Jehlová ložiska využívají jehlové válečky jako valivé prvky pro rotační pohyb. Jehlová ložiska mají oproti kuličkovým ložiskům nižší výšku profilu a vyšší nosnost. Většina radiálních jehlových ložisek zvládne axiální síly přesahující 5 % radiálního zatížení. Válce v radiálních aplikacích běží paralelně s hřídelí. Jako mechanické součásti pomáhají jehlová ložiska šetřit místo, díky čemuž je celý mechanismus kompaktnější. Tato ložiska hrají zásadní roli v různých produktech, jako jsou automobily, motocykly, tiskařské stroje, průmyslové roboty a stavební stroje.
AUBEARING vyrábí různé typy jehlových ložisek:
Válečkové a klecové sestavy Válečkové sestavy jsou snadno ovladatelná ložiska s vysokou únosností i přes svou malou velikost. Unikátní konstrukce klece vede válečky a zajišťuje stabilní provoz i při vysokých rychlostech. Konstrukce klecí zajišťuje správné rozložení zatížení mezi válečky a oběžné dráhy a kontroluje radiální vnitřní vůle. Vyznačují se také vysokorychlostními vlastnostmi a tolerancí vůči nesouososti hřídele nebo průhybu zatížení. Válečkové sestavy snižují koncentraci napětí na koncích válečků v důsledku mírného nesouososti nebo ohybu hřídele, čímž prodlužují životnost ložiska. Mezi běžné aplikace patří planetové převodovky v automobilech, převodovky a reduktory robotů.
Jehlová ložiska s taženým hrncem Jehlová ložiska s taženým hrncem od společnosti AUBEARING se vyznačují klecí a plným počtem válečků s unikátní strukturou vnějšího kroužku. Tato snadno montovatelná ložiska mají nejtenčí vnější kroužky ze všech valivých ložisek a zároveň nabízejí vysokou nosnost, vysoké maximální rychlostní limity a vynikající odolnost proti opotřebení. Pečlivě vybrané legované oceli odolávají vysokým maximálním přípustným zatížením a povrchově kalené klece pomáhají ložiskům snášet náročné podmínky. Jehlová ložiska s taženým hrncem s integrovanými těsněními jsou k dispozici v určitých velikostech. Těsnění s břitovým kontaktem omezují provozní teploty ložiska na -30 °C až +110 °C v celém rozsahu vůle instalovaného ložiska. Lisovaná ložiska s vnějším kroužkem jsou navržena tak, aby udržela mazivo nebo netlakový olej uvnitř ložiska a zároveň zabránila vniknutí nečistot do oblasti oběžné dráhy. Standardní těsnění s břitovým kontaktem jsou kompatibilní s běžnými mazacími oleji a palivy na bázi ropy, ale jsou nepříznivě ovlivněna určitými nehořlavými hydraulickými oleji a většinou běžných rozpouštědel. Jehlová ložiska s taženým hrncem se snadno manipulují a instalují stejně snadno jako volná ložiska, ale dodávají se ve smontované podobě. Pouzdro (používané jako vnější oběžná dráha) je přesně lisováno z nízkouhlíkové oceli a povrchově kaleno bez následného obrábění, díky čemuž jsou tato ložiska cenově výhodná. Mezi běžné aplikace patří všeobecné podpěry hřídelí převodovek, podpěry řemenic, zubová čerpadla a vodicí ložiska.
Jehlová ložiska s plným objemem Jehlová ložiska s plným objemem poskytují maximální nosnost a vysokou přesnost v kompaktních prostorech. Tato ložiska jsou vhodná pro různé provozní podmínky, s kroužky vyrobenými z pečlivě vybraných vakuově odplyňovaných ložiskových ocelí nebo cementačních ocelí a s přesně broušenými a tepelně zpracovanými válečky. Lehké a extrémně robustní klece přesně a plynule vedou válečky. Vysoce kvalitní materiály nabízejí vysokou tuhost, která je schopna odolat těžkým nákladům a rázům. Tato ložiska jsou k dispozici s vnitřními kroužky nebo bez nich; typ bez vnitřních kroužků využívá hřídel přímo jako valivou plochu.
Jehlová soudečková ložiska Jehlová soudečková ložiska mají vnější oběžnou dráhu oddělenou od vnějšího kroužku, který slouží jako pouzdro. Oběžná dráha má konkávní vnější profil opatřený plastovými kroužky. To umožňuje jehlovým ložiskům kompenzovat minimální statickou nesouosost hřídele.
Jehlová ložiska s obráběnými kroužky Jehlová ložiska s obráběnými kroužky se používají v aplikacích vyžadujících vyšší únosnost. Dodávají se hlavně ve dvou typech: jehlová ložiska bez vnitřního kroužku a ložiska s vnitřním kroužkem. Ložiska bez vnitřního kroužku se používají s kalenými a broušenými hřídeli, což umožňuje použití větších hřídelí pro zajištění vyšší tuhosti. Ložiska s vnitřním kroužkem se používají v aplikacích, kde kalení a broušení hřídele není proveditelné nebo praktické.
Jehlová axiální ložiska Jehlová axiální ložiska využívají sestavy válečků a klecí s povrchově kalenými klecemi vyrobenými ze dvou přesně lisovaných ocelových plechů. Válečky jsou bezpečně uchyceny v kleci, což zajišťuje plynulé otáčení i při velkém axiálním zatížení. Tato ložiska jsou kompaktní, takže je lze snadno vyměnit ve stejném instalačním prostoru jako tradiční axiální podložky. K dispozici jsou různé konfigurace, včetně samostatných jednotek, integrovaných válečkových jednotek nebo jednotek s různou tloušťkou válečků, které odpovídají instalačním podmínkám kolem ložiska. Tyto komponenty jsou navrženy tak, aby nesly axiální zatížení v omezených prostorech, přičemž pro uložení jehlových válečků se používají kalené ocelové klece. Přestože obvykle zabírají méně místa než konvenční axiální podložky, nabízejí axiální jehlová ložiska vynikající třecí vlastnosti a vyšší únosnost. K dispozici jsou různé tloušťky jednotlivě kalených axiálních podložek, pokud sousední povrchy nelze kalit na vhodnou úroveň tvrdosti 58 Rc nebo ekvivalent. Axiální sestavy jehly a klece odolávají vysokým rychlostem a axiálnímu zatížení. Široce se používají v automatických převodovkách a zajišťují nízké tření v uzavřených prostorech.
K dosažení požadovaného výkonu ložiska je výběr vhodných jehlových ložisek jen začátek. Činnost ložisek ovlivňuje několik specifických faktorů, včetně mazání, tvrdosti a povrchové úpravy oběžných drah a sedel ložisek.
Mazání : Obecně se upřednostňuje mazání olejem, které zajišťuje vyšší rychlosti tím, že působí jako chladivo, odstraňuje nečistoty a usnadňuje vstřikování do oblasti zatížení ložiska. Mezi nejlepší metody patří nucené podávání, rozstřik oleje nebo olejová mlha. Ložiska mohou v případě potřeby používat mazání plastickým mazivem. Ložiska s klecemi mají obvykle větší zásobníky plastického maziva, což nabízí delší životnost před promazáním v situacích, kdy není možné domazání. Životnost ložiska v takových aplikacích závisí na životnosti plastického maziva, kterou je třeba zohlednit při výpočtu životnosti. Těsnění pomáhají zadržovat maziva a bránit vniknutí nečistot.
Povrchy oběžných drah : Dobrý výkon ložiska závisí na materiálu a geometrických vlastnostech oběžných drah.
Tvrdost : Klíčovou výhodou jehlových ložisek je jejich schopnost používat spojovací plochy jako vnitřní nebo vnější kroužky, případně obojí. Jmenovité únosnosti ložisek jsou obvykle založeny na tvrdosti oběžné dráhy 58 Rc nebo ekvivalentní. Pokud je tvrdost nižší, únosnost kombinace ložiska a oběžné dráhy se snižuje. Přijatelným zpracováním je povrchové kalení, indukční kalení a průběžné kalení. Pokud hřídel nelze kalit na 58 Rc, používají se samostatné vnitřní kroužky. Ty se umisťují na hřídel pomocí osazení nebo pojistných kroužků.
Povrchová úprava : Vynikající povrchová úprava oběžných drah je zásadní pro udržení dobrého mazacího filmu mezi válečky a oběžnými drahami. Drsné povrchy umožňují vyvýšeným bodům proniknout do mazacího filmu, což vede k rychlejší únavě materiálu a případnému zadření. Povrchová úprava vnitřní oběžné dráhy by neměla překročit stupeň Ra 16 minut, ale lepší mikroobrábění výrazně prodlužuje životnost. U sestav jehel s plným počtem kusů nebo válečků s klecí poskytuje optimální výsledky povrchová úprava vnější oběžné dráhy kratší než 16 minut. Zajistěte, aby povrchy oběžných drah byly bez škrábanců a vad.
Geometrický tvar : Ideálním povrchem oběžné dráhy pro radiální jehlová ložiska je perfektní válec. Jakákoli odchylka zvyšuje hladinu hluku a zkracuje životnost ložiska. Proto by měla být kruhovitost hřídelí a sedel ložisek udržována v rozmezí poloviny doporučených výrobních tolerancí nebo 0.0003 palce, podle toho, která hodnota je menší. Kuželovitost oběžné dráhy způsobuje zvýšené namáhání válečků a snižování únavové životnosti ložiska. Možná ještě škodlivější je geometrie oběžné dráhy, která způsobuje nerovnoměrný kontakt válečků, například v důsledku přímosti povrchu nebo vad. Válečky by navíc neměly přečnívat přes povrchy oběžných drah. To může vést ke koncentraci napětí a předčasnému selhání. Obecně by u ložisek s plným počtem válečků neměl sklon hřídele vzhledem k ose ložiska překročit 0.0010 palce na palec; u klecových ložisek by sklon hřídele vzhledem k ose ložiska neměl překročit 0.0015 palce na palec. Kratší ložiska lépe odolávají náklonu.
Úložná místa ložiska : Úspěšný provoz tažených jehlových ložisek vyžaduje správnou instalaci, aby byla zajištěna správná velikost a kruhovitost vnějšího pláště. Obvykle stačí pouhé zalisování ložiska na místo pomocí základních nástrojů a ručních lisů. Axiální polohovací prvky obvykle nejsou nutné. Pokud je plášť vyroben z oceli nebo vysoce kvalitní litiny, může být jeho průřez dostatečně malý, aby byl 1,5 až 2krát větší než průřez ložiska. U plášťů z lehkých slitin může postačit podobný průřez, ale pro správné dimenzování a kruhovitost ložiska je zásadní výběr vhodně menších rozměrů otvorů v plášti. Jehlová ložiska pro vysoké zatížení se instalují do úložných míst ložiska s vůlí, pokud je zatížení vzhledem k úložnému místu ložiska nehybné; pokud se zatížení vzhledem k úložnému místu ložiska otáčí, instalují se s pevným přechodovým uložením. Bez ohledu na uložení použijte k zajištění vnějšího kroužku osazení úložného místa ložiska a pojistné kroužky nebo jiné metody pozitivního axiálního polohování.
Materiály ložisek – Klece ložisek oddělují válečky, aby se zatížení rovnoměrně rozložilo kolem ložiska. Snižují také hluk ložiska, zlepšují odvalovací podmínky a zabraňují prokluzování. Navíc obsahují válečky v jedné součásti. Ocel je nejběžnějším materiálem klecí v jehlových ložiskách. Plastové klece lze použít tam, kde to provozní podmínky dovolují. Mazání a povrchové úpravy snižují teplo generované třením. Některé konstrukce jehlových ložisek s taženým hrncem vynechávají klece a obsahují plný počet válečků. Ložiska s plným počtem válečků kombinují maximální únosnost s nákladovou efektivitou tažených ložisek s hrncem. V této konstrukci dovnitř se otáčející břity drží válečky uvnitř ložiskových kroužků. Zkoušky stanovily následující koeficienty tření pro konstrukce jehlových ložisek s klecí a s plným počtem válečků: Jehlová ložiska s klecí: 15•10⁻⁴; Jehlová ložiska s plným počtem válečků: 25•10⁻⁴.
Těsnění . Těsnění (pokud jsou přítomna) izolují válečky, klece a maziva před nečistotami a vlhkostí v náročných prostředích. Těsnění musí odolávat oxidaci, vysokým teplotám a chemikáliím, s nimiž se ložiska mohou setkat. Utěsněná ložiska mají obvykle na vnějším kroužku kontrolní otvor pro domazávání vnitřního kroužku. Těsnění jsou nejúčinnější, když je minimalizováno tření mezi těsněním a ložiskem nebo hřídelí. Dodatečné povrchové úpravy nebo mazání mohou toto tření snížit. Ložiska s integrovanými těsněními pracují při relativně nižších rychlostech ve srovnání s otevřenými ložisky. Těsnění se běžně vyrábějí z akrylonitril-butadienového kaučuku, polyuretanu nebo fluoroelastomeru.
