Τα έδρανα
ΑΡΧΙΖΟΝΤΑΣ ΑΠΟ TO ATA ΕΔΡΑΝΑ
TA ΕΔΡΑΝΑ είναι τα στοιχεία εκείνα του κινητήρα τα οποία τοποθετούνται
οπουδήποτε υπάρχει περιστροφική κίνηση μεταξύ των μηχανικών του μερών, έτσι
ώστε να επιτυγχάνεται ταυτόχρονα η στήριξη των περιστρεφόμενων μερών και η
μείωση των δημιουργούμενων τριβών. Τα έδρανα χωρίζονται σε δύο βασικές
κατηγορίες: στα έδρανα ολίσθησης ή «κουζινέτα» (στην περίπτωση που
αποτελούνται από δύο χωριστά τεμάχια) και στα αντιτριβικά έδρανα (κύλισης ή
«ρουλεμάν»).
Στα έδρανα ολίσθησης το κινούμενο μέρος ή στροφέας (συνήθως κάποιος άξονας)
περιστρέφεται μέσα σε ένα σταθερό στοιχείο, τον τριβέα (συνήθως ένα κέλυφος
ή περίβλημα). Ανάμεσα στο στροφέα και τον τριβέα υπάρχει το λιπαντικό υλικό
που ελαττώνει την τριβή και τη φθορά, το οποίο μπορεί να είναι στερεό, υγρό
ή αέριο. Αν και τα έδρανα ολίσθησης έχουν γενικά μικρές διαστάσεις, χαμηλό
κόστος κατασκευής, ανεκτές εκπομπές θορύβων και μεγάλη διάρκεια ζωής, το
γεγονός ότι η τριβή κύλισης είναι μικρότερη από την τριβή ολίσθησης οδήγησε
στη σκέψη να χρησιμοποιηθούν αντί για λιπαντικό, κύλινδροι ή σφαίρες
ανάμεσα στο στροφέα και στο έδρανο. Έτσι κατασκευάστηκαν τα έδρανα της
άλλης κατηγορίας, περισσότερο γνωστά ως ρουλεμάν.
Τα πλεονεκτήματά τους σε σχέση με τα έδρανα ολίσθησης είναι η μικρή
απαιτούμενη ροπή εκκίνησης, η ευκολία λίπανσης, το μικρότερο αξονικό μήκος
και οι πολύ μικρές ανοχές όταν αυτό κρίνεται αναγκαίο. Τα ρουλεμάν υστερούν
βέβαια σε σχέση με τα έδρανα ολίσθησης συγκρινόμενα με όσα χαρακτηριστικά
των δεύτερων αναπτύχθηκαν παραπάνω. Τα κουζινέτα χρησιμοποιούνται συνήθως
στα κομβία της βάσης του στροφαλοφόρου άξονα και στις συνδέσεις των
διωστήρων με τα έμβολα και είναι κατασκευασμένα από σκληρό χάλυβα, ο οποίος
επικαλύπτεται από ένα ή περισσότερα λεπτά στρώματα μαλακότερου μετάλλου
(συνήθως κάποιο κράμα λευκού μετάλλου, χαλκού - σιδήρου ή κασσιτέρου -
αλουμινίου).
Τα κουζινέτα των κομβίων βάσεως του στροφαλοφόρου τοποθετούνται στον κορμό
του κινητήρα, ενώ τα κουζινέτα των διωστήρων στις κεφαλές των εν λόγω
στοιχείων και η επαφή τους με τις υποδοχές τους κρίνεται απαραίτητη τόσο
για τη στήριξή τους όσο και για την αποβολή της δημιουργούμενης θερμότητας.
Έτσι προλαμβάνεται μια πιθανή υπερθέρμανση των κουζινέτων που συνήθως
οδηγεί στην καταστροφή του κινητήρα.
Επειδή ο στροφαλοφόρος άξονας συχνά δέχεται αξονικές ωθήσεις προκαλούμενες
από την πίεση του συμπλέκτη ή από άλλες αιτίες (αντίδραση γραναζιών
διάφορων μηχανισμών κίνησης κλπ.) που με τη σειρά τους προκαλούν αυξημένη
φθορά ή θόρυβο, ένα από τα έδρανα βάσεως έχει στις πλευρές του λεπτά
χαλύβδινα ελάσματα επικαλυμμένα με αντιτριβικό υλικό. Τα ελάσματα αυτά
είναι γνωστά σαν αντιτριβικές ροδέλες και εκτός των άλλων βοηθούν και στην
ακριβή τοποθέτηση των κομβίων. Μέσω μιας οπής η οποία υπάρχει σε κάθε
κουζινέτο, μια ποσότητα λαδιού που διοχετεύεται με πίεση από μια αντλία και
περνά μέσα από ένα σύστημα αγωγών στον κορμό του κινητήρα, φτάνει και
εισχωρεί στα έδρανα βάσεως. Εκεί το λάδι διανέμεται στην εσωτερική
επιφάνεια του κουζινέτου χάρη σε ένα αυλάκι στο οποίο καταλήγει η
προαναφερόμενη οπή.
Τα κομβία των διωστήρων συνδέονται και αυτά μέσω αγωγών με την αντλία
λαδιού, ενώ η αναγκαία ανοχή μεταξύ των κουζινέτων και των κομβίων, η οποία
συνήθως δεν υπερβαίνει το ένα εκατοστό του χιλιοστού, ελέγχει τη ροή του
λαδιού. Το λάδι μπαίνει μέσα στο έδρανο κοντά στην περιοχή όπου συναντώνται
τα μικρότερα φορτία, με αποτέλεσμα το λάδι να διοχετεύεται στην περιοχή
όπου η ανοχή μεταξύ εδράνου και κομβίου είναι μεγαλύτερη. Με την περιστροφή
του στροφαλοφόρου άξονα, το λάδι παρασύρεται και διαγράφει μια κυκλική
τροχιά γύρω από την εσωτερική επιφάνεια των εδράνων. Το φιλμ λαδιού που
σχηματίζεται κατ? αυτόν τον τρόπο παρουσιάζει ένα ελάχιστο πάχος στο σημείο
όπου σημειώνεται το μέγιστο φορτίο. H πίεση του λαδιού που αναπτύσσεται σε
αυτό το σημείο σημειώνει πολύ μεγάλες τιμές και εμποδίζει την επαφή και
τριβή των μεταλλικών επιφανειών ακόμα και όταν τα αναπτυσσόμενα φορτία των
εδράνων είναι πολύ μεγάλα.
Όταν τα έδρανα ολίσθησης δεν είναι διαιρετά όπως τα κουζινέτα αλλά
αποτελούνται από ένα πλήρη κύλινδρο, τότε αναφερόμαστε στους κυλινδρικούς
δακτυλιοειδείς τριβείς ή δακτυλίδια. Τα πιο απλά δακτυλίδια είναι
κατασκευασμένα συνήθως από ορείχαλκο και τοποθετούνται με πρεσάρισμα στην
υποδοχή τους. Τα συναντάμε κυρίως στα ζύγωθρα και στα πόδια των διωστήρων.
Τα έδρανα κύλισης χαρακτηρίζονται από τη συνεργασία μιας σφαίρας με ένα
αυλάκι με αξονική συμμετρία (έδρανα με σφαιρικούς τριβείς) ή ενός κυλίνδρου
με ένα αυλάκι (κυλινδρικά έδρανα). Τα ρουλεμάν, όπως είναι η επικρατέστερη
εμπορική ονομασία των εδράνων κύλισης χρησιμοποιούνται κυρίως στην αντλία
ψυκτικού υγρού, στη γεννήτρια και σε επιμέρους κινούμενα μέρη του κινητήρα.
Μερικές φορές τα συναντούμε και στο μηχανισμό κίνησης των επικεφαλής
εκκεντροφόρων.
O παράγοντας εκείνος που έχει καθοριστική επίδραση στη διάρκεια
ζωής του ρουλεμάν είναι ο τρόπος στερέωσής του. O τεχνικός θα πρέπει να
δίνει ιδιαίτερη προσοχή στην ασφάλιση του ρουλεμάν από τυχόν αξονική
μετατόπιση, στην ευθυγράμμισή του, στην πρόσδωση ικανής αξονικής ανοχής για
θερμικές διαστολές και στην όχι δυνατή προέντασή του από υπερβολικό
σφίξιμο. Αξίζει να σημειωθεί ότι η λίπανση των εδράνων κύλισης παρουσιάζει
πολύ λιγότερα προβλήματα από ότι στα έδρανα ολίσθησης, ενώ στις πιο πολλές
εφαρμογές αρκεί η λίπανση με γράσο. Μερικοί κατασκευαστές προσφέρουν έδρανα
που δεν χρειάζονται λίπανση για όλη τη διάρκεια της ζωής τους._Κ.Π.