Ležišta (klizni ležaji) i ležaji (kotrljajni ležaji) su mašinski elementi koji služe za oslanjanje vratila i osovina i ostvarivanje pokretnih spojeva. Pri tome su opterećeni silama koje deluju na vratila, osovine ili pokretne spojeve.
Ležišta i ležaji se nalaze u kućištima koja su zaptivena, kako bi bilo dobro podmazivanje. Kod ležišta se javlja trenje klizanja, a kod ležaja trenje kotrljanja.
Trenje kotrljanja je znatno manje od trenja klizanja, te ležaji imaju veću primenu od ležišta.
Slika 1. Podela prema opterećenju
Prema načinu izvođenja uležištenja, dele se na fiksirane i slobodne. Fiksirani klizni ležaji prenose i aksijalne i radijalne sile, pa se prema tome dele na aksijalne i radijalne.
Slobodni klizni ležaji prenose isključivo radijalne sile. Radijalna ležišta su opterećena silom koja je upravna na uzdužnu osu vratila (sl. a). Aksijalna ležišta su takva gde je sila paralelna sa uzdužnom osom vratila (sl. b), a radijalno-aksijalna gde je sila kosa, odnosno upravna i paralelna sa uzdužnom osom vratila (sl. c).
Ovakva podela se odnosi i na ležaje. Osnovni element svakog radijalnog kliznog ležaja je posteljica, a aksijalnog ploča odnosno prsten.
Kod radijalnog ležaja rukavac vratila neposredno naleže na posteljicu, a kod aksijalnog se vratilo po pravilu ne oslanja direktno čeonom površinom na ploču, već se na kraju vratila učvršćuje glavčina sa vencem čija fino obrađena prstenasta površina naleže na ploču.
Klizni ležaji su ležaji za rotaciono, oscilatorno ili linearno kretanje.
Slika 2. Podela kliznih ležaja
Posebno su pogodni za uležištenja gde nema dovoljno prostora za ugradnju drugih ležaja, gde je potreban rad bez održavanja ili gde se mogu pojaviti problemi sa podmazivanjem.
Ukoliko je kriterijum stvaranje pritiska u sloju ulja između kliznih površina, klizni ležaji se dele na hidrostatičke i hidrodinamičke.
Klizni ležaji mogu biti nepodesivi i podesivi ukoliko se posmatra sposobnost prilagođavanja deformacijama vratila u osloncima.
Prema stanju dodirnih površina, klizni ležaji se mogu podeliti na ležaje sa tečnim/polutečnim i suvim trenjem.
Ležišta ili klizni ležaji su svi klizni pokretni spojevi.
Osnovni deo ležišta je tanak sloj antifrikcionog materijala koji se naziva posteljica (poz. 2) i koji ima mali koeficijent trenja.
Između vratila (3) i ležišta (2) treba da je dovoljan zazor u kojem se nalazi mazivo.
Ležište (2) je smešteno u kućištu (1) koje može biti standardnog i nestandardnog oblika. Ulogu kućišta (1) može da ima deo mašine.
Vratilo se obrće, a ležište i kućištu miruje, tako da se javlja trenje klizanja između posteljice i rukavca.
Za pravilno podmazivanje je potrebno da su vratilo i otvor ležišta saosni, odnosno da im se ose poklapaju (sl. dole levo), tako da je po ukupnom obimu vratila isti zazor y. U suprotnom, javlja se ekscentricitet e, različite vrednosti zazora y1 i y2 (sl. dole desno) i nemogućnost pravilnog podmazivanja.
Kod ležišta se javlja trenje klizanja, koji je daleko veći od koeficijenta trenja kotrljanja kod kotrljajnih ležaja. Trenje klizanja je znatno, te se deo energije u mašinama koristi za savladavanje ovog trenja i znatni su gubici snage.
Čak i pored velikog trenja i gubitaka snage, ležišta imaju prednost u odnosu na ležaje u sledećim slučajevima:
✓ kada ležište mora biti dvodelno;
✓ za rukavce malih prečnika, d < 10 mm. Ležaj manjeg prečnika od 10 mm je znatno skuplji;
✓ za rukavce velikih prečnika, d > 300 mm. Ležaji malih i velikih prečnika su neekonomični;
✓ kada je radni vek ležaja nedovoljan. Radni vek ležišta je veći od ležaja;
✓ kada su potrebna veoma velika opterećenja. Ležišta mogu da nose veća opterećenja od ležaja i
✓ kada buka i vibracije treba da imaju što manje vrednosti. Ležaji su bučniji od ležišta.
Slika 3. Jednodelni i dvodelni klizni ležaj
Na mestima koja su nepogodna za ugradnju kotrljajnih ležaja, dobra zamena mogu biti klizni ležaji, jer se oni mogu izraditi kao dvodelni ili iz više delova.
Tipičan primer su rukavci kolenastog vratila motora kod koga se ugrađuju dvodelni klizni ležaji.
Klizni ležaj ili ležište je zapravo samo onaj tanak prsten koji se naziva posteljica i koja se nalazi u kućištu, a može biti jednodelna ili dvodelna (sl. levo). Dvodelna posteljica je jednostavnija za montažu (sl. Desno).
Podmazivanje ležišta je obavezno i postiže se na različite načine - povremeno ili stalno.
Za povremeno podmazivanje se koriste uređaji za podmazivanje pomoću kojih se kroz otvor, pomoću mazalice, utiskuje mazivo kroz kućište i posteljicu, tako da dopire u prostor između rukavca i posteljice. Kućište u kojem se nalazi posteljica je višedelno, najčešće dvodelno. Ulogu kućišta može imati i deo mašine.
Kod ležišta je veoma važno da u svakom trenutku podmazivanje bude pravilno.
Podmazivanje je pravilno ako je okvašeno (mokro), tj. takvo da delovi rukavca i ležišta nisu uopšte u kontaktu, već je između njih sloj maziva.
Maziva mogu biti vrlo različita: ulja, masti, grafit, veštačke samopodmazivajuće mase, gasovi, voda itd.
Uloga maziva je da:
• smanji trenje i habanje,
• da razdvoji dodirne površine rukavca i ležišta,
• da štiti elemente od korozije,
• da odvodi toplotu (da hladi delove) i
• da spreči prodor nečistoća i vode u ležište.
Ležišta su uglavnom cilindrična, a mogu biti i drugih konstrukcionih oblika, npr. sferna.
Slika 4. Sferni i samopodesivi klizni ležaji
Sferni klizni ležaji se koriste za kompenzaciju nesaosnosti vratila i otvora ležaja. Mogu biti sferni za radijalna opterećenja, dvodelni (sl. a, b) i jednodelni (sl. c). Sferni klizni ležaji sa kosim dodirom se koriste za radijalna i aksijalna opterećenja (sl. d, e, f).
Ležište može biti samopodesivo (prikaz na slici 4 desno), kada omogućava mala radijalna zakretanja vratila.
To je važno kod dugačkih vratila koja imaju ugib i osciluju, što je slučaj na poljoprivrednim mašinama.
Unutrašnji prsten (4) ima čvrsto naleganje sa vratilom (3) i obrće se zajedno sa njim.
Spoljašnji prsten (1) miruje i nalazi se u kućištu. Između prstenova je klizni ležaj - posteljica (2).
Sferni oblik prstenova dozvoljava zakretanje unutrašnjeg prstena i vratila (3) u odnosu na spoljašnji prsten (1) i kućište.