Následuj mě na: 
Kompletní průvodce ložisky
Ložisko je přesná součást, která dosahuje rotační nebo lineární pohyb v zařízení a používá se ke snížení tření mezi pohyblivými částmi a ke zvýšení rychlosti a účinnosti pohyblivých částí. Ložiska jsou zároveň vystavena různému namáhání, aby podpírala další části stroje.
Při kontaktu dvou kovových částí uvnitř stroje vzniká velké tření, které časem vede k opotřebení materiálu. Ložiska snižují tření a usnadňují pohyb tím, že mají dva povrchy, které se odvalují proti sobě.
Typ valivých těles v ložisku Tyto povrchy se mohou lišit v závislosti na skutečném použití ložiska, ale obecně se ložisko skládá ze dvou kroužků nebo kotoučů s oběžnými dráhami, valivá tělesa, jako jsou válečky nebo kuličky Odvalující se po kovových površích a vnějších kovových površích, a klece, které drží válečky a vedou valivá tělesa.
Ložiska, podobně jako kola, mají v systému dvě klíčové funkce: přenášejí pohyb tím, že umožňují součástkám vzájemně se otáčet, a přenášejí sílu klouzáním nebo odvalováním. V závislosti na konstrukci ložiska může být zatížení působící na ložisko radiální nebo axiální.
Účelem této příručky je seznámit vás s nejběžnějšími typy ložisek, jejich konstrukčními vlastnostmi a způsoby provozu, způsobem, jakým zvládají síly, správnými postupy instalace a údržby a nejčastějšími problémy, které mohou způsobit selhání ložisek.
Ložiska lze klasifikovat podle různých kritérií, jako je konstrukce a způsob provozu, přípustný pohyb nebo směr zatížení. Z konstrukčního hlediska lze ložiska rozdělit na:
Kluzná ložiska – Také známá jako pouzdrová nebo objímková ložiska, jedná se o nejjednodušší typ ložisek. Mají válcový tvar bez pohyblivých částí a obvykle se používají ve strojích s rotujícími nebo posuvnými hřídelovými sestavami. Kluzná ložiska mohou být vyrobena z kovu nebo plastu a mohou používat mazivo, jako je olej nebo grafit, aby se snížilo tření mezi hřídelí a jejím otočným otvorem. Obvykle se používají pro posuvné, rotační, oscilační nebo vratné pohyby.
Typy valivých těles v ložiskách
Valivá ložiska – Tato ložiska mají složitou konstrukci a používají se k podpoře vyšších zatížení. Skládají se z valivých prvků, jako jsou kuličky nebo válce umístěné mezi rotujícími a pevnými drahami. Relativní pohyb sedlového kroužku způsobuje pohyb valivých těles s menším třením a menším klouzáním. Valivá ložiska se používají v rotačních aplikacích k přenosu zatížení mezi strojními částmi nebo k vedení strojních prvků, jako jsou kola, nápravy a hřídele. Mají nízké tření, vysokou přesnost a jsou schopné vysokých otáček při nízké hlučnosti, nízké teplotě a nízké spotřebě energie. Ložiska jsou nákladově efektivní, zaměnitelná a vyhovují mezinárodním rozměrovým normám.
Podle tvaru valivých těles lze tato ložiska dále dělit na ložiska kuličková a válečková, přičemž existují různé podtypy: válečková ložiska, soudečková ložiska, kuželíková ložiska, jehlová ložiska a ozubená ložiska.
kapalinová ložiska – Jak název napovídá, tato ložiska obsahují mezi ložiskovými plochami vrstvu tekutiny. Tekutinou může být stlačená kapalina nebo plyn a je distribuována v tenké, rychle se pohybující vrstvě mezi vnitřním a vnějším kroužkem. Vzhledem k tomu, že ložiskové plochy nejsou v přímém kontaktu, nedochází u těchto typů ložisek ke kluznému tření, takže celkové tření a opotřebení těchto součástí je mnohem nižší než u ložisek valivých.
Magnetická ložiska – Tato ložiska využívají k podpoře zatížení magnetickou levitaci, což znamená, že v ložisku nedochází k žádnému povrchovému kontaktu. Díky eliminaci tření a opotřebení materiálu poskytují magnetická ložiska delší životnost a mohou podporovat nejvyšší rychlosti všech typů ložisek. Tyto komponenty jsou často první volbou pro průmyslové aplikace, jako je rafinace ropy, zpracování plynu nebo výroba energie, ale také pro vysokorychlostní optiku a vakuové aplikace.
Nejběžnější typy ložisek si podrobně probereme v následujících kapitolách tohoto průvodce, ale nyní přejdeme ke klasifikaci ložisek.
Směr zatížení ložiska
Dalším kritériem pro klasifikaci ložisek je směr zatížení, na který se mohou unést. Z tohoto hlediska se ložiska dělí do tří kategorií: radiální ložiska, axiální ložiska a lineární ložiska.
Kontaktní úhel mezi ložiskem a hřídelí určuje typ ložiska: kontaktní úhel radiálního ložiska je pod 45°, zatímco kontaktní úhel axiálního ložiska je nad 45°.
Lineární ložiska vedou pohyblivé části v přímé linii. Jsou také známá jako lineární vedení a mají dva hlavní tvary: kulaté a čtvercové.
Radiální ložiska mohou nést zatížení dopadající svisle na hřídel. V závislosti na provedení mohou také přenášet některá axiální zatížení v jednom nebo obou směrech. Radiální ložiska jsou uložena kolmo k ose hřídele. Kluzná ložiska – známá také jako radiální ložiska – se běžně používají jako radiální ložiska.
Axiální ložiska jsou vystavena zatížení rovnoběžnému s osou ložiska, takže jsou navržena tak, aby zachycovala síly ve stejném směru jako hřídel (axiální zatížení).
V závislosti na jejich konstrukci mohou tato ložiska přenášet čistě axiální zatížení v jednom nebo obou směrech a někdy i radiální zatížení, ale na rozdíl od radiálních ložisek tyto součásti nesnesou velmi vysoké otáčky.
Poznámka: Vzhledem k tomu, že kluzná i valivá ložiska mohou přenášet zatížení v radiálním i axiálním směru, závisí volba konstrukce ložiska na požadavcích aplikace.
2. Konstrukce a aplikace kluzných ložisek
Jak již bylo zmíněno, existují dva hlavní typy konstrukcí ložisek: kluzná ložiska a valivá ložiska. Podívejme se, jaké jsou nejběžnější podtypy těchto kategorií a co je odlišuje z hlediska designu, materiálu a použití.
Obyčejné ložisko
Kluzná ložiska jsou vyrobena z jedné ložiskové plochy a nemají žádné valivé části. Konstrukce závisí na typu požadovaného pohybu a zatížení, které musí ložisko nést. Tyto strojní součásti jsou tišší v provozu než valivá ložiska, stojí méně a vyžadují méně místa.
Na druhou stranu mají mezi svými plochami vyšší tření, což vede k vyššímu příkonu stroje a je náchylné k poškození, pokud se do maziva dostanou nečistoty.
Kluzná ložiska mohou být vyrobena z různých materiálů, ale musí být odolná, s nízkým opotřebením a třením, odolná vůči vysokým teplotám a korozi. Typicky je nosná plocha vyrobena z alespoň dvou součástí, jedné měkčí a jedné tvrdší. Mezi běžné materiály patří babbitt (dvojitý materiál skládající se z kovového pouzdra a plastové nosné plochy), litina, bronz, grafit, ale i keramika a plasty.
Přestože kluzná ložiska obecně vyžadují mazání, jsou – alespoň teoreticky – schopna provozu po neomezenou dobu, takže je lze použít v aplikacích, kde by selhání těchto součástí mělo vážné následky. Příklady zahrnují velké průmyslové turbíny, jako jsou parní turbíny v elektrárnách, kompresory pracující v kritických aplikacích, automobilové motory, námořní aplikace atd.
Pokud jde o hlavní typy kluzných ložisek, existují z konstrukčního hlediska tři důležité kategorie: pouzdra nebo pouzdra, plná ložiska a dvoudílná kluzná ložiska. Další klasifikace kluzných ložisek je rozděluje na ložiska hydrodynamická a hydrostatická.
Kloubová ložiska
Kloubová ložiska mají vnitřní kroužek s konvexním vnějším povrchem a vnější kroužek s konkávním vnitřním povrchem. Oba kroužky do sebe zapadají, takže mezi nimi nejsou žádné valivé prvky. V závislosti na materiálu použitém pro prstenec však může být aplikován povlak pro snížení opotřebení.
Ložiska s oběma kroužky z oceli vyžadují údržbu, protože mají na obou kroužcích kalené kluzné styčné plochy. Jsou potaženy materiály, jako je sirník molybdeničný, tvrdý chrom nebo fosfát pro zvýšenou odolnost proti opotřebení a korozi. Pro usnadnění domazávání mají tato ložiska mazací otvory a prstencové drážky.
Kloubová ložiska (ocel na oceli) vyžadující údržbu jsou vhodné pro aplikace zahrnující velké zatížení ve střídavých směrech, velké statické zatížení nebo rázové zatížení.
Bezúdržbová kloubová ložiska jsou vhodné pro aplikace vyžadující dlouhou životnost ložisek bez údržby, jako jsou stroje a součásti, které se obtížně domazávají. Tato ložiska jsou obvykle vyrobena z materiálů, jako je ocel a PTFE kompozity, PTFE tkaniny nebo slitiny mědi. Schopnost odolávat dynamickému zatížení je vyšší než u ložisek ocel na ocel a vzhledem k použitým materiálům mají tato ložiska nižší tření.
V závislosti na materiálu může být vnější kroužek přitlačen kolem vnitřního kroužku nebo může mít nebo může mít radiální štěrbiny, které jsou drženy pohromadě šrouby. Kontaktní plochy mohou být potaženy chromem, PTFE nebo fosfátem pro zvýšenou odolnost proti opotřebení a korozi. V některých provedeních lze přidat těsnění, aby se snížila kontaminace a prodloužila životnost ložisek.
Kloubová ložiska se používají v aplikacích, kde musí být zajištěn souosý pohyb mezi hřídelí a skříní. Když dokážou odolat velkému zatížení a otřesům, nazývají se také těžká kloubová ložiska.
Konce tyčí
Konce tyčí sestávají z hlavy oka s integrální stopkou, která slouží jako pouzdro pro kloubová ložiska. Vnitřní závity jsou obvykle levotočivé nebo vnitřní, zatímco vnější závity jsou vnější.
Ložisko je upevněno v pouzdře, takže na rozdíl od kloubových ložisek, která umožňují nesouosost, nemají kloubové hlavy tuto vlastnost. Velmi snadno se však instalují, nabízejí kompaktní a lehký design a jsou dobrou alternativou k tradičním prvkům skříně. Konce tyčí, které se běžně používají v řídicích tyčích, mechanismech a spojích, lze snadno integrovat do různých aplikací.
Stejně jako kloubová ložiska mohou být kloubové hlavy bezúdržbové nebo vyžadují údržbu. Konce tyčí ocel na ocel a ocel na bronz mají kluzné povrchy dobře odolné proti opotřebení, ale vyžadují pravidelné mazání. Jsou vhodné pro aplikace zahrnující velké střídavé zatížení. V případě bezúdržbových táhlových koncovek jsou obvykle vyrobeny z materiálů, jako je ocel a PTFE kompozit nebo ocel a PTFE tkanina, v takovém případě je tření mnohem nižší. Tato ložiska jsou vhodná pro aplikace vyžadující dlouhou životnost ložisek, obtížné domazávání a konstantní směr zatížení.
Bushing
Nejběžnějším typem kluzného ložiska je průchodka, což je samostatný prvek vložený do pouzdra pro zajištění nosné plochy. Tvar je obvykle válcový a standardní konfigurace je objímkové ložisko a přírubové ložisko. Kluzná ložiska mají rovný vnitřní a vnější povrch a stejný průměr, zatímco přírubová ložiska mají na jednom konci přírubu, která se používá k umístění součástí v sestavě a někdy k zakrytí montážních otvorů a držení ložiska na místě.
Kromě toho mohou být kluzná ložiska také obložena, přičemž v tomto případě jsou použity různé materiály pro vnitřní a vnější povrchy. Pouzdra se používají pro lineární pohyb, oscilační pohyb a rotační pohyb, přímá pouzdra jsou vhodná pro radiální zatížení a přírubová pouzdra mohou nést radiální a axiální zatížení v jednom směru.
Na rozdíl od valivých ložisek fungují kluzná ložiska (včetně pouzder) kluzně. Jejich konstrukce může být jedno nebo vícevrstvá v závislosti na požadované pevnosti. Kluzná ložiska jsou vyrobena z různých materiálů a jsou obvykle samomazná, což je specifikum, které zajišťuje hladší chod a větší odolnost.
Nejběžnějšími materiály pro pouzdra jsou lité a obráběné kovy, keramika, vláknité kompozity, stabilizované polymerní materiály a kombinace těchto materiálů. Pokud jde o maziva, lze použít jak pevné látky, tak kapaliny, ale pevná maziva mohou obvykle pracovat při vyšších teplotách než maziva na bázi oleje nebo tuku. U některých aplikací poběží pouzdro nasucho bez dodatečného mazání.
Rukávy mohou být pevné, dělené nebo zaklapávací. Rozdíl mezi plnými a dělenými pouzdry (obalené ložisko) je v tom, že druhé pouzdro má podél své délky výřez pro usnadnění instalace. Západková ložiska jsou podobná děleným ložiskům, ale mají západky ve výřezech, kde jsou díly spojeny.
Typicky, spíše než aby byly vtlačeny do pouzdra, jsou lineární pouzdra zajištěna pomocí přídržných kroužků nebo kroužků zalisovaných do vnějšího průměru pouzdra. Pokud se pouzdra používají podobně jako podložky, nazývají se přítlačné podložky. Je však mezi nimi rozdíl: Na rozdíl od standardních podložek nebo podložek musí přítlačné podložky nést zatížení a neměly by se časem opotřebovat.
Samomazné pouzdro
Speciálním typem pouzdra je samomazné pouzdro, u kterého se přenosem malého množství povrchového materiálu vytvoří uvnitř ložiska pevný mazací film. K tomu dochází během období počátečního záběhu ložiska, ale množství přenášeného materiálu je dostatečně malé, aby neovlivnilo funkci a charakteristiky zatížení ložiska.
Fólie je v kontaktu se všemi pohyblivými částmi zařízení, maže je a chrání, čímž pomáhá prodlužovat životnost ložisek. Tím eliminuje potřebu dodatečného mazání a snižuje náklady na údržbu. Díky tenčím stěnám mají samomazná pouzdra tu výhodu, že jsou lehčí a mají vynikající odolnost proti opotřebení. Vydrží vysoké zatížení a mají zjednodušený design, který je z dlouhodobého hlediska ekonomický.
Dvoudílné kluzné ložisko
Dvoudílná kluzná ložiska, označovaná jako plná ložiska, se používají v průmyslových strojích, kde jsou vyžadovány větší průměry, jako jsou ložiska klikového hřídele. Skládají se ze dvou částí nazývaných skořepiny, které jsou drženy na místě pomocí různých mechanismů.
Pokud jsou skořepiny velké a silné, můžete je umístit pomocí zarážek nebo hmoždinek. Zarážka tlačítka je přišroubována k pouzdru a hmoždinky spojují obě pouzdra dohromady. Další možností je použití výstupků na okraji dělicí čáry vzhledem k zářezu v pouzdře, aby se zabránilo posunutí pouzdra po instalaci.
Valivá ložiska mají nižší tření a nižší požadavky na mazání než kluzná ložiska. Jejich funkcí je podpírat a vést rotující a kmitající strojní prvky, jako jsou hřídele, kola nebo hřídele, a přenášet zatížení mezi různými částmi sestavy.
Dodávají se ve standardních velikostech, jejich výměna je snadná a cenově výhodná. Minimalizací tření a umožněním vysokých otáček tato ložiska snižují spotřebu tepla a energie a zvyšují efektivitu procesu.
Valivá ložiska se obvykle skládají ze dvou oběžných drah – vnitřního a vnějšího kroužku, valivá tělesa mohou být kuličky nebo válečky a klece, která odděluje valivá tělesa v určitých intervalech a drží je na místě v oběžné dráze. pozici a zároveň jim umožňuje volně se otáčet.
Oběžné dráhy jsou součástí ložiska, které nese zatížení působící na zařízení. Když je ložisko instalováno v sestavě, vnitřní kroužek ložiska pasuje kolem hřídele nebo nápravy a vnější kroužek pasuje na pouzdro.
Prsten bývá vyroben ze speciální chromové legované oceli s vysokou čistotou a vysokou tvrdostí, která je kalena, broušena a honována. Nerezové, keramické a plastové materiály lze také použít, zejména v oblastech, kde může být požadována nižší hmotnost, jako je automobilový průmysl. Přesto tyto materiály nemohou odolat stejným teplotám nebo zatížení jako ocel.
Klec_udržuje valivá tělesa na místě a zabraňuje jejich vypadnutí při odstřeďování. Vzhledem ke konstrukci ložiska nepůsobí zatížení přímo na klec. Součást lze vyrábět různými metodami, ale běžné typy zahrnují lisované, tvarované a obráběné klece. Pokud jde o materiály, mezi běžné volby patří ocel, plast a mosaz.
Nakonec se valivá tělesa dělí do dvou hlavních skupin, které také rozlišují základní typy valivých ložisek: kuličková tělesa v kuličkových ložiskách a válečky ve válečkových ložiskách. U míčků je kontakt s oběžnou dráhou v určitém bodě, zatímco u válečků je kontaktní plocha o něco větší a lineární.
Díky těmto vlastnostem jsou kuličková ložiska vhodná pro aplikace vyžadující vyšší rychlosti, protože malá kontaktní plocha zajišťuje nízké valivé tření. Kuličková ložiska však mají omezenou nosnost, takže v aplikacích zahrnujících vyšší zatížení mohou být preferována válečková ložiska. Valivá ložiska mají vyšší tření a lepší únosnost díky většímu kontaktu s oběžnými drahami, ale při nižších rychlostech.
Válce mohou být válcové, kónické, kulovité nebo jehlovité a stejně jako kuličky jsou vyrobeny z vysoce čisté chrom-legované oceli. Někdy lze použít i speciální materiály, jako je keramika nebo plasty.
Valivá ložiska a kuličková ložiska
Kuličková ložiska: Kuličková ložiska se skládají z kuliček, které tvoří kontaktní body s oběžnými drahami kroužků. Se zvyšujícím se zatížením ložiska se kontaktní plocha ložiska stává oválnou. Díky malé kontaktní ploše mohou kuličková ložiska pojmout vysoké otáčky, ale jejich nosnost je omezena jejich konstrukcí.
Valivá ložiska: U valivých ložisek tvoří válečky linii kontaktu s prstencovou oběžnou dráhou. Zvýšení zatížení způsobí, že se trolejová čára stane pravoúhlou, viz obrázek 2. Vzhledem k větší kontaktní ploše může nést větší zatížení, ale bude se otáčet pomalu než podobně velké kuličkové ložisko.
Vnitřní prstenec a dráha (A): Vnitřní kroužek je menší kroužek na hřídeli. Je umístěn ve vnější oběžné dráze (D).
U válečkových ložisek jsou oběžné dráhy ploché nebo kuželové s přírubami, které drží válečky na místě.
Na kuličkovém ložisku vyřízněte na jeho vnějším obvodu drážku.
Valivá tělesa (B): Ložisko se může volně otáčet díky kuličkám nebo válečkům upevněným mezi vnitřním a vnějším kroužkem. Pokud nejsou přítomny, tření mezi kroužky může ložisko rychle poškodit. Kuličky a válečky v ložiskách jsou vyráběny podle přesných symetrických specifikací, protože asymetrická valivá tělesa snižují výkon ložiska. Valivá tělesa jsou vysoce závislá na kvalitě jejich povrchu, protože ta ovlivňuje, jak hladce se otáčejí. Tření vytváří teplo, zkracuje životnost ložiska a zvyšuje hluk ložiska.
Ložisková klec (C): Ložisková klec drží kuličky nebo válečky mezi vnitřní a vnější oběžnou dráhou. Tím je zajištěno, že se koule/válce mohou volně otáčet, ale zachovávají výšku.
Vnější závodní dráha (D): Ložisko se skládá z vnější oběžné dráhy a vnitřní oběžné dráhy (kroužku), která obsahuje kuličky nebo válečky.
U válečkových ložisek je vnější oběžná dráha plochá, kulová nebo kuželová s přírubami, které drží válečky na místě.
Na kuličkových ložiskách vyřízněte podél vnitřního obvodu oběžné dráhy drážku, aby kuličky držely na místě.
Kompletní ložisko (E): Když jsou všechny díly smontovány dohromady, tvoří ložisko. Valivé prvky mohou být odkryté, jak je znázorněno na obrázku 3 (E), a ty vyžadují správné mazání, aby správně fungovaly. Ložiska mohou být vybavena těsněními, která chrání valivá tělesa před okolním prostředím a jsou již mazána.
Při diskusi o ložiscích je důležité diskutovat o zatížení. Zatížení je síla působící na ložisko. Na zatížené ložisko aktuálně působí síla, zatímco na nezatížené ložisko ne. Je třeba vzít v úvahu různé faktory zatížení, jako je směr zatížení, typ zatížení a podmínky zatížení.
Radiální zatížení: Radiální zatížení je jakékoli zatížení, které působí v pravém úhlu k ose ložiska.
Axiální zatížení: Axiální nebo axiální zatížení je jakékoli zatížení působící podél osy ložiska.
Kombinované zatížení: Kombinované zatížení je kombinací radiálních a axiálních složek zatížení.
Radiální zatížení
Axiální zatížení
Kombinované zatížení
typ zatížení
Dynamické zatížení: Toto jsou rotační síly působící na ložisko při jeho otáčení. Tato zatížení vedou k opotřebení ložisek.
Statická zatížení: Trvale vysoké nebo přerušované špičkové zatížení. Při statickém zatížení je omezujícím faktorem pevnost materiálu ložiska.
stav zatížení
stav zatížení
Konstantní zatížení: Při konstantním zatížení se směr zatížení nemění a stejná část ložiska je nepřetržitě zatěžována, také známá jako oblast zatížení.
Střídavé načítání: Při střídavém zatěžování jsou oblasti ložiska přilehlé k sobě střídavě zatěžovány a odlehčovány.
Díky těmto vlastnostem jsou kuličková ložiska vhodná pro aplikace vyžadující vyšší rychlosti, protože malá kontaktní plocha zajišťuje nízké valivé tření. Kuličková ložiska však mají omezenou nosnost, takže v aplikacích zahrnujících vyšší zatížení mohou být preferována válečková ložiska. Valivá ložiska mají vyšší tření a lepší únosnost díky většímu kontaktu s oběžnými drahami, ale při nižších rychlostech.
Válce mohou být válcové, kónické, kulovité nebo jehlovité a stejně jako kuličky jsou vyrobeny z vysoce čisté chrom-legované oceli. Někdy lze použít i speciální materiály, jako je keramika nebo plasty.
Kuličková ložiska
Podle konfigurace prstenů kuličková ložiska jsou rozděleny do dvou kategorií: kuličková ložiska s hlubokou drážkou a kuličková ložiska s kosoúhlým stykem. Oba typy snesou radiální i axiální sílu, lze je tedy rozdělit na radiální kuličková ložiska a axiální kuličková ložiska.
Dalším klasifikačním kritériem je počet válcovacích řad – jednoduché, dvojité nebo čtyřnásobné a vzdálenost nebo neseparace mezi kroužky.
Vzhledem ke všem těmto kritériím můžeme rozlišit několik modelů kuličkových ložisek:
Jednořadá kuličková ložiska s hlubokou drážkou,
Jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem,
Dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem,
Čtyřbodová kontaktní kuličková ložiska,
samonaklápěcí kuličková ložiska,
Axiální kuličková ložiska atd.
Kuličková ložiska se používají v různých aplikacích, od jednoduchých zařízení, jako jsou skateboardy, až po složité stroje nebo motory. Například v leteckém průmyslu se ložiska používají v převodovkách, motorech a řemenicích. Materiály pro tato ložiska zahrnují nejen ocel, ale také speciální keramiku, jako je nitrid křemíku nebo nerezová ocel 440C potažená karbidem titanu.
Mezi další běžné aplikace pro kuličková ložiska patří elektromotory a generátory, čerpadla a kompresory, dmychadla, ventilátory, převodovky a pohony, turbíny, zemědělské stroje, dopravní systémy, stroje na ropná pole, robotika, průmyslové ventily a .
Kuličková ložiska s hlubokými drážkami
Kuličky kuličkových ložisek jsou drženy na místě hlubokými drážkami v oběžných drahách a mohou přenášet radiální a axiální zatížení. Jsou vhodná pro velmi vysoké rychlosti, nabízejí nízké tření, produkují minimální hluk a vibrace, snadno se instalují a vyžadují méně údržby než jiné typy ložisek. Kuličková ložiska jsou nejběžnějším typem valivých ložisek, z nichž jsou nejpoužívanější kuličková ložiska.
V provedení AUB je vnitřní kroužek zpočátku umístěn v excentrické poloze vzhledem k vnějšímu kroužku a kuličky jsou vloženy do ložiska mezerou vytvořenou mezi dvěma kroužky.
Jakmile jsou rovnoměrně rozmístěny v sestavě ložiska, kroužky se stanou soustřednými, takže klec lze také přidat k ložisku. Jak již bylo zmíněno dříve, úlohou klece není podporovat zátěž, ale udržet kuličku na místě během provozu.
Vnitřní kroužek je obvykle upevněn na otočné hřídeli, zatímco vnější kroužek je namontován na ložiskové skříni. Když zatížení působí na pouzdro ložiska, zatížení se přenáší z vnějšího kroužku na kuličky a z kuliček na vnitřní kroužek. Kuličková ložiska jsou vhodná pro aplikace s vysokým zatížením a vysokými rychlostmi.
V provedení drážka-výplň lze mezi dva kroužky namontovat kuličky, takže radiální únosnost ložiska je vyšší než u ložisek Conrad. Axiální únosnost těchto komponentů však není příliš dobrá.
Kuličková ložiska s hlubokými drážkami lze použít jako otevřená ložiska a lze je snadno mazat, ale nevýhodou je, že se na kuličkách hromadí prach. Další konfigurace je ložisko s kovovými štíty a/nebo těsněními, kde je mírné znečištění. Ložiska s kryty nebo těsněními na obou stranách jsou mazána na celou dobu životnosti, a proto vyžadují minimální údržbu.
Ložiska s kryty nebo těsněními jsou také známá jako krytá ložiska. Ačkoli se konstrukce může lišit, těsnění jsou obvykle namontována na vnějším kroužku a mohou mít formu bezkontaktních těsnění, těsnění s nízkým třením nebo štítů.
Botičky se používají v aplikacích, kde se vnitřní kroužek otáčí a je namontován na vnějším kroužku, čímž vytváří úzkou mezeru s vnitřním kroužkem. Zabraňují pronikání prachu a nečistot a jsou obvykle vyrobeny z ocelových plátů. Těsnění jsou obvykle účinná než boty, protože mají menší vůli od vnitřního kroužku. Mohou běžet rychlostí podobnou štítu nebo vyšší a jsou vyrobeny z ocelového plechu vyztuženého NBR nebo podobného pro odolnost proti opotřebení.
Pokud jde o klece v kuličkových ložiscích, liší se také konstrukcí, ale některá běžná provedení jsou páskové klece vyrobené z ocelového nebo mosazného plechu, mosazné plechové nebo ocelové nýtované klece, obrobená žlutá Měděná klec nebo zaklapávací klec vyrobená z polyamidu oceli 66.
Závěrem lze říci, že kuličková ložiska s hlubokými drážkami jsou všestranná zařízení vhodná pro vysoké a velmi vysoké rychlosti, fungují robustně a vyžadují minimální údržbu. Mohou přenášet radiální zatížení a axiální zatížení v obou směrech a v jednořadých konstrukcích jsou kuličková ložiska nejrozšířenějším typem ložisek.
Kuličková ložiska s kosoúhlým stykem
Kuličková ložiska s kosoúhlým stykem jsou také k dispozici v různých provedeních a jsou k dispozici jako jednořadá nebo dvouřadá, párová nebo čtyřbodová kontaktní ložiska. Jejich konstrukce umožňuje těmto prvkům odolávat axiálním a radiálním silám, takže jsou vhodné pro vysoké zatížení a vysokorychlostní aplikace.
Na rozdíl od kuličkových ložisek s hlubokou drážkou používají úhlová ložiska axiálně asymetrické kroužky, které při použití ložiska vytvářejí kontaktní úhel mezi kroužkem a kuličkami. Zvláštností těchto ložisek je, že jeden nebo oba kroužky – obvykle vnější kroužek – mají jedno osazení výše než druhé.
Tato ložiska fungují dobře, když jsou osazena axiálním zatížením. Kontaktní úhel se typicky pohybuje mezi 10 a 45 stupni, a jak se tento úhel zvětšuje, zvyšuje se také tahová kapacita.
Ložiska s kosoúhlým stykem jsou k dispozici v různých designových stylech s těsněním nebo krytem. Nejen, že zabraňují kontaminaci, ale také fungují jako zadržovač pro maziva. Tato ložiska mohou být vyrobena z nerezové oceli, hybridní keramiky nebo plastu a mohou být pokovena chromem, kadmiem nebo jinými materiály. Kromě toho mohou být předmazány, přemazány nebo mají pevné mazací schopnosti.
Jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem
Mohou nést axiální zatížení pouze v jednom směru, a proto se jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem obvykle instalují umístěním dvou jednořadých kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem zády k sobě, čelem k sobě nebo sériově. Proto lze použít více směrů síly. Ložiska jsou zajištěna na místě pomocí pojistných kroužků, aby se zabránilo klouzání podél hřídele.
Back-to-back: Při montáži ložisek tímto způsobem mohou přenášet radiální a axiální zatížení v libovolném směru. Vzhledem k tomu, že vzdálenost mezi středem ložiska a bodem zatížení je větší než u jiných způsobů instalace, může odolat velkým okamžitým a střídavým silám zatížení.
Z očí do očí: Při tomto pořadí montáže mohou ložiska odolat radiálnímu a axiálnímu zatížení v obou směrech. Díky tomuto způsobu montáže je však vzdálenost mezi středem ložiska a zatěžovacím místem malá, takže okamžitá a střídavá silová kapacita je nízká.
Tandem: Tandemová instalace může nést jednosměrné axiální zatížení a radiální zatížení. Vzhledem k tomu, že zatížení hřídele je přenášeno dvěma ložisky, může odolat velkému axiálnímu zatížení.
Dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem
Dvouřadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem je podobné dvěma jednořadým kuličkovým ložiskům s kosoúhlým stykem uspořádaným zády k sobě, ale vyžaduje méně axiálního prostoru. Kromě radiálního a axiálního zatížení jsou schopny absorbovat i klopné momenty.
Naklápěcí kuličková ložiska se používají, když je pravděpodobné, že aplikace bude trpět nesouosostí nebo nesouosostí hřídele. Má dvě řady kuliček sdílejících vnější kulovou oběžnou dráhu, zatímco vnitřní kroužek má dvě oběžné dráhy s hlubokou drážkou v rohovém kontaktu. Protože kuličky zůstávají na svém místě ve vnitřní oběžné dráze, ale mají určitou volnost pohybu ve vnější oběžné dráze, mohou fungovat, i když je ložisko nesouosé s hřídelí. Nejsou však vhodné pro aplikace s vysokým zatížením.
Vypínací ložisko
Axiální kuličková ložiska se používají k zachycení axiálního zatížení. Na výběr jsou dva klíčové designy: jednosměrné a obousměrné.
Jednosměrná axiální kuličková ložiska sestávají ze dvou kroužků (nazývaných hřídel a podložka pouzdra) a sestavy kuličky a klece. Mohou přenášet axiální zatížení pouze v jednom směru v závislosti na poloze příruby na vnitřním kroužku, na vnějším kroužku nebo na obou oběžných drahách.
Dvousměrná axiální kuličková ložiska sestávají ze tří podložek a dvou sestav kuliček a klece. Hřídelová podložka odděluje sestavu koule a klece. Tato ložiska jsou navržena pro axiální zatížení a nikoli pro radiální zatížení. Dokážou odolat axiálnímu zatížení v obou směrech.
Valivé ložisko
Valivá ložiska se dělí na různé typy podle tvaru valivých těles. Hlavní kategorie válečkových ložisek jsou válečková ložiska, jehlová ložiska, kuželíková ložiska a soudečková ložiska.
Válečková ložiska jsou navrženy pro velká radiální zatížení a střední axiální zatížení, obsahují válcové válečky navržené pro snížení koncentrace napětí.
Válečky jsou v přímém kontaktu s oběžnými drahami a jsou obvykle vyrobeny z oceli. Pro válečková ložiska s klecí lze také použít materiály jako polyamid nebo mosaz.
Tyto typy ložisek se vyznačují nízkým třením a dlouhou životností, nízkou hlučností a nízkým vývinem tepla a lze je použít v aplikacích s vysokými otáčkami. Válečková ložiska se dodávají v různých stylech, jejichž názvy se liší podle výrobce.
Tato ložiska lze klasifikovat podle počtu řad válečků. Z tohoto hlediska se tyto strojní části dělí na jednořadá válečková ložiska, dvouřadá a čtyřřadá válečková ložiska. U jednořadých modelů jsou vnitřní a vnější kroužky u všech modelů oddělitelné, což znamená, že vnitřní kroužek s válečky a sestavou klece lze namontovat nezávisle na vnějším kroužku.
V závislosti na konstrukci mohou být kroužky žebrované nebo ne, takže se mohou vzájemně axiálně pohybovat. Existují i modely bez klecí, v takovém případě jsou vybaveny kompletními válečky pro vyšší zatížení, ale nižší rychlosti.
Válečková ložiska se běžně používají v průmyslových odvětvích, jako je těžba ropy, výroba energie, hornictví, stavební stroje, ozubená kola a pohony, elektromotory, dmychadla, ventilátory a také čerpadla, obráběcí stroje a válcovny.
Soudečková ložiska jsou vhodné pro aplikace s nízkou až střední rychlostí a mohou pojmout velké zatížení. Protože jsou samonastavitelné, používají se v aplikacích s velkým vychýlením, vibracemi a nárazy a kontaminovaným prostředím.
Tato ložiska jsou obvykle vyrobena z legované oceli, mosazi, polyamidu nebo měkké oceli a jsou k dispozici také v pochromovaných verzích.
Osa otáčení nesená ve vývrtu vnitřního kroužku může být vychýlená vzhledem k vnějšímu kroužku, tato zvláštnost je možná díky kulovému vnitřnímu tvaru vnějšího kroužku a tvaru válečků, které ve skutečnosti nejsou kulové, ale jsou válcové.
Tato ložiska jsou robustní a navržená pro velká radiální zatížení a nabízejí dlouhou životnost a nízké tření. Běžně se používají v aplikacích, jako jsou převodovky, čerpadla, mechanické ventilátory a dmychadla, větrné turbíny, lodní pohon a vrtné práce na moři, důlní a stavební zařízení.
Z hlediska konstrukce těchto ložisek mají vnitřní kroužek se dvěma oběžnými dráhami skloněnými pod úhlem k ose ložiska, klec a vnější kroužek se společnou kulovou oběžnou dráhou. Kulové válečky jsou nejčastěji uspořádány ve dvou řadách, což je konstrukce, která umožňuje ložiskům odolávat velmi silným radiálním a axiálním zatížením.
Soudečková ložiska mohou pracovat při nižších teplotách než jiná ložiska a mají normalizované rozměry, mezinárodní norma pro tato zařízení je ISO 15:1998. Běžné řady jsou 21300, 22200, 22300, 23000, 23100, 23200 atd.
Kloubová ložiska jsou k dispozici s těsněním a jsou dodávána mazaná. Tato konstrukce snižuje mastnotu, zadržuje nečistoty, prach a další nečistoty, zjednodušuje údržbu a prodlužuje životnost ložisek.
Podobně jako soudečková ložiska, axiální soudečková ložiska jsou navrženy tak, aby umožňovaly úhlové vychýlení a otáčení s nízkým třením a jsou vhodné pro radiální zatížení a velká axiální zatížení v jednom směru.
Tato ložiska se skládají z hřídelového kroužku ekvivalentního vnitřnímu kroužku, oběžné dráhy ekvivalentní vnějšímu kroužku, asymetrických válečků a klece. Vnější rozměry jsou standardizovány normou ISP 104:2002, mezi nejběžnější řady patří 292, 293 a 294.
Stejně jako soudečková ložiska mohou být axiální ložiska vyrobena z různých materiálů, jako je chromová ocel, mosaz, ocelový plech atd. Tato ložiska se používají ve středněrychlostních aplikacích, některé běžné aplikace zahrnují vodní turbíny, převodovky, jeřáby, lodní pohony a offshore vrtání, vstřikovací lisy a zařízení na zpracování buničiny a papíru.
In jehlová ložiskaValivá tělesa jsou tenké válce ve tvaru jehel. Tato konkrétní konstrukce, ve které je délka válečků několikanásobně větší než průměr, je nejen odlišuje od ostatních typů ložisek, ale také dává jehlovým ložiskům jejich významnou nosnost.
Jehlová ložiska se používají ke snížení tření na rotačních plochách v sestavách, mají malou výšku průřezu, jsou tenčí než ostatní ložiska a vyžadují menší vůli mezi hřídelí a okolními součástmi.
Díky vyšší tuhosti a nižším setrvačným silám jsou tato ložiska ideální pro aplikace s oscilačním pohybem a dobře fungují v náročných podmínkách. Pomáhají také snížit velikost a hmotnost konstrukcí strojů a lze je použít jako náhrada kluzných ložisek.
Jehlová ložiska jsou nejmenší a nejlehčí z rodiny válečkových ložisek a jsou široce používána v součástech, jako jsou kompresory, převodovky, čepy vahadel nebo čerpadla v automobilovém průmyslu. Tato ložiska se také běžně používají v zemědělských aplikacích a stavebních zařízeních, přenosném elektrickém nářadí a domácích spotřebičích.
Pokud jde o různé typy jehlových ložisek, v závislosti na směru zatížení jsou tato ložiska klasifikována jako radiální ložiska a axiální ložiska. Axiální ložiska zahrnují axiální jehlová ložiska, zatímco radiální ložiska zahrnují tažená miskovitá ložiska, plná jehlová ložiska, radiální jehlové válečky, vodicí kladky, těžce obrobená jehlová ložiska a kombinovaná radiální a axiální ložiska.
Plná jehlová ložiska mají silné integrované žebro na vnějším kroužku, které udržuje válečky na místě a zajišťuje vysoké provozní rychlosti. Kroužky jsou tepelně zpracované a přesně broušené, aby vydržely vysoké rázové zatížení. Klec je také ošetřena pro zvýšenou odolnost proti opotřebení a tuhost a v případě potřeby lze použít hrbolky pro snížení zatížení okrajů válečků. Vnější kroužek má mazací otvory nebo drážky pro snadnou výměnu maziva a prodloužení životnosti ložiska.
Radiální jehlové válečky nebo sestavy jehelních válečků a klecí nemají žádné vnitřní ani vnější kroužky, jsou navrženy pouze s jednou sadou jehelních válečků držených na místě klecí. Tato klec zajišťuje vnitřní i vnější zadržení valivých těles, čímž zajišťuje maximální pevnost a přesné vedení válců i při vysokých rychlostech.
Jehlová válečková sekce radiální klece má malý průřez a vysokou nosnost a její konstrukce vytváří dobré mazací podmínky. Klece mohou být vyrobeny z oceli nebo polymerního materiálu vyztuženého skelnými vlákny a v případě potřeby mohou být na konce válečků aplikovány hřebeny, aby se zabránilo koncentraci napětí na okrajích. Mezi běžné aplikace patří planetová kola, vodicí kola a ojnice.
Tažená jehlová ložiska jsou k dispozici ve verzi s klecí a ve verzi s plným počtem, obě mají vnější kroužky z legovaných ocelových plechů. Pouzdro je přesně vytaženo do miskovitého tvaru a tvrzené lisováním, aby byl zajištěn těsný kontakt linie s válečky. Tato konstrukce dává ložisku vysokou nosnost a také z něj činí ekonomické řešení, protože není nutné žádné dodatečné obrábění pouzdra.
Nízká výška tažných jehlových ložisek je činí vhodnými pro kompaktní a lehké konstrukce strojů. Zakřivená část vnějšího kroužku udržuje válečky na místě a zabraňuje vnikání prachu a nečistot do ložiska a zároveň zajišťuje dobré mazání ložiska. Další výhodou této konstrukce je, že při správné tuhosti a velikosti hřídele ložisko nevyžaduje vnitřní kroužek, čímž se šetří místo v radiálním směru.
Tažená jehlová ložiska s plným počtem válců mohou přenášet zatížení stejná nebo vyšší než kuličková ložiska a válečková ložiska s ekvivalentním vnějším průměrem a jsou vhodná pro stacionární, nízkorychlostní rotační a oscilační podmínky. Mohou být použity v pouzdrech s nízkou tvrdostí a mají největší nosnost, když jsou válečky před montáží namazány, protože válečky mají největší možnou délku.
V případě tažených kelímkových ložisek je lze použít také v pouzdrech, která jsou méně tuhá, ale mají nižší únosnost než ložiska s plným počtem. Přesto jsou stále velmi vhodné pro aplikace s vysokou rychlostí a nesouosostí hřídele. Povrch klece je tvrzený, aby se zlepšila odolnost proti opotřebení a tuhost a zároveň se snížil třecí moment.
Protože klec vytváří určitý prostor navíc pro uložení maziva, tato jehlová ložiska běží hladce a mají dlouhou životnost maziva. Běžné aplikace pro tažená jehlová ložiska zahrnují zubová čerpadla, obecné podpěry hřídele převodovky, vodicí ložiska a podpěry řemenic.
Pásové válečky mají silnostěnný vnější kroužek, který běží přímo na dráze, aby vydržel vysoké zatížení a zároveň minimalizoval deformaci, náraz a namáhání v ohybu. Ty se běžně používají v kolejnicích strojů, kladkách stožárů a kladkách vaček, také známých jako kladičky vaček.
Vnější kroužek je obvykle vyroben z vysoce uhlíkové chromové oceli, která se nedá snadno deformovat a má mazací otvory. V případě potřeby lze na válečky nanést hřebeny, aby se zabránilo přetížení okrajů. Navíc lze do konstrukce integrovat přítlačné podložky pro zvýšení odporu.
Tato jehlová ložiska jsou k dispozici ve dvou hlavních provedeních pro různá uspořádání montáže: třmenový typ, pro montáž na obkročmo nebo vidlici, a typ s integrálním čepem pro konzolovou montáž. Ložiska čepového typu jsou k dispozici s břitovým kontaktním těsněním a manžetami nebo bez nich, zatímco ložiska třmenového typu jsou k dispozici s radiálními jehlovými válečky a klecovými sestavami nebo s plnými válcovými válečky nebo jehlovými válečky.
Axiální jehlová ložiska sestávají ze sady jehelních válečků držených pohromadě klecí. Mají malý průřez a klec je precizně vylisována ze dvou ocelových plátů, které přesně vedou válečky a zvyšují tuhost a odolnost zařízení proti opotřebení. Tato ložiska přenášejí axiální zatížení mezi dvěma rotujícími předměty a zároveň snižují tření.
Kombinovaná radiální a axiální ložiska se skládají z axiálních kuličkových nebo válečkových ložisek a radiálních jehlových ložisek. Některá z nich jsou podobná taženým miskovitým ložiskům, ale s přidáním axiálních ložisek. Tyto jednotky jsou navrženy tak, aby vydržely vysoké rychlosti a vysoké axiální zatížení ve stísněných prostorách a mohou nahradit běžné přítlačné podložky tam, kde je požadována vynikající nosnost a třecí vlastnosti. Běžnou aplikací jsou automatické převodovky.
Kuželíková ložiska sestávají z vnitřního nebo vnitřního kroužku, vnějšího nebo vnějšího kroužku, klece a válečků, které jsou tvarovány tak, aby rovnoměrně rozkládaly zatížení. Tato ložiska využívají kuželíkové válečky vedené žebry na kuželi a jsou schopna přenášet vysoká radiální a axiální zatížení v jednom směru.
Oběžné dráhy vnitřního a vnějšího kroužku jsou kónické segmenty a válečky jsou zkosené. Tato konstrukce způsobuje, že se kužely pohybují koaxiálně a nedochází k prokluzu mezi oběžnými drahami a vnějším průměrem válečků. Kuželíková ložiska mohou díky svému tvaru přenášet vyšší zatížení než kuličková ložiska.
Vnitřní kroužková příruba, která udržuje válečky stabilní, zabraňuje vyskočení válečků. Vnitřní kroužek, válečky a klec tvoří nerozebíratelnou kónickou sestavu, zatímco vnější kroužek je miskovitý a oddělitelný. Sestava vnitřního kroužku a vnější kroužek mohou být instalovány nezávisle a u dvou protilehlých ložisek lze dosáhnout správné vnitřní vůle nastavením axiální vzdálenosti mezi těmito sestavami.
Podle různých kontaktních úhlů lze kuželíková ložiska rozdělit do tří typů: normální úhel, střední úhel a strmý úhel. Dále je lze podle počtu řádků rozdělit na:
Jednořadá kuželíková ložiska mají vnější kroužek a sestavu vnitřního kroužku. V této kategorii jsou zahrnuty řady TS a TSF (jedna řada s přírubovým vnějším kroužkem).
Dvouřadá kuželíková ložiska pomocí dvojité misky (vnější kroužek) a dvou jednoduchých kuželových válečkových sestav (vnitřní kroužek). Je zde zahrnuta řada TDO.
Dvouřadá kuželíková ložiskapomocí sestavy dvojitého vnitřního kroužku (dvojitý vnitřní kroužek) a dvou singl vnější kroužky (vnější kroužek). Patří sem řady TDI a TDIT.
Čtyřřadá kuželíková ložiska, pomocí kombinace dvou a jednotlivých součástí, jako jsou dva vnitřní kroužky TDI, dva vnější kroužky TS a vnější kroužek TDO s vnějším kroužkem nebo distanční vložkou vnitřního kroužku. Je zde zahrnuta řada TQO.
Jednořadá ložiska mají vyšší axiální únosnost, zatímco dvouřadá ložiska mají větší radiální únosnost a snesou axiální zatížení v obou směrech. Standardní klec je čepová pro vysoké zatížení a rychlosti. Obvykle se používají lisované ocelové klece. V mnoha aplikacích se tato ložiska používají zády k sobě k podpoře axiálních sil v obou směrech.
Kromě toho jsou kuželíková ložiska k dispozici také v metrických řadách:
Jednořadá metrická kuželíková ložiska podle ISO 355:2007. Jsou vhodné pro převodovky, čerpadla a dopravníky používané v energetice, ropném a plynárenském průmyslu, větrné energii, potravinářském a nápojovém průmyslu nebo v celulózo-papírenském průmyslu. Kromě toho se používají v hnacích ústrojích, ozubených převodech a nápravách ve stavebním, automobilovém a těžebním průmyslu.
Metrická dvouřadá kuželíková ložiska sestávají ze dvou jednořadých ložisek s individuálně přizpůsobenými distančními vložkami. Používají se v aplikacích vyžadujících vysokou nosnost a kde hřídel musí být umístěna axiálně se specifickou vůlí nebo předpětím v obou směrech. Rozpěrka vnějšího kroužku má mazací otvory. Tato ložiska jsou vhodná pro aplikace, jako jsou ozubené převody a převodovky, nakladače uhlí nebo jeřáby.
Běžné aplikace pro kuželíková ložiska zahrnují automobilová ložiska a ložiska kol, zemědělská, stavební a důlní zařízení, převodovky, motory a reduktory motorů, větrné turbíny, nápravové systémy a hnací hřídele.
Speciální označení ložisek
Existují různé kódy a označení pro identifikaci různých konstrukcí ložisek a konstrukčních prvků. Tyto kódy a označení zahrnují označení pro ložiska s kuželovou dírou (u ložisek SKF označena písmenem K), označení zesílených ložisek, která obvykle používají písmeno E, a . Bohužel ne všichni výrobci používají stejné přípony a designové prvky.
Jednou z oblastí, která je celosvětově obecně stejná, jsou různá označení poloh přírub na ložiscích. Tyto příruby jsou navrženy tak, aby zvládaly radiální zatížení působící na ložiska.
NU: Tato ložiska mají dvě obrobené příruby na vnější oběžné dráze, ale žádnou přírubu na vnitřní oběžné dráze. Valivá tělesa a klece jsou namontovány ve vnější oběžné dráze. Protože vnitřní oběžná dráha nemá přírubu, nemůže toto ložisko odolat axiálnímu zatížení.
N: Vnitřní kroužek tohoto typu ložisek má dvě žebra, vnější kroužek nemá žebra a vnitřní kroužek má válečky a klece. Vnější oběžná dráha tohoto ložiska nemá žádná žebra, a proto nemůže odolat axiálnímu zatížení.
NJ: Jedna obrobená příruba na jedné straně vnitřní oběžné dráhy a dvě příruby na vnější oběžné dráze. Sestavy válečků a klece jsou umístěny ve vnější oběžné dráze. Protože vnitřní oběžná dráha má integrální přírubu, může toto ložisko přenášet axiální zatížení a omezené axiální zatížení.
NUP: Tento typ ložiska je podobný ložisku typu NJ, ale má jedinečnou oběžnou dráhu, často nazývanou přítlačný kroužek. Přítlačné kroužky jsou instalovány na straně vnitřní oběžné dráhy bez příruby, aby podpíraly axiální zatížení v obou směrech. Přítlačný kroužek vyčnívá z ložiska na jedné straně, takže průměr vnitřní oběžné dráhy je o něco větší než průměr vnější oběžné dráhy.
Kritéria výběru valivých ložisek
Následující jsou valivé ložisko kritéria výběru, která je třeba vzít v úvahu při podávání žádosti:
Volné místo: Průměr díry ložiska je jedním z hlavních rozměrů a je obvykle určen konstrukcí stroje a průměrem jeho hřídele. Hřídele malého průměru lze osadit libovolným typem kuličkových ložisek. Kromě kuličkových ložisek lze použít také jehlová ložiska. Ložiska pro hřídele s velkým průměrem zahrnují válcová, kuželíková, sférická a kuličková ložiska s hlubokou drážkou. Tam, kde je radiální prostor omezený, jsou preferována tenkostěnná ložiska.
Zatížení: Velikost ložiska je obvykle určena velikostí zatížení. Obecně platí, že válečková ložiska přenášejí větší zatížení než kuličková ložiska podobné velikosti a ložiska s kompletními valivými tělesy mohou unést větší zatížení než ložiska klecová. Kuličková ložiska obvykle dokážou přenášet lehké až střední zatížení. Ložiska s válečky jsou obvykle vhodnou volbou, když ložisko musí přenášet velké zatížení nebo když je průměr hřídele velký.
Nesoulad: Nesouosost je způsobena ohýbáním hřídele pod zatížením, ložiskovými pouzdry neopracovanými na stejnou výšku nebo příliš vzdálenými ložisky. Kuličková ložiska, stejně jako válečková ložiska, nesnesou žádné nebo jen malé nesouososti, pokud nejsou namáhána. Samonaklápěcí ložiska, jako jsou soudečková ložiska a axiální soudečková ložiska, se mohou přizpůsobit nesouososti a kompenzovat počáteční nesouosost způsobenou chybami při obrábění a instalaci.
Přesnost: Uspořádání vyžadující vysokou přesnost chodu a aplikace vyžadující velmi vysoké rychlosti vyžadují ložiska s vyšší přesností. To je často případ lékařských a leteckých aplikací. Vysoce přesná ložiska se obvykle vyrábějí podle norem pro kuličková ložiska nebo ložiska s kosoúhlým stykem, ale s mnohem užšími tolerancemi než standardní ložiska.
Rychlost: Otáčky valivých ložisek jsou omezeny přípustnou provozní teplotou. Pro vysokorychlostní provoz jsou nejvhodnější ložiska s nízkým třením a nízkým vývinem vnitřního tepla. Axiální ložiska svou konstrukcí nesnesou tak rychlé otáčky jako ložiska radiální.
tichý provoz: V závislosti na aplikaci, jako jsou malé elektromotory pro domácí spotřebiče nebo kancelářské stroje, může hluk generovaný během provozu ovlivnit výběr ložiska. Pro tyto aplikace se vyrábí speciální typ kuličkového ložiska s mosaznou klecí. Tato ložiska mají prostor mezi oběžnými drahami, což umožňuje umístění maziva dovnitř ložiska, což snižuje hladinu hluku.
ztuhlost: Tuhost valivého ložiska závisí na velikosti jeho pružné deformace při zatížení. Protože je deformace obvykle malá, lze ji obvykle ignorovat. Rozhodující je tuhost uložení hlavního hřídele nebo uložení pastorku. Valivá ložiska mají díky kontaktním podmínkám mezi valivými tělesy a oběžnými drahami vyšší tuhost než kuličková ložiska. Tato deformace však působí jako mazivo.
Montáž a demontáž: Jsou-li ložiska s válcovými otvory oddělitelné konstrukce, lze je efektivně namontovat a demontovat, zejména pokud oba kroužky vyžadují uložení s přesahem. Pokud je nutná častá montáž a demontáž, je nejlepší použít oddělitelné ložisko, protože každý kroužek ložiska lze namontovat samostatně. Ložiska s kuželovou dírou lze snadno namontovat na válcová pouzdra nebo kuželové čepy pomocí adaptérů nebo stahovacích pouzder.
4. Mazání a údržba ložisek
---- instalace a seřízení hrají zásadní roli ve výkonu a životnosti ložisek, stejně jako maziva. Ve většině případů není selhání ložiska způsobeno nesprávnou instalací nebo výrobními vadami, ale nedostatkem maziva, nesprávným výběrem nebo znečištěním maziva.
Mazivaať už olej nebo mazivo, rozdělují mezi pohyblivé části sestavy ložiska a oddělují je, čímž snižují tření a zabraňují opotřebení. V závislosti na provozních podmínkách a zvoleném mazivu se na ložiskových prvcích vytvoří ochranný film, který také slouží k odvodu třecího tepla, ochraně ložiska před poškozením a ochraně před vlhkostí, korozí a znečištěním.
Správně zvolené mazivo má správná aditiva a viskozitu k dosažení všech výše uvedených cílů. Nejběžnějšími mazivy jsou olej a mazivo, přičemž použití jednoho nebo druhého závisí na rychlosti aplikace a velikosti zatížení ložiska.
U olejů je nejdůležitější vlastností viskozita a správný produkt závisí na teplotě a rychlosti aplikace. Při použití oleje s nedostatečnou viskozitou se obě rotující plochy dostanou do kontaktu, což nejen způsobí opotřebení, ale také vytvoří kontaktní teplo a povede k rychlému poškození ložiskových prvků.
Nejběžnějšími ložiskovými oleji jsou oleje na ropné bázi a syntetické oleje, jako jsou silikony, fluorované sloučeniny, diestery nebo PAO. Oleje jsou často vybírány pro ložiska s vyššími rychlostmi a vyššími provozními teplotami, protože mohou odvádět teplo z ložiska. V některých případech, jako jsou miniaturní ložiska, stačí maziva na olejové bázi použít pouze jednou za životnost ložiska. U sestav používajících větší ložiska může být vyžadováno domazávání jako součást pravidelných cyklů údržby stroje.
U maziv na bázi tuku jsou nejdůležitějšími charakteristikami teplotní rozsah, úroveň průniku, tuhost a viskozita základního oleje. Tuky se skládají z olejové báze, do které byla přidána zahušťovadla, nejběžnější jsou organické a anorganické sloučeniny, a kovová mýdla, jako je sodík, hliník, vápník nebo lithium. Pro zvýšení účinnosti maziva lze také přidat aditiva s antioxidačními, antikorozními a protioděrovými vlastnostmi.
Alternativně lze na ložiskové prvky nanést pevný netekutý film, jako je povlak, aby se snížilo tření a zabránilo se opotřebení. Tyto fólie se používají ve speciálních případech, kdy olej nebo mazivo nemohou přežít a zahrnují možnosti jako grafitové, stříbrné, PTFE nebo zlaté fólie. Například v aplikacích s extrémními teplotami nebo zářením nemusí maziva na bázi oleje nebo tuku poskytovat dostatečnou ochranu, takže může být vyžadováno trvanlivé mazivo, jako je pevný film.
Mazací tuk je ve většině případů dobrou volbou pro mazání ložisek. je nákladově efektivnější než olej, mazivo se snadno zadržuje v ložiskových sestavách a snadno se aplikuje. Není však vhodný pro aplikace vyžadující odvod tepla cirkulujícím olejem ani pro převodovky vyžadující mazací olej.
Rovněž pokud provozní podmínky vyžadují domazávání ložisek plastickým mazivem v příliš krátkých intervalech, což je příliš časově náročné a nákladné, nebo pokud je odstraňování nebo čištění maziva příliš drahé a manipulace s ním je obtížná, je nejlepší zvolit mazací olej.
Hladina mazání a domazávání ložisek
Po výběru maziva je důležitým aspektem nanesení správného množství na ložisko. Pokud použijete příliš mnoho maziva, může dojít k přehřátí a poškození ložisek. Rychlost, zatížení a hlučnost aplikace budou ovlivněny množstvím použitého maziva.
V závislosti na typu zvoleného ložiska a maziva a na aplikaci může výrobce doporučit různé úrovně mazání vyjádřené v procentech. Mazivo se dostává do vnitřku ložiska a do volného prostoru pouzdra. Tento prostor je důležitý, protože umožňuje odvod tepla z kontaktních ploch ložiska, takže pokud přidáte příliš mnoho maziva, může to způsobit přehřátí a předčasné selhání ložiska.
Z tohoto důvodu je běžným doporučením vyplnit 20-40 % volného prostoru uvnitř ložiska, přičemž menší procenta jsou typicky specifikována pro vysokorychlostní aplikace s nízkým kroutícím momentem a vyšší procenta typicky specifikovaná pro aplikace s nízkou rychlostí a vysokým zatížením. U krytů je také přijatelné vyplnění 70 % až 100 % volného prostoru, pokud aplikace zahrnuje nízké rychlosti a vysoké riziko kontaminace.
Pamatujte, že počáteční úroveň náplně je také ovlivněna zvolenou metodou domazávání. Běžné způsoby domazávání ložisek jsou ruční domazávání, automatické a kontinuální domazávání.
Ruční domazávání je vhodný pro nepřetržitý provoz.
Automatické domazávání zabraňuje nadměrnému a nedostatečnému mazání a obvykle se používá pro součásti, kde je třeba mazat více bodů nebo obtížně přístupná místa. Je také první volbou pro obsluhu zařízení na dálku a bez personálu údržby.
Průběžné mazání se používá v aplikacích, kde jsou domazávací intervaly příliš krátké kvůli nepříznivým účinkům znečištění. V tomto případě bude počáteční naplnění krytu 70%-100% v závislosti na provozních podmínkách.
Tipy na údržbu ložisek
Správná manipulace a údržba ložisek prodlouží jejich životnost a optimalizuje výkon. Použijte tento základní kontrolní seznam ke snížení času údržby, práce a nákladů.
Manipulace s ložisky: S ložisky zacházejte opatrně, aby nedošlo k poškrábání povrchu. Vždy s nimi manipulujte čistým, suchýma rukama nebo používejte čisté plátěné rukavice. Nedotýkejte se ložisek mastnýma nebo mokrýma rukama, protože to rychle povede ke znečištění.
Uložení ložisek: Ložiska obalte papírem odolným vůči oleji a skladujte je v chladném, čistém prostředí s nízkou vlhkostí, bez prachu, bez vibrací a otřesů. Po manipulaci s ložisky je umístěte na čistý a suchý povrch, aby nedošlo ke kontaminaci. Nevyjímejte ložisko z původního obalu, dokud není čas jej nainstalovat, a skladujte jej naplocho, nikoli svisle.
Čištění ložisek: Vždy používejte nekontaminované rozpouštědlo nebo proplachovací olej a neotírejte ložiska vatou nebo špinavými hadry. Pro čištění a konečné propláchnutí použitých ložisek použijte samostatnou nádobu.
Instalace ložiska: K instalaci ložisek používejte správné techniky a nástroje. Přibližně 16 % poruch ložisek je způsobeno nesprávnou instalací, proto se vyvarujte instalací, které jsou příliš volné nebo příliš těsné. Před montáží zkontrolujte, zda jsou všechny díly čisté a nepoškozené a zda je správně zvoleno mazivo. Pokud ložiska pocházejí přímo z obalu, nemyjte ložiska před montáží.
Na ložisko nebo jeho vnější kroužek neklepejte ani nevyvíjejte přímou sílu, protože by to mohlo způsobit poškození a nesouosost součástí. Pro malá a středně velká ložiska se obecně doporučuje montáž za studena nebo mechanická montáž. Tepelná montáž je obvykle vhodná pro relativně velká ložiska, zatímco pro velmi velká ložiska lze doporučit hydraulickou montáž.
Používejte správné nástroje: Pro montáž a demontáž ložisek jsou k dispozici speciální nástroje – stahováky ložisek, sady montážního nářadí, maznice, indukční ohřívače a hydraulické matice. Všechny jsou vyrobeny na zakázku, aby bylo zajištěno správné usazení a hladké uložení, aby se minimalizovalo riziko poškození ložisek.
Zkontrolujte ložiska: Aby se předešlo selhání ložisek, je nutné je kontrolovat během provozu a po něm. Průběžné kontroly pro kontrolu teploty, hluku a vibrací a kontrola maziv, aby se zjistilo, zda je třeba je vyměnit nebo doplnit. Po spuštění zkontrolujte ložisko a jeho součásti, zda nedošlo k nějaké změně. Poslední kapitola této příručky pojednává o běžných příčinách selhání ložisek a jejich řešení.
Ložiska lze obvykle používat až do konce únavové životnosti, ale mohou také předčasně selhat v důsledku nesprávné montáže, instalace, mazání nebo manipulace. Hlavní způsoby poruch a jejich dílčí příčiny jsou popsány v normě ISO 15243 a jsou založeny na viditelném poškození kontaktních ploch valivých těles nebo jiných funkčních ploch ložiska.
Mezi tyto režimy selhání patří:
Únava, která může být způsobena povrchem nebo pod povrchem
Opotřebení, včetně abrazivního a adhezivního opotřebení
Koroze, včetně koroze vlhkostí a koroze třením (podpříčinou jsou třecí koroze a falešné brinelování)
Galvanická koroze včetně nadměrného úniku napětí a proudu
Plastická deformace, včetně přetěžování, vtlačování trosek a manipulační vtlačování
Lom a praskání, včetně vynuceného lomu, únavového lomu a tepelného praskání
Únava je způsobena opakovaným namáháním styčné plochy mezi valivými tělesy a oběžnou dráhou a vede ke změnám ve struktuře materiálu. Projevuje se odlupováním nebo odlupováním a je primárně povrchově způsobeno, příčinou tohoto typu poškození je obvykle nedostatečné mazání. Podpovrchová únava je vzácná a objevuje se po delším provozu. Aby se zabránilo takovému poškození, měl by být zkontrolován a podle potřeby upraven typ a stav maziva, jakož i podmínky těsnění a zatížení.
Oblečení dochází, když se do sestavy ložiska dostane jemný cizí materiál. Takovým materiálem může být písek nebo jemné kovové částice z broušení nebo obrábění, stejně jako kovové částice z opotřebení ozubených kol. Tyto cizí částice mohou způsobit vnitřní vůli a nesouosost, což snižuje životnost ložiska. Řešením pro prevenci tohoto typu poškození je přidání těsnění do sestavy ložiska nebo použití ložiskových jednotek s polymerovými klecemi. Také může pomoci změna typu maziva.
Koroze dochází, když se voda nebo korozivní látky dostanou do ložiskových jednotek ve velkém množství. Když k tomu dojde, mazivo již nemůže poskytovat náležitou ochranu, a proto se tvoří rez. Ke korozi třením dochází, když dochází za určitých podmínek k mikropohybům mezi povrchy ložiska, například když dochází k pohybu mezi kroužkem ložiska a hřídelí. To způsobí, že se malé částice oddělí od povrchu. Při vystavení kyslíku částice oxidují, což vede k poškození ložisek.
Elektrická eroze se objeví při průchodu elektrického proudu ložiskem. Může to být způsobeno nefunkčními uzemňovacími zařízeními nebo nesprávně provedenými zemními spoji při svařování.
Plastická deformace může být způsobeno různými faktory, jako je přetížení v důsledku statického nebo rázového zatížení nebo promáčknutí od úlomků nebo nesprávné manipulace. Nesprávná montáž, nárazy na valivá tělesa, klec nebo kroužky, cizí částice, které se dostanou do dutiny ložiska, to vše může způsobit plastickou deformaci.
Zlomenina a prasknutí může nastat při nadměrném zatížení ložiska v důsledku nesprávné montáže nebo manipulace, nebo protože velikost a kapacita ložiska nejsou adekvátní pro danou aplikaci. Tento typ poškození se také může projevit jako tepelné praskání, ke kterému dochází ve vnitřním nebo vnějším kroužku, když kluzný pohyb způsobuje vysoké zahřívání třením.
Níže uvedená tabulka uvádí některé z nejběžnějších stavů, které můžete pozorovat u poškozených ložisek, a také možné příčiny a řešení těchto typů poškození.
| Pozorovaný stav | Možná příčina selhání | Řešení |
|---|---|---|
| Odlupování povrchu oběžné dráhy | Odlupování může být způsobeno nadměrným zatížením, špatnou přesností hřídele nebo pouzdra, špatnou instalací nebo vniknutím cizích předmětů. | Pokud je náklad příliš těžký, použijte ložisko s větší kapacitou. V případě potřeby použijte olej s vyšší viskozitou nebo vylepšete mazací systém tak, aby vytvořil ochranný film. |
| Odlupování valivých ploch | pravděpodobně nastane, když je mazání nedostatečné nebo povrchy protilehlých částí jsou drsné. Může se vyvinout do odlupování. | Kontrolujte drsnost povrchu a zvolte lepší mazivo. |
| Odlupování na žebrech nebo površích oběžných drah | Může být způsobeno špatnou montáží, špatným mazáním valivých těles nebo přerušením ochranného filmu na kontaktních plochách v důsledku nadměrného zatížení. | Zlepšete upevnění, upravte zatížení a vyberte odpovídající mazivo. |
| Rozmazání na povrchu oběžné dráhy | Valivá tělesa během pohybu prokluzují a mazivo nemá ty správné vlastnosti, aby prokluzu zabránilo. | Vyberte správné mazivo nebo mazací systém a zkontrolujte vůli a předpětí. |
| Povrch oběžné dráhy je opotřebovaný a rozměry jsou zmenšeny | Špatné mazání, vniknutí cizího předmětu nebo znečištění maziva nečistotami nebo cizími předměty. | Zvolte správné mazivo nebo mazací systém a zvyšte účinnost těsnění. |
| Změny barvy a povrchové úpravy | Matný povrch oběžných drah nebo změněná barva povrchu mohou indikovat špatné mazání, přehřátí nebo nahromadění poškozeného oleje. | Zlepšete účinnost těsnění a mazací systém, odstraňte olej organickým rozpouštědlem a vyleštěte brusným papírem, abyste odstranili drsnost. |
| Prohlubně a prohlubně v povrchu oběžné dráhy | Pravděpodobně způsobeno vniknutím pevného předmětu nebo zachycenými částicemi. | Odstraňte a chraňte před cizími předměty, zkontrolujte, zda nejsou odlupovány a zlepšujte postupy při manipulaci. |
| Vylamování vnitřního kroužku, vnějšího kroužku nebo valivých těles | Odštípnutí může být způsobeno nadměrným zatížením, špatnou manipulací nebo zachycenými pevnými předměty. | Zkontrolujte a zlepšujte zatížení a zlepšujte účinnost těsnění. |
| Praskání v kroužcích nebo valivých tělesech | Nadměrné zatížení, náraz nebo přehřátí. Příčinou může být i volný střih. | Prozkoumejte a vylepšete zátěž a opravte usazení. |
| Rez nebo koroze kroužků nebo valivých těles | Vlhkost, vniknutí vody nebo korozivních látek nebo špatné podmínky balení a skladování. | Zlepšete účinnost těsnění, manipulaci a skladování. |
| Zadření kroužků nebo valivých těles | Špatný odvod tepla v důsledku špatného mazání nebo příliš malé vůle. Příčinou může být i nadměrná zátěž. | Zlepšete odvod tepla a mazání. Zkontrolujte a vylepšete zatížení. |
| Dráždění oběžných drah | Příliš velké vibrace, malý úhel oscilace nebo špatné mazání. | Vnitřní a vnější kroužek by měly být přepravovány odděleně, případně by se mělo zlepšit mazání. |
| Poškození klecí | Nadměrné zatížení, příliš vysoké otáčky nebo velké kolísání otáček, špatné mazání nebo vysoké vibrace. | Zlepšit podmínky zatížení, snížit vibrace a zlepšit mazací systém. |
