víz alapú folyadékot használnak hűtésként, hiszen a gyémántkő jóval több hőt termel, mint más hónolókő fajták. A jó hónolófolyadék olyan kémiai reakciót hoz létre, amely gyengíti, illetve csökkenti a leváló anyagszemcsék adhéziós erejét. Ezáltal a leváló fémszemcsék nem tapadnak a hengerfalhoz vagy a hónolókőhöz. A hónolókőhöz tapadó fémrészek ugyanis megkarcolják a felületet, vagy a keresztszálak folytonosságát szakítják meg. A megfelelő hónolóolajjal a kő élettartama többszörösére növelhető. A nem megfelelő minőségű folyadék növeli a kövek kopását, a karcolás esélyét, illetve a hengerfal üvegedését. Jó folyadék-választással akár 75-80%-os költségmegtakarítás is elérhető. Dörzscsiszolás után a hengerfurat kopásállóságát felületszilárdítással vagy felületötvözéssel növelhetjük (pl. furatgörgőzés, nitridálás, szulfidálás). Ma már lézertechnika alkalmazásával a hónolási barázdák szélességének, mélységének és egymástól mért távolságának – célzottan, funkcióhelyesen – a futófelület használás és a lézeres megmunkálás kombinációja, ami három munkafolyamatból áll: szokásos előhónolás, lézeres felületi szerkezet kialakítása valamint a készre hónolás. A lézerrel hónolt hengerperselyek alkalmazásával rövidebb a bejáratási idő, lényegesen csökken az olajfogyasztás, valamint a káros anyag kibocsátás.

12

1.2 A furatok felnyitása eredeti méretre Furatok, tengelyek felújításakor gyakran követelmény a csereszabatosság, ezért az eredeti méretet kell helyreállítani. Ez – a felújíthatóság szempontjait is figyelembe véve – többféle eljárással valósítható meg: - nagyobb kopás esetén feltöltőhegesztés vagy fémszórás; - kisebb kopás esetén galvanikus vagy kémiai fémfeltöltés; - műanyag-ráolvasztás; - általánosan alkalmazható módszer a perselyezése. Néhány speciális esetben tengelyek méretnövelésére is alkalmazzák ezt a módszert. A perselyek anyagát, kialakítását, rögzítésük módját esetenként meg kell határozni az igénybevételtől függően. A furatperselyezést megvalósíthatjuk: - vékony falú sima persellyel; - peremes persellyel; - menetes persellyel és - kúpos persellyel. A vékony falú sima perselyt akkor használjuk, ha a felújítandó furat, falvastagság hiányában csak kismértékben nyagobbítható (7. ábra). A felújítás során a kopott furatot a perselyezéshez javítóméretre munkáljuk H7-es tűréssel, sarkait a hegesztéshez letörtjük, a furatba egy központfurattal ellátott, letört sarkú dugót készítünk, szilárd (n6; p6) illesztéssel, a dugót besajtolás után behegesztjük, ezután a központfurathoz központosítva előfúrunk dörzsölési ráhagyással, majd pedig a furatot eredeti méretre dörzsöljük. 7. ábra Felújítás vékony falú sima persellyel Erre a műveleti sorrendre azért van szükség, mert a vékony falú persely, szoros illesztés esetén, besajtolás közben könnyen összeroppan, rögzítése pedig a vékony falvastagság miatt megbízhatóan csak hegesztéssel oldható meg. Peremes persellyel akkor újítjuk fel a kopott furatot, ha falvastagsága lehetővé teszi a nagyobb javítóméretre felfúrást, ezáltal megfelelő falvastagságú persely alkalmazását (8/a. ábra).

13

8. ábra Felújítás peremes persellyel Felújításkor a kopott furatot javítóméretre munkáljuk H7 tűréssel. Egy peremes perselyt készítünk szoros illesztéshez (H7/n6), amelynek belső átmérője a simítási ráhagyással kisebb. A peremes perselyt a furatba sajtoljuk és a belső átmérőt az előírt méretre munkáljuk. Javítóméretre fúrás után a perselyfészek falvastagságának legalább 3-4 mm-nek, a persely falvastagságának pedig 100 mm átmérőig legalább 2,5 mm-nek, 100 mm felett legalább 3 mm-nek kell lennie. A persely készítésekor ügyelni kell a palást és a furat egytengelyűségére, mivel a furat helyzetpontossága részben ettől függ. Ha a felújítandó furat helyzetpontossága tűrt méret (pl. sebességváltóház csapágyfuratai), a javítóméretre fúrás előtt gondosan központosítsunk. Amennyiben a furat teljes hosszában megkopott (nem találunk rajta központosításra alkalmas felületet), akkor a központosítást a gyártáskor alkalmazott bázisfelületről vagy másik furatból kiindulva végezzük el. Egybeöntött motortömbökön a túlméretes hengerfuratok is felújíthatók perselyezéssel (8/b ábra). Egyes motortípusok hengereit már a gyártásban szárazpersellyel készítik. A perselyezést anyaghibás, sérült vagy lyukas hengerfal indokolhatja. Ilyen esetben a perselyezéshez felfúrjuk a hengert a hengerfal vastagságának figyelembevételével, és lehetőleg az eredeti furatátmérőre perselyezzük a furatokat. A szárazpersely a hűtővízzel közvetlenül nem érintkezik, ezért a jó hőátadás érdekében a perselyek megfelelő illesztése és finom felületi megmunkálása fontos követelmény. Menetes perselyt akkor alkalmazunk, ha a felújítandó furat helyzetpontossága nem követelmény, és a szilárd illesztéssel történő perselyrögzítés az alkatrész üzemi hőtágulása miatt nem kielégítő. Jellegzetes példa erre a hengerfejekben levő menetes furat, amelybe a gyújtógyertyát csavarjuk (9. ábra). Felújításkor a rongálódott menetes furatot magméretre felfúrjuk és menetet forgácsolunk bele. Szoros illesztéshez alkalmas külső-belső menetes perselyt készítünk és a felfúrt furatba hajtjuk, majd elfordulás ellen biztosítjuk.

9. ábra Felújítás menetes persellyel

14 A kúpos perselyt furatfelújításhoz ritkábban használjuk, mivel a kúpos felületek pontos elkészítése nehezebb. Alkalmazása esetén a kúp szögét önzáróra készítjük, és a perselyt – besajtolás után – tengelyirányban csavarral rögzítjük (10. ábra). A perselyek rögzíthetők a furatban fémragasztással is.

10. ábra Felújítás kúpos persellyel A színesfém csapágyperselyeket az esetek többségében műanyag persellyel is lehet helyettesíteni. A perselyezés másik nagy területe mikor nem a kopott csapágyperselyt kell kicserélni, hanem a kapott palást eredeti méretét kell persely ráhúzásával helyre állítani. Ezekre találhatunk megoldásokat a Gépjavítás II. segédlet 2.2. pontjában.

2. SIKLÓCSAPÁGYAK MEGHIBÁSODÁSAI A siklócsapágyak, gépek, járművek, motorok egyik legkényesebb szerkezeti elemei. Elhasználódásukat a megengedetnél nagyobb statikai, dinamikai terhelés és hőmérsékleti igénybevétel a helytelen illetve elégtelen kenés, a kenőanyagok korrodáló hatása és az abrazívok okozzák. A siklócsapágyak kopását meghatározó tényezők: - az igénybevétel jellege és nagysága, - a csapágy, a csap szerkezete és kiképzése, - a csapágy és a csap anyagi jellemzői, - a kenés. A tönkremenetel jellegzetes formái: - kopás (vezető kopástípus a hegedéses kopás) - kifáradás - korrózió (kenőanyag elöregedéséből adódó savas folyadék) - berágódás - kavitáció - kitöredezés. A hibák 70-75%-át a kopás okozza.

15 A siklócsapágyak működési elvéből következően, a kenési állapotnak igen jelentős befolyása van a kopási folyamatok

11. ábra Nyomáseloszlás siklócsapágyban

alakulásában. Mint tudjuk a csapágy helyes működéséhez, megfelelő mennyiségű és minőségű kenőanyagra, szűkülő résre, és relatív tengelyelmozdulásra (a tengely vagy a persely forgására) van szükség. Ha mindez együttáll, akkor tiszta folyadéksúrlódás jön létre, s így tiszta kenőanyag esetén, elvileg a csapágy tartós üzeme során sem keletkezhet kopás. A gyakorlatban, azonban, még ebben az esetben is kopik a csapágy, mégpedig kavitációs kopás következtében. A következő ábrán egy hidrodinamikus csapágynál előálló működés közbeni nyomáseloszlás látható.

A kavitáció kialakulásának oka, hogy a szűkülő résben negatív nyomás alakul ki, (11. ábra) melynek hatására apró gőzbuborékok keletkeznek. A buborékok összeroppanásakor apró anyagrészecskék válnak le a perselyből. Ez méretváltozást, a szűkülő rés alakjának módosulását, s ezáltal a kenési, illetve súrlódási állapot megváltozását eredményezi. Megszűnik a tiszta folyadéksúrlódás, és vegyes határsúrlódás alakul ki, amelyet mint látjuk az alkatrészek fémes érintkezése jellemez. A fémes érintkezés, és a növekvő súrlódás egyaránt adhéziós, abráziós, stb. kopástípusok kialakulását, az alkatrészek hőmérsékletének, és anyaglehordásának növekedését segíti elő. A csapágyhőmérséklet növekedése esetén, progresszív kopásnövekedés alakul ki, a közbenső kenőanyag szennyeződések (lekopott részecskék, por, kvarchomok) pedig, már 1%-os mennyiségben is duplájára, sőt akár ötszörösére növelhetik a kopás sebességét. egyenetlen forgás azt eredményezi, hogy a Természetesen a terhelés nagyságának, és csúszópárok meghatározott helyein mása tengely furatban való elhelyezkedésének más kenési állapot alakul ki. E két tényező is nagy szerepe van a siklócsapágyak (nagy terhelés, megváltozott kenési tönkremenetelében. A nagy terhelés állapot) a csapágypersely egy bizonyos pontján igen nagymértékű kopást okoz. A 12. ábrának megfelelően, a csapágycsészében olyan nagy mértékű ovalitás alakul ki, hogy helyenként a csésze sugara megegyezik a tengely sugarával. Ezáltal megszűnik a hidrodinamikus kenés kialakulásához elengedhetetlen szűkülő rés, s így a folyadéksúrlódás is. A kenőfilm megszüntetése, ismét fémes érintkezéshez, és az imént említett intenzív kopáshoz vezet. Geometriai számítások segítségével tudjuk levezetni azt a tényt, hogy ha a 12. ábra A szűkülő rés eltűnése a nagy csapágypersely forog, akkor 50-75%-kal terhelés és a váltakozó fordulatszám kisebb lesz a kopása, mint a tengely következtében forgása esetében. hatására különféle helyi, felületi benyomódások keletkeznek, míg az

Jellegzetes siklócsapágy hiba az is, ha az elöregedett kenőanyag, vagy olajsavak hatására, a csúszófelületen foltos, oxidációs kopás keletkezik. A korróziós foltok rontják a csapágy siklási tulajdonságait, és az oxidáció előrehaladásával súlyosabb csapágyhibák kiindulópontjaivá válthatnak. A tartós kenésű, és az önkenésű silócsapágyaknak – különösen, ha műanyag perselyeik vannak – általában nagyobb a bejáratási kopásuk, mint a hagyományos (Staufer – zsírzós), időszakos kenésű csapágyaknak. Jelentős előnyük azonban, hogy az ápolási költségek ezeknél a típusoknál elmaradnak, vagy csak töredékei az időszakos zsírzás esetén felmerülő költségeknek. Műanyag csapágyak esetében különösen nagy az anyagáthordás, a műanyag perselyről a tengelyre. Ez az ún. „felrakó kopás”, mely csak átmérőviszony módosulásban nyilvánul meg, s így kevéssé hátrányos a csapágyhézag, és a kopás növekedésére nézve. A siklócsapágyak néhány jellegzetes tönkremeneteli módját, ezek jellemzőit, illetve okait az 1. sz. táblázatban foglaltuk össze. 1. táblázat Siklócsapágyak jellegzetes meghibásodásai Tönkremenetel módja, jellemzői, okai KIFÁRADÁS Oka: - túlmelegedés és/vagy túl nagy dinamikus terhelés, ami a kifáradásai szilárdság csökkenéséhez vezet. - túl nagy centrifugálási erő Jellemzői: mozaik jellegű repedések, amelyek a csapágyfelület csökkenésére vezet. EGYTENGELYŰSÉGI HIBA Oka: - a csapágyházak eltérése az egytengelyűségtől, vagy a csap terhelés alatti lehajlása, alakváltozása. Jellemzői: - a csapágy alsó és felső felében átlósan egyenlőtlen felületi kopások és/vagy anyagkifáradás. IDEGEN ANYAG Oka: - a kenőanyag túl sok mechanikai szennyeződést tartalmaz és/vagy az idegen anyagrészecskék mérete túl nagy. Jellemzői: - mozgás irányában a csapágyfém mély barázdálódása és eróziója. CSAPÁGYFÉM ELKENŐDÉSE Oka: - nem megfelelő játék, túlmelegedés vagy olajellátási zavarok, illetve túl nagy terhelés is előidézheti. Jellemzői: - alacsony olvadáspontú anyagok esetén megolvad a csapágyfém felülete.

Megjelenési formája

17 SZENNYES ÖSSZESZERELÉS Oka: - a csapágyház és –persely közötti szennyezők a csésze torzulását, a játék csökkenését okozzák, illetve a hőátadást rontják. Jellemzői: helyi túlmelegedés és anyagkifáradás névlegesen terhelt helyeken. KAVITÁCIÓS ERÓZIÓ Oka: - az olajfilmnyomás megváltozása, a tengelycsap gyors tangenciális irányváltozásai. Jellemzői: - a lágy csapágyfém eltávolítása, V alakú gödrösödések a forgás irányában. KENÉSTECHNIKAI KORRÓZIÓ Oka: - szerves savak képződése a csapágyban a használt kenőolaj oxidációja miatt, illetve hűtőközeg beszivárgása az olajba. Jellemzői: - az ólom foltokban történő leválása, a réz-ólom ötvözetekről. VILLAMOS KISÜLÉS Oka: - a forgó részről az olajfilmen át villamos áramok az állórészhez. Jellemzői: - a csapágyfelület és a csap kiégése, gödrösödése. KÁROSODÁS KÜLSŐ REZGÉS MIATT Okai: - álló csapokra külső forrásból átvitt rezgés, amely a csapágy felületén sérülést okoz. Jellemzői: - a csapágy felületén gödrösödések és feltapadások találhatók. KENŐANYAG HIÁNYA Oka: - nem megfelelő olajszivattyú kapacitás vagy szűk, eltömődött olajvezetékek olajutak. Jellemzői: - csapágyberágódás

A 2. sz. táblázatban foglaljuk össze a siklócsapágyak kenéstechnikai meghibásodására utaló jeleket és a hiba okait.

18

2. táblázat Silócsapágyak kenéstechnikai meghibásodására utaló jelek és a hibák okai

19

2.1. Siklócsapágyak anyagai A siklócsapágyak anyagaival szemben támasztott követelmények a következőkben foglalhatók össze: - Jó képlékenység, szívósság. - Jó dinamikai, statikai, szilárdsági tulajdonságok az üzemi hőmérsékleten, különösen fontos a keménység és a hajlítószilárdság. - Jó korrózióállóság a kenőanyag az üzemanyag korrodáló hatásával szemben. - Jó olajmegkötő képesség, jól nedvesítse a kenőanyag. - Kis súrlódási tényező, jó futási tulajdonság. - Legyen könnyen bejáratható. Felülete rövid idő alatt kapjon tükröt. - Jó hővezetőképessége párosuljon kis hőtágulási együtthatóval. - Legyen jól önthető, alakítható és megmunkálható. - Legyen jó tapadó képessége a csapágycsészéhez mind öntés, mind platirozás esetén. - Jó beágyazóképesség anélkül, hogy a porszemcsék, a beágyazott abrazívok koptassák a csapot. Az iparban működő gépekben elterjedten alkalmazzák a különböző anyagokból (ón- vagy ólomalapú fehérfém bélésű, ólombronz, bronz alumínium, műanyag) készült osztott vagy osztatlan kivitelű siklócsapágyakat. A használatos csapágyfémeket és felhasználási területeit a 3. sz. táblázat foglalja össze. 3. táblázat Csapágyfém Pb-Sn, Sn-alapú csapágyfémek 1. 2. 80-95% Sn-tartalmú csapágyfémek 3. Cd-alapú csapágyfémek 4. Ólombronz-csapágyak kemény Al-alapú 5. könnyűfém csapágyak

lágy

Felhasználási terület Közepes terhelhetőség nem magas hőmérsékleten. Gyorsjáratú, közepesen terhelt motorokhoz használhatók. Nagyobb terhelhetőség, de nem magas csapágyhőmérséklet. Gyorsjáratú dízelmotorokhoz nem használható. Nagy terhelhetőség, de nem magas csapágyhőmérséklet. Nagy terhelhetőség, nagy üzemi hőmérsékletet elvisel. Magas üzemi hőmérséklet, de élnyomásra érzékeny. Kenés kimaradásakor berágódnak. Közepes terhelhetőség, közepes csapágyhőmérséklet. Élnyomásokkal szemben érzéketlen. Kenés kimaradásakor azonnal berágódnak.

2.1.1. Műanyag csapágyak anyagai A karbantartási javítási munkák során igen gyakran találkozunk azzal a megoldási lehetőséggel, hogy az eredeti konstrukcióval egyenértékű vagy jobb műszaki megoldás érhető el gazdaságosabban, ha szerkezeti anyagnak műszaki műanyagot választunk. A műszaki műanyagok olyan polimerek, amelyek széles hőmérséklet tartományban kitűnő mechanikai tulajdonságokkal (statikus és kifáradási szilárdság, kúszásállóság, ütésállóság, kopásállóság) rendelkeznek, ezért szerkezeti anyagként használhatók, gyakran előnyösebbek a

20 fémeknél. Kiváló mechanikai jellemzőik mellett jó a vegyszerálló képességük, elektromos szigetelők. A siklócsapágyak területén is széles körben kezdik alkalmazni a műanyagokat. Műanyag csapágyakat elsősorban ott alkalmazunk, ahol - kenés nélkül vagy minimális kenéssel kell a csapágynak üzemelni, - különleges tulajdonságok szükségesek, mint pl. elektromos szigetelőképesség, kémiai és korrózióállóság, ütésállóság és jó csillapítási képesség. - költségcsökkentési lehetőség nyílik a könnyű megmunkálhatóság miatt, - tömegcsökkentés, - esztétikai szempontok vagy más előírások szükségessé teszik.

2.1.2 Műanyag csapágyaknál leggyakrabban alkalmazott műanyag típusok a teljesség igénye nélkül a. Poliamid (PA) Jellemzői: - magas szilárdság (folyási, szakító, nyomó) 70-110 MPa - nagy keménység (Rockwell) M85-M98, - szívósság, - jó kopásállóság, - jó kifáradási szilárdság és csillapítási képesség, - jó csúszási tulajdonság, - széles alkalmazási hőmérséklet tartomány (-40°C-tól + 140°C-ig) Fő alkalmazási területek: Csapágyperselyek, görgők (tartó, feszítő, vezető), kötélcsigák, fogaskerekek, csigakerekek, lánckerekek stb. Megmunkálásuk: forgácsolással történik (esztergálás, marás, fúrás, dörzsárazás, fűrészelés). Hűtés javasolt, így nagy forgácsolási sebességek alkalmazhatók, pl. v = 100-500 m/min (esztergálásra, marásra). Hagyományos fém-, famegmunkáló szerszámok használhatók, éles kivitelben. Nedves környezetben, precíziós alkatrészeknél figyelembe kell venni a poliamidok vízfelvételéből eredő méretváltozást, illetve teherbírás számításánál a változó anyagjellemzőket! b. Poliacetál (POM) Jellemzői: - magas szilárdsági (folyási, szakító) 70-80 MPa, - nagy keménység (Rockwell) M86-M90, - szívósság, - jó csúszási tulajdonság - jó kifáradási szilárdság és csillapítási képesség, - nedvesség hatására nem duzzad (víz alatti üzemmódban is alkalmazható 80°Cig) - széles alkalmazási hőmérséklet tartomány (-50°C-tól +120°C-ig) - nagyon jól forgácsolható automata gépeken is. Fő alkalmazási területek: Mérettartó, precíziós alkatrészek; kis modulú fogaskerekek; szelep ülékek; rugók; csúszó elemek; vezérlő bütykök; szigetelő elemek az elektromos iparban; állandóan vízzel érintkező gépelemek a POM C esetén 80°C-ig; görgők; kötőelemek, stb.

21 Megmunkálásuk: forgácsolással történik (esztergálás, marás, fúrás, dörzsárazás, fűrészelés), a legjobban forgácsolható műanyag. Hűtés javasolt, így nagy forgácsolási sebességek alkalmazhatók, pl. v = 200-500 m/min esztergálásra, v = 200-400 m/min marásra v = 50-100 m/min fúrásra. Hagyományos fém (fa) megmunkáló szerszámok használhatók éles kivitelben. Ragasztás és hegesztés: megvalósítható. A POM anyagcsalád fiziológiailag semleges, élelmiszerrel és gyógyszerrel érintkezhet! c. Polietiléntereftalát (PETP) Jellemzői: - magas szilárdság (folyási, szakító) 78-90 MPa, - igen nagy keménység (Rockwell) M94-M96, - síkosság - igen jó csúszási tulajdonság - jó kifáradási szilárdság és csillapítási képesség, - nedvesség hatására gyakorlatilag nem duzzad, - kedvező kúszási ellenállás, - fiziológiailag semleges, élelmiszerrel és gyógyszerrel érintkezhet, - alkalmazási hőmérséklet tartomány (-20°C-tól +115°C-ig), - nagyon jó a kopásállósága a PA és POM anyagokkal összehasonlítva nem abrazív környezetben. Fő alkalmazási területek: Nagy terhelésű csúszóelemek, siklócsapágyak, csúszóvezetékek, görgők, fogaskerekek, szivattyú elemek, finommechanikai mérettartó gépelemek, stb. Megmunkálásuk: forgácsolással történik (esztergálás, marás, fúrás, dörzsárazás, fűrészelés). Maradó feszültség elkerülése érdekében kis forgácsoló erő mellett és hűtve forgácsolható. Lekerekítések és letörések minimális értéke 1-2 mm. A hagyományos szerszámok használhatók, de csak éles kivitelben. Hűtés erősen javasolt, az alkalmazható sebességek pl. v = 200-400 m/min esztergálásra, v = 150-300 m/min marásra, v = 50-80 m/min fúrásra. Ragasztás és hegesztés: megvalósítható.

2.2. Siklócsapágyak felújítása A gépekben elterjedten alkalmazzák a különböző anyagokból (pl. bronz, ón, ólom, ólombronz, alumínium, műanyag, fa, porkohászati úton előállított, stb.) készült osztott vagy osztatlan kivitelű siklócsapágyakat. A csapágyakat változó irányú és nagyságú erők terhelik, melyek jelentős igénybevételt képeznek. A belsőégésű motoroknál alkalmazott forgattyús tengely-csapágyak általában osztott siklócsapágyak, melyek a következő három rétegből állnak (13. ábra): - acél tartó persely (1-3 mm), - ólombronz hordozóréteg (0,3-1,5 mm), - fehérfém futóréteg (0,01-0,03 mm).

22

13. ábra belsőégésű motor forgattyús tengely- osztott siklócsapágy A hordozó- és a futóréteg között található egy nikkelgát (0,001 mm), amely megakadályozza, hogy az ón a fehérfém futórétegből átdiffundáljon az alatta lévő ólombronzba. A hordozórétegnek is van kényszerfutási képessége, ha a futóréteg elhasználódna. A vállnélküli csapágycsészék csak a radiális erőket veszik fel. A forgattyús házban lévő csapágytalp és a csapágyfedél képezik a csapágyhelyet, amelybe a csapágycsészék kerülnek. Az olajtároláshoz és elosztáshoz a csapágynak egy gyűrű alakú körkörös hornya van. Támasztó orrok biztosítják a csapágyat elfordulás és elcsúszás ellen. A csapok oldalirányú játékkal rendelkeznek, hogy a főtengely a felmelegedéskor hosszirányban tágulhasson. A főtengelynek van egy főcsapágya (támcsapágynak vagy vezetőcsapágynak is nevezik), amely a tengelykapcsoló működtetésekor fellépő hosszirányú (axiális) erőket veszi fel, és megakadályozza a főtengely hosszirányban történő elcsúszását. Az axiális támcsapágy két kivitelben készül (14. ábra): a) – vállas siklócsapágy, ennek mindkét oldalán van egy váll, amely ugyanúgy rétegelt, mint a futófelülete (14/a. ábra). b) – fél csapágy, ezeket a hengerblokk mélyedéseibe helyezik be (14/b ábra). A csapágyfészekben túlfedéssel illeszkedik a csapágycsésze, ezért előfeszített állapotban szerelhető össze. A siklócsapágyak a természetes elhasználódás következtében megkopnak. A szakszerűtlen szerelés és illesztés következtében a csapágycsésze meglazul a csapágyfészekben – s mivel rögzítő-eleme miatt elforgatni nem tud – ide-oda mozogva a fészket kikoptatja. Kenési zavar esetén a csapágy kiolvadhat. A csapágyfém megrepedhet, kitöredezhet. Nagy fajlagos nyomás esetén a bélésfém kimángorlódhat. Repedést okozhat a bélésfém rossz kötése a csészéhez, Az egymáshoz közel keletkező repedések a bélésfém kitöredezéséhez vezetnek.

23

14. ábra Axiális támcsapágy a) vállas siklócsapágy b) fél csapágy A csapágyfém gyors kopását okozza a szennyezett olaj. Jellemző erre, hogy a terheletlen csapágyfém is úgy kopok, mint a terhelt. A csapágyba jutott víz is rongálódást okoz. Hatására az ónalapú csapágyfémet a tengely reszelékszerűen szaggatja ki. Az oxidokkal, acél szemcsékkel szennyezett csapágyfém is erősen koptatja a csapot. A koptatóhatás rendszerint a csapon gyűrű alakban jelentkezik. Az acélpersely – ólombronz csapágyak rendellenes kopása kenési, anyag, megmunkálási és illesztési hibákra vezethető vissza. Kenési hibák származnak az elégtelen, rossz minőségű, vagy szennyezett kenőanyag használatából, továbbá a kenőhornyok helytelen kialakításából. Gyakorlati anyaghibák: az ólombronz bélésfém szövetszerkezete egyenlőtlen, az ólomkristályok csomókban helyezkednek el, a bélésfém oxidokat vagy más szennyezőket tartalmaz. Megmunkálási hiba: a durva kiszaggatott vagy ólommal elkent siklófelület. Illesztési hiba: a szűk csapágyhézag, a csap rossz felfekvése vagy befeszülése. A tönkrement siklócsapágyakat - belsőégésű motorok javításakor – általában cserélik oly módon, hogy a kopott főtengely csapjait egy méretlépcsővel kisebbre köszörülik a javító méretre készített csapágykészlethez. Más esetekben a tengely alakhelyesre munkált csapjához készítenek siklócsapágyakat. A gyakorlatban előfordulhat, hogy javítóméretes siklócsapágy nem áll rendelkezésre, ekkor az ólombronz csapágyak hagyományos fémszórással felújíthatók 5,5-6% ónt tartalmazó ónbronz felhordásával. Az ólombronz vagy alumíniumbronz bélésfém felújítható lángszórással is. Az alumínium csapágyötvözetek heterogén szilárd oldatból és kemény vegyületi fázisokból állnak. Összetételük hasonló a használatos dugattyúötvözetekhez, vagy ón és ólom ötvözésűek, esetleg felületükön vékony (0,02 mm) ónréteggel. A keményebb fajták támasztócsésze nélkül is megfelelnek. Ma már igen sok motort alumíniumötvözésű csapággyal gyártanak. Felújításkor a hibás bélésfém kiforgácsolása után a csészét felmelegítjük 150-200°C-ra, és lángporlasztású pisztollyal 0,05-0,2 mm vastagságú, speciális nikkelbázisú alapozóréteget szórunk fel. Ezután szükség szerint ónbronz vagy alumíniumbronz hozagporral felszórható a kívánt rétegvastagság.

24

2.2.1 Hajtórúdcsapágyak felújítása A felújított csapágycsészét beágyazás előtt ellenőrizni kell. Ebből a célból a félcsészéket ellenőrzőlapra helyezzük, és megmérjük az r1, illetve r2 távolságokat (15/a. ábra). Az eltérés a 0,02 mm-t nem haladhatja meg. Ezután ellenőrizni kell az olajfuratokat és olajhornyokat is. A csapágyfészket ezután vékonyan bekenjük jelzőfestékkel, és a csapágycsészéket puha pofával sajtolva beágyazzuk. A művelet után kiemeljük a csészéket és ellenőrizzük a felfekvést. Amennyiben a felfekvés hiányos, finomreszelővel és csiszolóvászonnal vagy hántolóval a felfekvő pontokat lemunkáljuk. Ezt az illesztő műveletet mindaddig ismételjük, amíg tökéletes felfekvést nem kapunk. Amikor a hajtórúdba és a csapágyfedélbe is beágyaztuk a csapágycsészéket, a hajtórúdcsapágyat összeszereljük, és ellenőrizzük a csapágycsésze illeszkedését. Az ólombronz csapágyak üzem közben nem állíthatók, ezért ezeket pontosan szereljük össze a fúráshoz. Hajtórúdcsapágy-fúráskor fontos követelmény, hogy a csapágyfurat középvonala párhuzamos legyen a hajtórúdszem furatának tengelyével. Ezért bázisfelületnek a hajtórúdszem furatát kell felhasználni. Másik követelmény, hogy a két furat helyzetének pontossága legalább 0,05-0,1 mm legyen. Követelmény továbbá, hogy a csapágy megfelelően illeszkedjen a forgattyútengely csapjára.

15. ábra Hajtórúd csapágy A hajtórúdcsapágy legegyszerűbben esztergán fúrható, síktárcsára felfogva (16/a. ábra). Ez a befogási mód a kiegyensúlyozás nehézsége miatt csak kisebb hajtórudak fúrására alkalmas. További beállítás mellékidőigénye nagy, ezért csak egyedi megmunkáláshoz célszerű alkalmazni. Egy másik befogási módot mutat a (16/b ábra). A készülék marógépasztalra helyezhető, a megmunkáló szerszám fúrórúdba fogott kés. Ezzel a befogással azonos típusú hajtórúd gyors befogása és helyzetmeghatározása valósítható meg, így az előző megmunkálási módnál sokkal termelékenyebb.

25

16. ábra Hajtórúdcsapágy felfogatása megmunkáláshoz a) síktárcsára b) marógépasztalra A hajtórúdcsapágy sorozat megmunkálásra célgép alkalmas (17. ábra). A vízszintes öntött gépágyhoz (1) csatlakozik a hajtómotor és a háromfokozatú hajtómű (2). Innen ékszíjak viszik át a hajtást a fő hajtóműhöz (3), amely a fúróorsó forgatását végzi. A fúrószán (4) a gépágy vezetékein mozdul el kézi vagy gépi előtolással. A fúrórúd (5) rövid kúppal és peremmel csatlakoztatható a főorsóhoz. A hajtórúdfelfogó készülék (6) a gépágy oldalán helyezkedik el. A hajtórudat a cserélhető tüskére (7) lehet felfogni, amely szánokkal vízszintes és függőleges irányban állítható. A furat központosítását a fúrórúdhoz csatlakoztatható kúpos gyűrű könnyíti meg.

17. ábra Hajtórúdcsapágy megmunkáló célgép A furat elkészítése után a csapágyat méretre kell oldalazni úgy, hogy a szélesség kétezrede legyen a hézag. Oldalazás után a csapágy sarkait a csap lekerekítési sugarának megfelelően törjük le. Finomfúrás után a hajtórúdcsapágyakat szétszereljük, és elékészítjük az olajhornyokat. Az olajfuratok és hornyok sarkait kerekítsük le, mert az éles sarkok az olajfilmet megszakítják. A fehérfém bélésű csapágyakat fúrás után kézi hántolással még illeszteni is kell. Az ólombronz

26 csapágyakon hántolni legfeljebb csak a csapágysarkokat kell, ha nem illeszkednek jól a forgattyútengelycsap sugarára. Fehérfém bélésű csapágyak illesztését is a rádiuszhántolással kezdjük, mivel ez nem készíthető pontosan. A csapágyfelfekvés ellenőrzésére célszerű jelzőfestéket használni, hogy jobban látható legyen a hordkép. A kiemelkedő pontokat mindaddig hántolni kell, amíg négyzetcentiméterenként 5-6 felfekvési pont látható. Az illesztés utolsó szakaszában a csapágyat a hordkép ellenőrzéshez alátétlemezekkel kell összeszerelni, és a hajtórúdcsavarokat a végszereléshez hasonlóan az előírt nyomatékkal kell előfeszíteni.

3. GÖRDÜLŐCSAPÁGYAK MEGHIBÁSODÁSAI A gördülőcsapágyak a gépek túlnyomó többségében a legfontosabb alkatrészek közé tartoznak. A csapágyak élettartamát kielégítő pontossággal ki lehet számítani, azonban előfordul néha, hogy a csapágy nem éri el a kiszámított (névleges) élettartamát. A kiválasztó okok a következők lehetnek: - meg nem engedhető (a számítottnál nagyobb) terhelés, - beépítési, szerelési hiba, helytelen hézagolás, - nem megfelelő, vagy elégtelen kenés, - rossz hatásfokú, vagy elkopott tömítés, - abrazív anyagok beszűrődése a csapágyba, - anyaghiba, - gyártási hiba, nem megfelelő felületminőség. Az üzemeltetés során az üzemeltetőnél keletkező hibák okainak megoszlása általában a 4. sz. táblázat szerint alakul. 4. táblázat Csapágyhibák százalékos megoszlása Hibaok Kenés Szerelés Környezet Mechanikai Metallurgiai

Előfordulási gyakoriság 40% 30% 20% 10% < 1%

Bár a kenés szerepe a legnagyobb, más okok is hatást gyakorolnak erre, mint pl. a túlterhelés okozta melegedés következtében oxidálódott kenőanyag. A hibák elemzése során ezért különösen fontos a kiinduló ok tisztázása, mert az általános hibaokok rendszerint kölcsönhatásokkal magyarázhatók.

3.1 Gördülőcsapágyak hibajelenségei A csapágyak cseréjére rendszerint meghatározott hibajelenségek felismerése vezet. Az üzemelő csapágyak állapotát ugyanis olyan jelenségek alapján határozzák meg, mint a zaj, a rezgés és a hőmérséklet. Ezeknek a jelenségeknek meghatározott szintjei vagy amplitúdói alapján állapítják meg, hogy az adott csapágyat hibásnak vagy elhasználódottnak kell minősíteni.

27 A csapágyakon leggyakrabban észlelt hibajelenségek: - zaj - magas hőmérséklet - nagy súrlódás vagy nyomaték - erős rezgés - hibás működés - berágódás - korrózió. A hibajelenségekkel kapcsolatos legnagyobb problémát az jelenti, hogy nehéz meghatározni, hogy az milyen alapvető okra vezethető vissza. Az 5. táblázat az alapvető hibaokok és a hibajelenségek legvalószínűbb összefüggéseit és a javasolt intézkedéseket foglalja össze és ennek megfelelően a kiindulási pontok felismerését kívánja lehetővé tenni.

3.2 Szabályos terhelési nyomok (futófelületek nyomai és azokból levonható következtetések) Nem minden terhelési nyom és folt jelent csapágyhibát. Teljesen normális üzemű csapágyakon is gyakran találhatók terhelési nyomok. A terhelési nyomok értelmezése Amikor a gördülőcsapágy terhelés alatt forog, az érintkező felületek általában fénytelenné, mattá válnak. Ez nem jelent a szó szokásos értelmében vett kopást és nincs hatással a csapágy élettartamára. A futópálya matt felületrészei terhelési nyomokat, ún. „terhelési mintázatot” alkotnak, amelyek alakja a terhelési és a futási viszonyoktól függően változó. Ezeket a terhelési nyomokat alaposan megvizsgálva megállapítható, hogy a csapágy szabályosan, vagy rendellenesen üzemel. Ha megtanultuk megkülönböztetni a normális és a rendellenes terhelési nyomokat és egyéb jeleket, akkor következtetni tudunk a hiba okára és megelőzhetjük, hogy újra előforduljon.

3.2.1 Egyirányú radiális terhelés (18. ábra) a belső gyűrű forog (a) a külső gyűrű (b) áll

18. ábra Egyirányú radiális terhelés, belső gyűrű forog, külső gyűrű áll a) a mintázat a futópálya közepén a futópálya teljes kerületére kiterjed, egyenletes szélességben b) itt a terhelés a legnagyobb, valamint legszélesebb a pályamintázat és vége felől elhalványodik. Mintázat a futópálya közepén helyezkedik el

28 5. táblázat Gördülőcsapágyak hibaokai, hibajelenségei és megszüntetésük

29

3.2.2 Egyirányú radiális terhelés (19. ábra) a belső gyűrű (a) áll a külső gyűrű (b) forog

19. ábra Egyirányú radiális terhelés belső gyűrű áll, külső gyűrű forog a) itt a terhelés a legnagyobb valamint legszélesebb a pályamintázat és vége felé elhalványodik. Mintázat a futópálya közepén helyezkedik el. b) a mintázat a futópálya közepén a futópálya teljes kerületére kiterjed, egyenletes szélességben.

3.2.3 Belső gyűrűvel együtt forgó radiális terhelés (20. ábra) a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll

20. ábra Belső gyűrűvel együtt forgó radiális terhelés a) mivel a terhelés a belső gyűrűvel fázisban együtt forog, mindig ugyanazon futópálya pontra hat, itt a futópálya közepén legszélesebb a pályamintázat és a vége felé elhalványodik. b) a mintázat a futópálya közepén a futópálya teljes kerületére, egyenletes szélességben kiterjed.

30

3.2.4 Külső gyűrűvel együtt forgó radiális terhelés (21. ábra) a belső gyűrű (a) áll, a külső gyűrű (b) forog

21. ábra Külső gyűrűvel együtt forgó radiális terhelés a) mivel a terhelés forog a belső gyűrű áll itt a futópálya közepén a pályamintázat a futópálya teljes kerületére kiterjed egyenletes szélességben b) mivel a terhelés a külső gyűrűvel fázisban együtt forog mindig ugyanazon futópálya pontra hat, itt a futópálya közepén legszélesebb a pályamintázat és a vége felé elhalványodik.

3.2.5 Egyirányú axiális terhelés (22. ábra), a belső (a) vagy külső (b) gyűrű forog

22. ábra Egyirányú axiális terhelés belső vagy külső gyűrű forog A pályamintázat kiterjed mindkét futópálya teljes kerületére és oldalirányba eltolódik.

31

3.2.6 Egyirányú radiális és axiális terhelés kombinációja (23. ábra), a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll

23. ábra Egyirányú radiális és axiális terhelés kombinációja, belső gyűrű forog, külső áll a) a pályamintázat kiterjed a futópálya teljes kerületére, egyenletes szélességében, axiális terhelés miatt a mintázat az egyik oldal felé eltolódik b) axiális terhelés miatt a pályamintázat kiterjed a futópálya teljes kerületére és eltolódik egyik oldal felé. A mintázat a radiális terhelés irányában a legszélesebb.

3.2.7 Kiegyensúlyozatlanság (24. ábra) és egyirányú radiális terhelés

24. ábra Kiegyensúlyozatlanság és egyirányú radiális terhelés Mivel a belső gyűrű (a) forog és a külső (b) vándorol a pályamintázat kiterjed mindkét gyűrű futópályájának teljes kerületére egyenletes szélességében. Tiszta radiális terhelés esetén a mintázat a futópálya közepén helyezkedik el.

32

3.2.8 Túl szoros illesztés, előfeszítés és egyirányú radiális terhelés (25. ábra) a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll

25. ábra Túl szoros illesztés, előfeszítés és egyirányú radiális terhelés a) mivel a belső gyűrű forog, a pályamintázat kiterjed a futópálya teljes kerületére egyenletes szélességében. Tiszta radiális terhelés esetén a mintázat a futópálya közepén helyezkedik el. b) mivel a külső gyűrűnek előterhelése van, az egész gyűrű terhelés alatt van, így a mintázat kiterjed a futópálya teljes kerületére és legszélesebb a radiális terhelés irányában. Tiszta radiális terhelés esetén a mintázat a futópálya közepén helyezkedik el.

3.2.9 Ház alakhibája, (ovális összenyomódás), deformáció (26. ábra), a belső gyűrű (a) forog, a külső gyűrű (b) áll

26. ábra Ház alakhibája (ovális összenyomódás), a belső gyűrű forog, a külső áll a) mivel a belső gyűrű forog, a pályamintázat kiterjed a futópálya teljes kerületére egyenletes szélességben. b) mivel a külső gyűrű ovális alakba torzult, a pályamintázat a futópálya átmérőjének ellentétes szegmensein helyezkedik el. A mintázat ott a legszélesebb, ahol a nyomás keletkezett.

33

3.2.10 Beállítási hiba, külső gyűrű szöghibás (27. ábra) belső gyűrű (a) forog, külső gyűrű (b) áll. Külső gyűrű szöghibája a tengelyhez képest értelmezhető

27. ábra Külső gyűrű szöghibája, belső gyűrű forog, külső gyűrű áll a) mivel a belső gyűrű forog, a pályamintázat kiterjed a futópálya teljes kerületére egyenletes szélességében. b) a szöghiba következtében a golyópálya ovális és a mintázat az átmérő ellentétes szegmensein a legjellegzetesebb, egymáshoz viszonyítva átlóban eltolt. Az ilyen jellegű hiba mélyhornyú golyóscsapágyaknál fordul elő.

3.2.11 Beállítási hiba, belső gyűrű szöghibás (28. ábra), belső gyűrű (a) áll, külső gyűrű (b) forog. A belső gyűrű szöghibája a tengelyhez képest értelmezhető

28. ábra Külső gyűrű szöghibája, belső gyűrű áll, külső gyűrű forog a) a szöghiba következében a golyópálya ovális és a mintázat az átmérő ellentétes szegmensein a legjellegzetesebb, egymáshoz viszonyítva átlóban eltolt. b) mivel a külső gyűrű nem forog, a pályamintázat a terhelés irányában a legszélesebb és vége felé elhalványodik, elmosódik. A belső gyűrű szöghibája következtében lecsökken a hézag. A pályamintázat hossza függ a szöghiba, a csapágy hézaga csökkenésének nagyságától.

34 Az ilyen jellegű hiba mélyhornyú golyóscsapágyaknál fordul elő.

3.3 Csapágykárosodás különféle típusai, hibafajták A megfelelően méretezett, szerelt, kent és karbantartott csapágy rendszerint eléri a tervezett élettartamot és elhasználódás miatt válik hibássá. A hibafajták általános jellemzője, hogy rendszerint valamennyi alkatrésznél felléphetnek. Az egyes hibafajták kialakulása rendszerint már az üzemelés első szakaszában megkezdődik, majd addig fokozódik, míg végül azok egyike domináns hibajelenség formájában is jelentkezik. Valamennyi lehetséges hibafajta felismerése jelentős tapasztalatot és anyagismeretet igényel. A gördülőcsapágy hibák osztályozásánál a hibafajtáknak azonosítható jellemzői vannak, a hiba mechanizmusa azonosítható a megjelenési formákból, és a megfigyel sérülés azonosítja a hiba okát. Egy csapágyon rendszerint több hiba fordul elő azonos időszakban. A gördülőcsapágyak elsődleges (primer) és másodlagos (szekunder) kopási módjait a 6. táblázatban foglaltuk össze. A szekunder károsodások, melyek a csapágy szétszerelésekor kerülnek napvilágra, minden esetben valamilyen primer károsodás eredményeként, továbbterjedéseként jelentkeznek.

3.4 A csapágyhiba közeledtét jelző tipikus jelenségek A nem megfelelően működő csapágyaknál általában észlelhetők hibára utaló jelek. A csapágy sérülésének mértékétől függően sok félrevezető jel is felléphet. Az esetek többségében ezek a jelek egy másodlagos sérülésből adódnak. A csapágyhibák hatékony kereséséhez szükség van a hibajelek elemzésére aszerint, hogy melyiket észlelték elsőnek. A nem megfelelően működő csapágyak hét leggyakoribb hibajelensége (7. táblázat). 7. táblázat A B C D E F G

A csapágy túlmelegedése Zajos a csapágy Túl gyakoriak a csapágycserék Rezgés A berendezés nem kielégítő működése Laza a csapágy a tengelyen Nehezen forog a tengely

A tipikus üzemi körülmények tipikus hibajelenséggel párosulnak, ami a csapágy működésére jellemző. Néhány példát a 8. táblázat tartalmazza a teljesség igénye nélkül.

6. táblázat Gördülőcsapágyak károsodásának különféle típusai Módja KOPÁS 1. Abraziv részecske okozta kopás

Jellemzője

Oka, kiküszöbölés módja PRIMER KÁROSODÁSOK

- kis benyomódások a futópályán és a gördülő elemeken - homályos, kopott felületek - elszíneződött a kenőzsír a kosárról leváló részecskéktől

2. Elégtelen kenés okozta kopás

- kopott, néha tükrös felületek, - bizonyos idő után kékesbarna elszíneződés.

3. Vibráció okozta kopás

- hosszúkás téglalap alakú benyomódások a görgős csapágyaknál, körkörös benyomódások a golyóscsapágyaknál. - az aljuk fényes vagy rozsdás

BENYOMÓDÁSOK - benyomódások mindkét 1. Helytelen szerelés gördülőelemek osztásának vagy túlterhelés távolságban. okozta benyomódás.

- tisztaság hiánya, szerelés előtt és alatt, - hatástalan tömítés - szennyezett kenőanyag. Tisztán tartani a csapágyat beszerelésig, friss kenőanyagot kell használni, és ellenőrizni kell a tömítéseket. nem megfelelő kenés, ami gyors hőmérsékletemelkedéshez vezethet. Kenés hatékonyságának javítása, valamint vizsgáljuk felül a kenési időközöket és a tömítéseket.

- vibrációnak volt kitéve az álló csapágy. Gondoskodni a rezgéscsillapító alapozásról, valamint, ahol lehet ott alkalmazzunk golyóscsapágyakat a görgőscsapágyak helyett.

gyűrűn a - nem a megfelelő gyűrűre alkalmazták a sajtolóerőt megfelelő beszereléskor, - túlságosan felnyomták a csapágyat a kúpos tengelycsapra - túlterhelték az álló csapágyat. Be kell tartani a pontos szerelési útmutatást, vagy nagyobb statikus teherbírásúra kell a csapágyat kicserélni.


36 Módja 2. Idegen részecske okozta benyomódások

Jellemzője


- kis benyomódások a futópályán és a - szereléskor idegen részecskék kerültek be a csapágyba, gördülőelemeken a környezetből vagy a kenőanyaggal. Tisztán tartani a csapágyat beszerelésig friss kenőanyagot kell használni, és ellenőrizni kell a tömítéseket.

ELKENŐDÉS - két nem megfelelően kent (elégtelen (berágódás) 1. Görgő végek és kenés) felület egymáson nagy terhelés alatt csúszik, akkor a futófelületen elkenődés jön vezetővállak létre. elkenődése - barázdált és elszíneződött a görgővégek és a vezetővállak felülete a nagy terhelés és elégtelen kenés melletti súrlódás következtében. 2. Csúszási elkenődés - barázdált és elszíneződött területek a a görgőkön és a futópályák terhelési zónájának kezdetén és a futópályán görgők felületén.

3. Axiális golyóscsapágyak elkenődése.

- ferde, átlós futópályákon

irányú

elkenődés

- nagy axiális terhelés - elégtelen kenés Elkerülhető megfelelő kenőanyag alkalmazásával (pl. nagyobb viszkozitású olaj alkalmazásával)

- a terhelési zónába belépő görgők felgyorsulása okozza. Megfelelőbb kenőanyag választásával (pl. nagyobb viszkozitású) vagy a csapágyhézag csökkentésével lehet a hibát kiküszöbölni.

a - a terhelés a fordulatszámhoz viszonyítva alacsony. A hiba megelőzhető axiális terhelés növelésével (rugók beépítése). Ellenőrizni kell, hogy meg van-e a maximális axiális terhelés.


37 Módja 4. Külső felületek elkenődése

Jellemzője


- barázdált vagy elszíneződött a gyűrű - a gyűrű tengelyhez, vagy házhoz viszonyított furatának, vagy palástjának a felülete elforgása (rezgése) okozza. vagy oldalfelülete. A hiba elkerülhető, ha szorosabb illesztést alkalmazunk, így megakadályozzuk a gyűrű forgását a csapágyülékhez képest. Nagyobb axiális összeszorítással a hiba nem oldható meg.

5. Veszélyes felületi - kezdetben a károsodás nem látható - elégtelen kenés, következménye ha nem tud kenőfilm kialakulni a felületek között. elkenődés szabad szemmel - előrehaladott állapotban kisméretű, Javítani kell a kenés hatékonyságot. kristályos törési felületi kráterek.

KORRÓZIÓ 1. Vakrozsda

- Víz, nedvesség vagy korrozív anyag bejutása a - szürkésfekete sávok a futópálya csapágyba majd későbbi fázisban megjelenik a felületén, a gördülőelemek osztásának felület kipattogzódása. megfelelő helyén.

2. Illesztési korrózió - rozsda formájában jelentkezik a csapágy - túl laza illesztés - csapágyülék alakjának következménye. (fretting) külső vagy belső gyűrűjén - megmutatkozhat a futópályák megfelelő Csapágyüléket helyesen kell kialakítani. szakaszain erősen kirajzolódó terhelési nyomok formájában.


38 Módja VILLAMOS ÁRAM 1. Átfolyó villamos áram okozta károsodás

Módja

Jellemzője


- sötétbarna, vagy szürkésfekete barázdák - villamos áram folyik át a csapágyon, akkor vagy gödrök a futópályán és a összehegedések jönnek létre egyes alkatrészek gördülőelemeken. felületei között. Meg kell változtatni az áram útját úgy, hogy elkerülje a csapágyat vagy gondoskodni kell a csapágy villamos szigeteléséről (szigetelt csapágy alkalmazása).

Jellemzője

Oka, kiküszöbölés módja SZEKUNDER KÁROSODÁSOK

KIPATTOGZÁS - erősem kirajzolódó terhelési nyomok (pitting) 1. Előfeszítés okozta a futópályán - kipattogzódás a nagyobb terhelésű felületi kipattogzás zónában.

2. Ovális összenyomódás okozta kipattogzás


- túl szoros az illesztés, vagy kúpos tengelycsapra való túlzott feltolás miatti túlzott előfeszítés. - egysorú ferde hatásvonalú, vagy kúpgörgős csapágyak esetén túl nagy előfeszítést állítottak be. Változtatni kell az illesztést, vagy nagyobb hézagú csapágyat kell alkalmazni. - erősen kirajzolódó terhelési nyomok - ha a csapágyat ferdén szerelik az a és kipattogzások mindkét gyűrűn csapágyfészek ovalitásához vezet. egymástól 180°-ra levő zónákban. Új tengelyre vagy házra van szükség, de lehetséges megoldás a fémszórás és az alkatrész újra köszörülése.


39 Módja 3. Benyomódás okozta kipattogzás.

Jellemzője

Oka, kiküszöbölés módja SZEKUNDER KÁROSODÁSOK - kipattogzások és benyomódások a - helytelen szerelés, vagy az álló csapágy futópályán a gördülő elemek túlterhelésének következménye. osztásának megfelelő helyeken. - kis benyomódásokkal kísért kipattogzás a szerelés során vagy kenőanyag bevitelével (kemény szennyeződések).

4. Berágódás okozta kipattogzás

- kipattogzás formájában jelentkező csúszási berágódás a futópálya terhelési zónája közelében, ahol a görgők felgyorsulnak.

5. Barázdált vagy kráterek okozta kipattogzás

- fényes vagy korrodált barázdák illetve kráterek a csapágyat álló helyzetben ért rezgések következtében, vagy elektromos áram okozta sötét színű, égési foltok.

REPEDÉSEK 1. Durva kezelésből adódó repedés

- a keresztirányú berágódási nyomok a helytelen szerelés következményei, ahol elfelejtették a gyűrűk forgatását szerelés közben. Használjunk jó kopáscsökkentő adalékot tartalmazó kenőanyagot. - tengelyrezgés, illetve áram folyik át a csapágyon. Meg kell változtatni az áram útját, és gondoskodni kell a rezgések csillapításáról.

- repedések, vagy kitört darabok a - szereléskor közvetlenül a gyűrű mért ütések gyűrű egyik oldalán okozzák. A csapágyat a szerelési útmutató szerint kell felszerelni, és soha ne tegyük ki a csapágyat közvetlenül ütésnek.


40 Módja 2. Túlzott feltolásból adódó repedés

Jellemzője

Oka, kiküszöbölés módja SZEKUNDER KÁROSODÁSOK - a gyűrű teljes keresztmetszete - szerelési útmutató előírásainak betartása mentén elrepedt - illesztés megváltoztatása - kúpos tengelycsapra való túlzott feltolás - hengeres csapágyülék esetén túl nagy túlfedéssel történő illesztés.

3. Elkenődés okozta repedés

- csapágygyűrű együttes berágódása és - ez a berágódás egy késői fázisa jó repedése, ami a teljes keresztmetszetre kopáscsökkentő adalékot tartalmazó is kiterjedhet. kenőanyag alkalmazásával megelőzhető.

4. Illesztési korrózió okozta repedések

- keresztirányú repedések a belső - túl laza illesztésből vagy csapágyütés gyűrűben és rendszerint hosszirányú alakhibájából eredő illesztési korrózió. repedések a külső gyűrűben Ellenőrizni kell az illesztést és alakítsuk ki megfelelően a csapágyülékeket.


41 Módja

Jellemzője

Oka, kiküszöbölés módja SZEKUNDER KÁROSODÁSOK

KOSÁRSZERKEZETEK Ha egy csapágykosár meghibásodik, mindig nehéz megállapítani a hiba okát. Általában a kosárral egyidőben a csapágy más elemei is KÁROSODÁSAI

meghibásodnak, ami tovább nehezíti a hibaok feltárását. A kosarak meghibásodásának a leggyakoribb okai a vibráció, túl magas fordulatszám, kopás és a helyzetbeállítási hiba. - Vibráció Ha egy csapágyat vibrációnak teszünk ki, akkor a tehetetlenségi erők olyan mértékűek lehetnek, hogy fáradásos repedéseket okoznak a kosár anyagában. Ezek a repedések előbb vagy utóbb a kosár töréséhez vezetnek. Gondoskodjunk rezgésmentes alapozásról. - Túl magas fordulatszám Ha a csapágy magasabb fordulatszámmal jár, mint amire a kosarat tervezték, akkor a tehetetlenségi erők töréshez vezethetnek. - Kopás Az elégtelen kenés, vagy abrazív részecskék a kosár kopásához vezethetnek. A gördülőcsapágyaknál fontos szempont, hogy elkerüljük a csúszó súrlódást. Nem lehet azonban kizárni a kosár és a gördülőelemek közötti súrlódást. Ezért, ha kenési elégtelenség lép fel. a kosár az első alkatrész, amire káros hatással van. Mivel a kosár lágyabb fémből készül, a kopás viszonylag gyorsan bekövetkezik. Ahogy a kopás következtében növekszik a kosár rekeszeinek mérete, a fellépő erők egyre gyorsabban okozhatnak törést. Ugyanez lesz az eredmény, ha abrazív részecskék kerülnek a csapágyba. - Blokkolás A leváló darabkák és az idegen részecskék beékelődhetnek a kosár és a gördülőelemek közé és meggátolhatják azok forgását. Ez a kosár meghibásodásához vezethet. Amennyiben megakadályozzuk a nagyobb szemcsék bejutását a csapágyba, a kosár még igen nehéz üzemviszonyok között is képes meghibásodás nélkül működni.


8. táblázat A +

B + +

Hibajelenségek C D E + +

+ +

+

+

+

+

+ +

+ +

+

+

+

+

F

G +

+

+

+

+

+

+

+ +

+ +

+ +

Tipikus üzemi körülmények Elégtelen kenés (alacsony az olajszint elszökik a kenőanyag a tömítéseknél) Meglazult a csapágy a tengelyen (túl kicsi az átmérő vagy nem húzták meg eléggé a szorítógyűrűt) Rezgés (túlzottan nagy a csapágyhézag vagy kiegyensúlyozatlan terhelés) Túlméretes a tengelycsap vagy alulméretes a fészekfurat (túlmelegszik a csapágy) Abrazív hatású idegen anyag (homok, egyéb szilárd anyagok stb.) Korrozív határú idegen anyag (víz, sav, festék, stb.) Túl kicsi a tengelyváll vagy túl kicsi a fészekváll

A 9. sz. táblázat a gördülőcsapágyak kenéstechnikai meghibásodására utaló jelek és okok vannak összefoglalva.

43 9. táblázat Gördülőcsapágyak kenéstechnikai meghibásodására utaló jelek és a hibák okai

44

3.5 Csapágyak működés közbeni vizsgálata A gépek állapotának üzem közbeni vizsgálata és a szükségesé nagyjavítások tervezése egyre nagyobb fontosságúvá válik. A csapágyakon van a fő hangsúly, mivel azok létfontosságú szerepet játszanak minden forgó alkatrészeket tartalmazó gépben. Az állapotfelügyelet a megelőző karbantartás területének egy gyorsan fejlődő tevékenysége. A csapágyhibák kori észlelése lehetővé teszi, hogy kicseréljük a csapágyat a tervezett karbantartás során, így elkerülhető a berendezés váratlan leállása a csapágy meghibásodása miatt. A kritikus gépekben és a mostoha körülmények között üzemelő csapágyakat gyakrabban kell ellenőrizni. Ma már sok rendszer és/vagy berendezés kapható a kereskedelemben a csapágyak állapotfelügyeletéhez. Ezek többsége rezgésmérésen alapszik. Gyakorlati okokból azonban nem minden gépre, illetve gépfunkcióra alkalmazzák a korszerű műszeres állapotfelügyeletet. Ezekben az esetekben továbbra is a gép kezelőjének, illetve karbantartójának kell figyelni a csapágyhibákra utaló jeleket, mint pl. zaj, növekvő hőmérséklet és erősödő rezgés. A „hallgatás”, „tapintás” és „szemrevételezése” a három fontos eljárás.

3.5.1 Hallgatás A futási rendellenességek megállapításának közismert módja a meghallgatás. Például egy elektronikus sztetoszkóp segítségével a rendellenes zajok észlelhetők, sőt tapasztalt gépkezelő számára visszavezethetők egy adott gépalkatrészre. A jó állapotban lévő csapágyak halk morajló hangot adnak. A csikorgó, sivító hangok általában a csapágyak rossz üzemi állapotára utalnak. A sivító hangot okozhatja pl. elégtelen kenés. A csapágy külső gyűrűjében lévő benyomódások rezgést kelthetnek, amely sima, tiszta hangot eredményez. A szereléskor alkalmazot6t kalapácsütésekből, vagy berágódásokból származó gyűrűhibák különféle zajokat keltenek a csapágy üzemi fordulatszámától függően. A szaggatott zajok jelenhetik egy gördülőelem sérülését. A zaj akkor keletkezik, amikor a sérült felület átgördül. A csapágyban lévő piszok, csikorgó hangot okoz. A súlyosan sérült csapágyak rendellenes és hangos zajt keltenek.

29. ábra Hallgatással történő ellenőrzés

45 A csapágyhibák bizonyosan megállapíthatók hallgatással, de a meghibásodás gyakran olyan előrehaladott, hogy a csapágyat azonnal ki kell cserélni. Ezért jobb módszer, ha az elektronikus állapotfelügyelet eszközeit használjuk. Ezek az új eszközök sokkal biztonságosabb és pontosabb előjelzést tesznek lehetővé, mit az a korábbi módszer, hogy egy csavarhúzó vagy egy bot egyik végét a csapágyházhoz szorítjuk, és a másik végéhez tesszük a fülünket.

3.5.2 Tapintás A magas hőmérsékletek gyakran jelzik, hogy a csapágy rendellenesen üzemel. A magas hőmérséklet káros lehet a csapágy kenőanyagára. A túlmelegedés néha a kenőanyagnak tudható be. Tartósan 125°C feletti hőmérsékleteken történő üzemelés csökkentheti a csapágy élettartamát. A magas csapágyhőmérséklet okai lehetnek pl. túl kevés vagy túl sok kenőanyag. Szennyeződések a kenőanyagban, túlterhelés, csapágy sérülése, túl kicsi csapágyhézag, feszülés és a tömítések erős súrlódása. Ezért szükséges a hőmérséklet folyamatos ellenőrzése mind a csapágyaknál, mind más fontos alkatrészeknél. Minden hőmérséklet-változás valamilyen rendellenességre utalhat, ha az üzemi körülmények nem változtak ez idő alatt. A csapágyhőmérséklet rutinszerűen és pontosan ellenőrizhető tapintó hőmérővel. A kritikus csapágyakat, amelyek meghibásodása a berendezés üzemzavarához vezet, elvileg fel kell szerelni hőmérővel. Fontos megjegyezni, hogy közvetlenül a kenés és utánkenés után egy egy-két napig tartó természetes hőmérséklet-emelkedés tapasztalható.

30. ábra A tapintással történő ellenőrzés

3.5.3 Szemrevételezés A piszoktól és nedvességtől védett, megfelelő kenésű csapágyakon általában nem látszanak elhasználódási jelek. Ennek ellenére tanácsos a csapágyakat szemrevételezéssel megvizsgálni, ha hozzáférhető helyen vannak, valamint időközönként ellenőrizni a tömítéseket.

46 Ellenőrizzük a csapágyak közelében levő tömítések állapotát, győződjön meg, hogy nem engednek forró vagy korrodáló folyadékokat, illetve gázokat bejutni a tengely mentén. A védőperemek és labirinttömítések legyenek mindig zsírral feltöltve, hogy maximális védelmet nyújtsanak. A kopott nemez- és gumitömítéseket a lehető legrövidebb időn belül cseréljük ki. A piszok bejutásának megakadályozásán túlmenően a tömítéseknek ugyancsak fontos feladata, hogy bent tartsák a kenőanyagot a csapágyházban. Ha kenőanyag-szivárgást tapasztalunk a tömítési helyeknél, azonnal meg kell vizsgálni, hogy a tömítés elhasználódott, vagy meghibásodott, vagy kilazult a zárócsavar. A szivárgások származhatnak a csapágyház illeszkedő felületei közötti résekből, vagy a zsír mechanikai igénybevétel miatti széteséséből és a kiszabaduló olajból, illetve kenőanyag-túltöltésből. Ellenőrizzük az automatikus kenőrendszerek helyes működését úgy, hogy feltöltjük olajjal vagy zsírral, és meggyőződünk, hogy megfelelő-e a távozó kenőanyag mennyisége. Alaposan vizsgáljuk meg magát a kenőanyagot is. Az elszíneződések, elsötétülések általában a kenőanyag szennyezettségére utalnak.

31. ábra Szemrevételezéssel történő ellenőrzés

3.5.4 Állapotfelügyelet Különböző módszerek léteznek a csapágyak működési viszonyainak felügyeletéhez, amelyek segítenek meghatározni a csapágyhiba közeledét, és elkerülni a költséges üzemzavarokat. A nagy megbízhatóságú mérőműszerek teljes sora és a hozzájuk kapcsolódó szoftverek az eredmények gyorsabb és pontosabb kiértékelését teszik lehetővé. A felügyeleti eszközök által szolgáltatott adatok segítenek a felhasználóknak elkerülni a nem tervezett leállásokat. Ezek az eszközök azonnali jelentéseket készítenek a csapágy általános működésével viszonyairól és a trendeket követve betervezhető a csapágyak cseréje a tervszerű karbantartási ciklusban. Az állapotfelügyelet a gépek műszeres felügyeletét foglalja magába, folyamatos vagy időszakos ellenőrzésekkel. Gyakran alkalmazzák a több paraméter együttes vizsgálatán alapuló eljárásokat, pl. alacsony frekvenciájú rezgések mérését (gyorsulás, sebesség vagy elmozdulásmérés), rezgésképvizsgálatot (csúcsértékek, ill. középértékek időbeli változása), vagy a SEE (Spectral Emitted Energy) mérést (SKF). Hogy egy konkrét esetben melyik a legjobb módszer, az az adott alkalmazástól függ.

47 A 32. ábra a rezgésvizsgálaton alapuló állapotfelügyelet előnyeit mutatja be. Az állapotfelügyeleti rendszer által szolgáltatott korai figyelmeztetés azt jelenti, hogy hosszú idő áll rendelkezésre, a korrekciós intézkedések megtételére.

32. ábra Az állapotfelügyelet előnyei

48

IRODALOMJEGYZÉK [1]

Dr. Janik József és társai: Gépüzemfenntartás I-II. Dunaújvárosi Főiskola Kiadói Hivatal Dunaújváros, 2001.

[2]

Ember M. – Jánossy Gy. – Szijjártó O.: Mezőgazdasági gépek javítása Egyetemi tankönyv Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1983.

[3]

Sólyomvári K.: Járműfenntartás Műegyetemi Kiadó 1999.

[4]

Dr. Kégl Tibor – Szabó József: Korszerű diagnosztikai módszerek Főiskolai Jegyzet, Dunaújváros, 1995.

[5]

Baránszky-Jób /Szerk./: Hegesztési kézikönyv Műszaki Kiadó Budapest, 1995.

[6]

Gáti I. /Szerk./: Hegesztési zsebkönyv Műszaki Kiadó, Budapest, 1966.

[7]

Dr. Vadász E. /Szerk./: TMK zsebkönyv Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985.

[8]

Csokán P. – Nádasi E.: Felületnemesítés fémbevonatokkal Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979.

[9]

SKF csapágy-karbantartási kézikönyv SKF Svéd Golyóscsapágy Rt., Budapest, 1994.

[10]

Valasek I.: Tribológia 3 Gépelemek kenése TRIBOTECHNIK Kft., Budapest, 2003.

GÉPJAVÍTÁS V. SEGÉDLET

Recommend Documents