A siklócsapágy

A csapágy termékek egyik fő típusa a siklócsapágy, de sok helyen csúszócsapágy a neve. Működését tekintve a kellő feltételek mellett a köztük kialakuló vékony zsírrétegen vagy olajrétegen csúsznak, másik esetben viszont a csapágy és a tengely felülete csúszik egymáson. Ennél az egyszerű csapágy terméknél nagy előny az egyszerű szerkezet, viszont a nagy ellenállás pedig nagy hátránya, főleg indításnál. Az üzemre és a kialakításra kényesebbek ezek a csapágy termékek, mint a gördülőcsapágyak, a súrlódási viszonyok viszont vetekszenek vele, de csak azon csapágy esetében, amelyek hidrosztatikai vagy hidrodinamikai elven működnek.

 

A hidrodinamikus csapágy

Radiális csapágy esetében a csapágy alsó pontjára ül le a nyugalmi állapotban található tengelycsap. Feltételezhető, hogy viszkózus kenőolajjal fel van töltve a csapágy. Mivel a csapágycsésze furatának felületén fekszik a csap álló helyzetben, így indításnál a tengelynek a száraz súrlódást kell legyőznie elsőként. Amikor a csapágy tengelye először forog meg, a csésze száraz felületére kerül fel, így magával sodorja a rátapadt kenőfolyadékot a csap. A csapágy tengelyének középpontja elmozdul vízszintesen a forgásirányban, magát a tengelyt pedig picit megemelik, mindent a szűkülő résben fellépő hidrodinamikai erők okozzák.

Nem tud kialakulni a tiszta folyadéksúrlódás mindaddig, amíg a legnagyobb érdességi csúcs magasságát nem haladja meg a rés mérete, ugyanis érdes felülettel rendelkeznek a valóságos alkatrészek. Bekövetkezik az ideális folyadéksúrlódási állapot, amint a rés eléri a megfelelő nagyságot a fordulatszám növelésével. A sebességgel együtt változik a folyadék súrlódása is, enyhén nő a súrlódási tényező, amint tovább nő a szögsebesség. Kialakulni kizárólag a forgás irányában beszűkölő résben tud a hidrodinamikus erő, amely a csapot tartja. A siklócsónakokhoz lehetne a jelenséget hasonlítani, amikor azok felemelkednek a víz felszínére. Fontos megemlíteni, hogy nem folyik ki egyből a kenőanyag a csap alól a tengely forgásának megszűnésével. Amennyiben újraindul egy kis idő után, úgy kedvezőbbek lesznek a viszonyok, mint ahogyan következnek a Stribeck-diagramból.

A csapágy anyaga

Ezen csapágy típusnál a tengelycsap kemény acélból készült. A tengelycsap egy lágy, száraz körülmények között is remek siklási tulajdonsággal ellátott anyagból elkészített csapágycsészében forog. Ez lehet horgany, ólombronz, alumíniumbronz, esetleg a fehérfém is a fémek közül, és ezek ötvözetei is. Teflon és poliamid perselyeket is sűrűn szoktak alkalmazni. Jelentős kopás alakulhat ki a rossz anyagválasztás miatt, ugyanis vegyes súrlódási tartományba többször is kerülhet a csapágy az élete folyamán, ezért is rendkívül fontos a megfelelő száraz súrlódási érték megléte. Csapágyfémekből csak a felületi vékony réteg készül, a csapágycsészék acélból vagy öntöttvasból készülnek, ugyanis kevésbé szilárdak a jó csapágyanyagok. A csapágy készülhet szinterezett fémből is, szállítása azután történik, hogy átitatja olajjal a porózus anyagot.

Hidrosztatikus csapágy

Ennél a csapágy típusnál az a nyomás hozza létre a teherhordó olajfilmet, amelyet a külső szivattyú hoz létre, ellenben a hidrodinamikai csapágy típusával. Több zsebet, olajtáskát és bemarást alakítanak ki az ilyen csapágy hordozófelületén, ezekbe kenőolajat vezetnek be a szűkítőnyíláson keresztül. Kisebb értékre áll be a szivattyú nyomásánál a táskában található kenőfolyadék nyomása, függve táska és a szűkítőnyílás mellett létrejövő réstől. A furat tengelyébe áll be, amennyiben a radiális erő nem terheli a tengelyt. A rés azonos az egyes táskák mellett ilyen esetekben, és a táskákban is azonos nyomás áll be. A rés lecsökken az elmozdulás irányában, ha a központi helyzetéből a tengelyt kimozdítja a radiális erő. Amíg a külső erővel egyensúlyt nem tart, megemelkedik a táska nyomása az előbb említett hatás miatt. Az aerosztatikus csapágy esetében biztosítani lehet a működést a levegővel is, amely nyomás alatt van, nem szükséges viszkózusnak lennie a folyadéknak az elméletben.

Előnyök és hátrányok ezen csapágy esetében

Több előnye is van a siklócsapágyaknak, de az egyik elsődleges, hogy osztható maga a csapágy, ezért alkalmazható olyan tengelyekhez is, amelyekre gördülőcsapágyat nem lehet felszerelni tengelyirányban. Éppen ezért ezt a csapágy típust szokták beépíteni majdnem hogy az összes dugattyús motorba. A gépeknek legtöbbször rezgésmentes és nyugodt járást tud biztosítani, rendkívül könnyen javítható és könnyen gyártható.

Az egyik hátránya, hogy jelentősen függ a hőmérséklettől az olaj viszkozitása, így érzékeny a csapágy a kenőolaj hőmérsékletére és minőségére. A tengelynek lágy alátámasztást jelent a csapágy olajfilmje az olyan csapágy esetében, amelynél alacsony felületi terhelés van jelen. Ez befolyásolhatja a forgórész kritikus fordulatszámát is. Befolyásolhatja a megmunkálás pontosságát a szerszámgépek esetében. Ezekben az esetekben olyan csapágy típust alkalmaznak, melyeknek több hordozófelülete van. Az ilyen esetekben a csapágy terméket minden irányban mintegy előfeszítik, az hordképes olajfilm kialakulását és a szűkülő rést nem csak a külső terheléssel ellentétes oldalon biztosítják.

A gördülő csapágy típusnál nem rosszabb ezen csapágy típus ellenállása üzem közben, viszont nagyobb nyomaték kell az elindításához. Éppen ezért szorították ki a gördülőcsapágyak az igénytelen, olcsó és egyszerű siklócsapágyakat a vasúti vontatásoknál is.