Csapágy

A csapágy gépelem, amely tengelyek és más forgó alkatrészek alátámasztásául szolgál úgy, hogy a forgó mozgást minél kisebb ellenállás mellett, minél pontosabb vezetéssel biztosítsa. A tengelynek az a része, mely a csapágyba illeszkedik, a tengelycsap, de a csapágyházak is a rendszer részét képezik. A csapágyaknak esetenként tekintélyes erőket kell felvenniük, ezek az erők származhatnak a forgó alkatrész súlyából, a kiegyensúlyozatlanságból származó forgó és alternáló tömegerőkből, és a gép működése folyamán fellépő más hatásokból (rezgés, közegek nyomása, elektromágneses erők, forgácsológépeknél a szerszámtól származó erők stb.)

Az erők a csapágyat terhelhetik sugárirányban vagy/és tengelyirányban. A mechanikai igénybevételeken kívül el kell viselnie a súrlódásból származó hőterhelést is, a futásjellemzők jelentős romlása nélkül. A súrlódás csökkentésének érdekében fontos, hogy a csapágyban megfelelő mennyiségű kenőanyag legyen. A tömítőelemek lényege pedig, hogy bent tartják a kenőanyagot és megvédik a csapágyat szennyeződések bejutásától.

A megfelelő csapágy kiválasztásánál fontos a dinamikus viselkedés ismerete, melyet a következők határoznak meg:

rendelkezésre álló hely
terhelések
szöghiba
pontosság és merevség
fordulatszámok
üzemi hőmérséklet
rezgésszintek
szennyezettség
kenőanyag típusa és kenés módja

Egyéb tényezők:

csapágyazás többi elemének megfelelő alak és kivitel
megfelelő illesztések, csapágyhézag, előfeszítés
csatlakozó elemek
megfelelő tömítések
kenőanyag fajtása, mennyisége
be- és kiszerelés módszerei

A járművek futóműcsapágyainak igénybevétele például nagyon összetett: a jármű súlya, a gyorsításból, hajtásból és a fékezésből származó tömegerők, a kanyarokban a pályagörbéből és sebességből származó centripetális erő, a forgó kerekek elfordításából származó erő (pörgettyű) és a pálya (út) egyenetlenségeiből származó dinamikus erők terhelik, ráadásul ezeket az igénybevételeket igen széles hőmérséklet-tartományban kell elviselnie: télen gyakori a -15 °C induláskor, nyáron pedig 50-60 °C az üzemi hőmérséklet.

Fajtái

Működési elv szerint

Siklócsapágy: a tengelycsap a csapágy felületén kialakult kenőanyag filmen fut.
Hidrodinamikus csapágy: a viszkózus kenőanyag filmet hidrodinamikai erők képezik
Forgó mozgást végző tengelyhez: a terhelés hordó olajfilm az áramlás irányában szűkülő résben alakul ki
Alternáló mozgást végző gépelemhez: az olajfilm az olaj kiszorításáig áll fenn
Hidrosztatikus csapágy: a terhelés irányából bevezetett, szivattyú által létesített olajpárnán úszik a tengelycsap.
Gördülőcsapágy: a csap és a csapágy között gördülő elemek (golyók vagy görgők) gördülő súrlódása csökkenti a forgatáshoz szükséges nyomatékot.

Gördülőelem típusa szerint

Mélyhornyú golyóscsapágy: kevés karbantartást igénylő, nagy fordulatszámon is használható, nagy teherbírású csapágyak.
Beálló golyóscsapágy: két sor golyót tartalmaznak, súrlódásuk nagyon kicsi (kisebb, mint a más típusú gördülőcsapágyaké), emiatt nagy fordulatszámon melegedés nélkül is futnak.
Y-csapágyak (betétcsapágyak): tömített mélyhornyú golyóscsapágyakra épülnek, konvex külső palástfelülettel rendelkeznek és belső gyűrűjük szélesebb. Sorozataik a tengelyhez rögzítésben térnek el pl.: hernyócsavaros, szorítóhüvelyes, szoros illesztés.
Hengergörgős csapágy: többségük kosárral ellátott egysorú típus, de vannak nagy teherbírású egy- és kétsorú telegörgős (kosár nélküli) változatok is. Mindkét változat radiális terhelésekhez használható, a kosaras kivitel nagy gyorsulás- és fordulatszámokat, míg a kosár nélküli közepes fordulatszámokhoz, nagyon nagy terheléshez használható.
Tűgörgős csapágy: kis keresztmetszet, nagy teherbíró képesség, jó futásteljesítmény, szűkös sugárirányú helyeken jól használható.
Kúpgörgős csapágy: kúpos a belső és külső gyűrű futópályája és a görgők is. Egyidejűleg ható radiális és axiális terhelésre is alkalmasak.
Hordógörgős csapágy
Vezető és támasztógörgők: vastag falú külső gyűrűik vannak, bütykös hajtásokban, lánchajtásokban használják.
Mágneses elven működő csapágy: vezérelt elektromágnes biztosítja, hogy a csap és csapágy között rés legyen.
Drágakőcsapágy: pontosan csiszolt drágakő (rubin) felületén csúszik az acél csap.
Rugalmas csapágy: kis szögelfordulást rugalmas elem közbeiktatásával lehet igen kis ellenállással megoldani (forgó mozgáshoz nem alkalmas).

Terhelés iránya szerint

A radiális és axiális csapágyak csoportosítása is általában a gördülőelem típusa és a futópálya alakja szerint történik.
Radiális csapágyak: a tengelyre merőleges (sugárirányú) erőket képesek felvenni.
Axiális csapágyak: (támcsapágy, tengelyirányú terhelésre) főként tengelyirányú erőket képesek felvenni.
- egyirányú
- kétirányú
Radiax csapágy (radiális és axiális): pl.: ferde hatásvonalú csapágyak, kúpgörgős csapágyak.

Irodalom

Pattantyús: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve, 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
Herczeg István: Szerkesztési atlasz. Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1976. ISBN 963-10-0790-1
Fr. Freytag: Hilfsbuch für den Maschinenbau. Springer, Berlin, 1920.
SKF gördülőcsapágyak katalógus

További információk

A Wikimédia Commons tartalmaz Csapágy témájú médiaállományokat.

SKF online csapágykatalógus