Łożyska igiełkowe wykorzystują rolki w kształcie igieł jako elementy toczne zapewniające ruch obrotowy. W porównaniu do łożysk kulkowych, łożyska igiełkowe mają mniejszą wysokość profilu i większą nośność. Większość promieniowych łożysk igiełkowych wytrzymuje siły osiowe przekraczające 5% obciążenia promieniowego. Rolki w zastosowaniach promieniowych biegną równolegle do wału. Jako elementy mechaniczne, łożyska igiełkowe pomagają zaoszczędzić miejsce, dzięki czemu cały mechanizm jest bardziej kompaktowy. Łożyska te odgrywają kluczową rolę w różnych produktach, takich jak samochody, motocykle, maszyny drukarskie, roboty przemysłowe i maszyny budowlane.
AUBEARING produkuje różne typy łożysk igiełkowych:
Zespoły koszyków i wałeczków Zespoły koszyków i wałeczków to łatwe w obsłudze łożyska o wysokiej nośności, pomimo niewielkich rozmiarów. Unikalna konstrukcja koszyka prowadzi wałeczki, zapewniając stabilną pracę nawet przy dużych prędkościach. Konstrukcja zespołów koszyków zapewnia prawidłowy rozkład obciążenia między wałeczkami a bieżniami oraz kontroluje luzy promieniowe. Charakteryzują się one również możliwością pracy przy dużych prędkościach i tolerancją na niewspółosiowość wału lub ugięcie pod wpływem obciążenia. Zespoły koszyków i wałeczków redukują koncentrację naprężeń na końcach wałeczków spowodowaną umiarkowaną niewspółosiowością lub ugięciami wału, wydłużając tym samym żywotność łożyska. Typowe zastosowania obejmują przekładnie planetarne w samochodach, skrzynie biegów i reduktory robotów.
Łożyska igiełkowe cienkościenne Łożyska igiełkowe cienkościenne firmy AUBEARING charakteryzują się koszykiem i pełnym zestawem wałeczków oraz unikalną konstrukcją pierścienia zewnętrznego. Te łatwe w montażu łożyska mają najcieńsze pierścienie zewnętrzne spośród wszystkich łożysk tocznych, oferując jednocześnie wysoką nośność, wysokie maksymalne prędkości graniczne i doskonałą odporność na zużycie. Starannie dobrane stale stopowe wytrzymują wysokie maksymalne dopuszczalne obciążenia, a koszyki utwardzane powierzchniowo pomagają łożyskom wytrzymać trudne warunki. Łożyska igiełkowe cienkościenne z integralnymi uszczelnieniami są dostępne w niektórych rozmiarach. Uszczelnienia wargowe ograniczają temperatury pracy łożysk od -30°C do +110°C (od -25°F do +225°F) w całym zakresie luzu łożyskowego. Łożyska z tłoczonym pierścieniem zewnętrznym zostały zaprojektowane tak, aby zatrzymywać smar lub olej bezciśnieniowy wewnątrz łożyska, zapobiegając jednocześnie przedostawaniu się zanieczyszczeń do bieżni. Standardowe uszczelnienia wargowe są kompatybilne ze zwykłymi olejami smarowymi i paliwami ropopochodnymi, ale niekorzystnie reagują na niektóre ognioodporne oleje hydrauliczne i większość powszechnie stosowanych rozpuszczalników. Łożyska igiełkowe cienkościenne są równie łatwe w obsłudze i montażu, jak łożyska wałeczkowe, ale występują w formie zmontowanej. Obudowa (pełniąca funkcję bieżni zewnętrznej) jest precyzyjnie tłoczona ze stali niskowęglowej i utwardzana powierzchniowo bez konieczności późniejszej obróbki mechanicznej, co sprawia, że łożyska te są ekonomiczne. Typowe zastosowania obejmują ogólne podpory wałów przekładni, podpory kół pasowych, pompy zębate i łożyska prowadzące.
Łożyska igiełkowe pełne Łożyska igiełkowe pełne zapewniają maksymalną nośność i wysoką precyzję w kompaktowych wymiarach. Łożyska te nadają się do różnych warunków pracy, z pierścieniami wykonanymi ze starannie wyselekcjonowanych stali łożyskowych odgazowanych próżniowo lub stali nawęglanych, a rolki są precyzyjnie szlifowane i hartowane. Lekkie i niezwykle wytrzymałe koszyki precyzyjnie i płynnie prowadzą rolki. Wysokiej jakości materiały zapewniają wysoką sztywność, zdolną do wytrzymywania dużych obciążeń, w tym obciążeń udarowych. Łożyska te są dostępne z pierścieniami wewnętrznymi lub bez; typ bez pierścieni wewnętrznych wykorzystuje wał bezpośrednio jako powierzchnię toczną.
Łożyska igiełkowe baryłkowe Łożyska igiełkowe baryłkowe posiadają zewnętrzną bieżnię oddzieloną od pierścienia zewnętrznego, która pełni funkcję tulei. Bieżnia ma wklęsły profil zewnętrzny, wyposażony w plastikowe pierścienie. Dzięki temu łożyska igiełkowe kompensują minimalną statyczną niewspółosiowość wału.
Łożyska igiełkowe z pierścieniami obrabianymi skrawaniem. Łożyska igiełkowe z pierścieniami obrabianymi skrawaniem są stosowane w zastosowaniach wymagających większej nośności. Występują głównie w dwóch typach: łożyska igiełkowe bez pierścienia wewnętrznego oraz łożyska z pierścieniem wewnętrznym. Łożyska bez pierścienia wewnętrznego są stosowane z wałami hartowanymi i szlifowanymi, co pozwala na zastosowanie wałów o większych rozmiarach, zapewniających większą sztywność. Łożyska z pierścieniem wewnętrznym są stosowane w zastosowaniach, w których hartowanie i szlifowanie wału jest niewykonalne lub niepraktyczne.
Łożyska igiełkowe oporowe Łożyska igiełkowe oporowe wykorzystują zespoły wałeczkowe z koszykami hartowanymi powierzchniowo, wykonanymi z dwóch precyzyjnie sprasowanych płyt stalowych. Wałki są pewnie zamocowane w koszyku, zapewniając płynny obrót nawet przy dużych obciążeniach osiowych. Łożyska te są kompaktowe, co ułatwia ich wymianę w tej samej przestrzeni montażowej, co tradycyjne podkładki oporowe. Dostępne są różne konfiguracje, w tym zespoły samodzielne, zintegrowane zespoły wałeczkowe lub zespoły o różnych grubościach wałeczków, aby dopasować się do warunków montażu wokół łożyska. Elementy te są zaprojektowane do przenoszenia obciążeń osiowych w ograniczonej przestrzeni, wykorzystując hartowane stalowe koszyki do montażu igiełek. Pomimo tego, że zazwyczaj zajmują mniej miejsca niż konwencjonalne podkładki oporowe, łożyska igiełkowe oporowe oferują doskonałe właściwości tarcia i wyższą nośność. Dostępne są różne grubości indywidualnie hartowanych podkładek oporowych, jeśli przyległe powierzchnie nie mogą zostać utwardzone do odpowiedniego poziomu twardości 58 Rc lub równoważnego. Zespoły igiełkowe oporowe wytrzymują wysokie prędkości i obciążenia osiowe. Są szeroko stosowane w automatycznych skrzyniach biegów, zapewniając niskie tarcie w ograniczonej przestrzeni.
Aby osiągnąć pożądaną wydajność łożyska, wybór odpowiedniego łożyska igiełkowego to dopiero początek. Na pracę łożyska wpływa kilka specyficznych czynników, w tym smarowanie, twardość i wykończenie powierzchni bieżni, a także gniazd łożysk.
Smarowanie : Smarowanie olejowe jest zazwyczaj preferowane, ponieważ zapewnia wyższe prędkości obrotowe poprzez działanie jako chłodziwo, usuwanie zanieczyszczeń i łatwiejsze wtryskiwanie do obszaru obciążenia łożyska. Najlepsze metody obejmują podawanie wymuszone, rozbryzgowe lub mgłę olejową. W razie potrzeby łożyska mogą być smarowane smarem stałym. Łożyska z koszykami zazwyczaj mają większe zbiorniki smaru, co zapewnia dłuższą żywotność wstępnego smarowania w sytuacjach, gdy dosmarowywanie nie jest możliwe. Żywotność łożyska w takich zastosowaniach zależy od trwałości smaru, którą należy uwzględnić w obliczeniach trwałości. Uszczelnienia pomagają utrzymać smar i zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń.
Powierzchnie bieżni : Dobra praca łożyska zależy od materiału i cech geometrycznych bieżni.
Twardość : Kluczową zaletą łożysk igiełkowych jest możliwość wykorzystania współpracujących powierzchni jako pierścieni wewnętrznych lub zewnętrznych, lub obu. Nominalne obciążenia łożysk są zazwyczaj oparte na twardości bieżni 58 Rc lub równoważnej. Jeśli twardość jest niższa, nośność połączenia łożyska z bieżnią maleje. Dopuszczalne są hartowanie powierzchniowe, indukcyjne i na wskroś. Jeśli wału nie można zahartować do twardości 58 Rc, stosuje się oddzielne pierścienie wewnętrzne. Są one mocowane na wale za pomocą kołnierzy lub pierścieni ustalających.
Wykończenie powierzchni : Doskonałe wykończenie powierzchni bieżni ma kluczowe znaczenie dla utrzymania dobrego filmu smarnego między wałeczkami a bieżniami. Chropowate powierzchnie umożliwiają penetrację filmu smarnego przez wystające punkty, co prowadzi do szybszego zmęczenia materiału i ewentualnego zatarcia. Wykończenie bieżni wewnętrznej nie powinno przekraczać klasy Ra 16 minut, ale lepsza mikroobróbka znacznie wydłuża żywotność. W przypadku zespołów igiełkowych lub wałeczków z koszykiem z pełną liczbą wałeczków, wykończenie bieżni zewnętrznej poniżej 16 minut zapewnia optymalne rezultaty. Należy upewnić się, że powierzchnie bieżni są wolne od zarysowań i defektów.
Kształt geometryczny : Idealną powierzchnią bieżni łożysk igiełkowych poprzecznych jest idealny cylinder. Wszelkie odchylenia zwiększają poziom hałasu i skracają żywotność łożyska. Dlatego okrągłość wałów i gniazd łożysk powinna być utrzymywana w granicach połowy zalecanych tolerancji produkcyjnych lub 0.0003 cala, w zależności od tego, która wartość jest mniejsza. Stożek bieżni powoduje zwiększone naprężenie wałeczków i skróconą żywotność zmęczeniową łożyska. Być może jeszcze bardziej szkodliwa jest geometria bieżni powodująca nierównomierny styk wałeczków, taki jak nierównomierny styk spowodowany prostoliniowością powierzchni lub defektami. Ponadto wałeczki nie powinny wystawać ponad powierzchnie bieżni. Może to prowadzić do koncentracji naprężeń i przedwczesnej awarii. Zasadniczo w przypadku łożysk z pełną liczbą wałków pochylenie wału względem osi łożyska nie powinno przekraczać 0.0010 cala na cal; w przypadku łożysk koszykowych pochylenie wału względem osi łożyska nie powinno przekraczać 0.0015 cala na cal. Krótsze łożyska lepiej znoszą pochylenie.
Gniazda łożyskowe : Prawidłowa praca łożysk igiełkowych cienkościennych wymaga prawidłowego montażu w celu zapewnienia prawidłowego rozmiaru i okrągłości panewki zewnętrznej. Zazwyczaj wystarczy wcisnąć łożysko na miejsce za pomocą podstawowych narzędzi i pras ręcznych. Zazwyczaj nie jest konieczne ustalanie położenia osiowego. Jeśli panewka jest wykonana ze stali lub wysokiej jakości żeliwa, jej przekrój może być na tyle mały, że będzie od 1,5 do 2 razy większy od przekroju łożyska. W przypadku panewek ze stopów lekkich może wystarczyć podobny przekrój, ale dobór odpowiednio mniejszych otworów panewki ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego rozmiaru i okrągłości łożyska. Wytrzymałe łożyska igiełkowe montuje się w gniazdach łożyskowych z pasowaniem luźnym, jeśli obciążenie jest nieruchome względem gniazda łożyska; jeśli obciążenie obraca się względem gniazda łożyska, montuje się je z ciasnym pasowaniem przejściowym. Niezależnie od pasowania, do zabezpieczenia pierścienia zewnętrznego należy użyć odsadzek i pierścieni ustalających gniazda łożyska lub innych metod pozycjonowania osiowego.
Materiały łożyskowe - Koszyki łożyskowe oddzielają wałeczki, aby równomiernie rozłożyć obciążenia wokół łożyska. Zmniejszają również hałas łożyska, poprawiają warunki toczenia i zapobiegają poślizgowi. Ponadto zawierają wałeczki w jednym elemencie. Stal jest najczęściej stosowanym materiałem koszyka w łożyskach igiełkowych. Koszyki z tworzyw sztucznych mogą być stosowane tam, gdzie pozwalają na to warunki pracy. Smarowanie i obróbka powierzchni zmniejszają ciepło wytwarzane przez tarcie. Niektóre konstrukcje łożysk igiełkowych cienkościennych pomijają koszyki, ponieważ zawierają pełną liczbę wałeczków. Łożyska z pełną liczbą wałeczków łączą maksymalną nośność z opłacalnością łożysk cienkościennych. W tej konstrukcji, wargi obracające się do wewnątrz utrzymują wałeczki wewnątrz pierścieni łożyska. Testy określiły następujące współczynniki tarcia dla konstrukcji łożysk igiełkowych z koszykiem i z pełną liczbą wałeczków: Łożyska igiełkowe z koszykiem: 15•10-4; Łożyska igiełkowe z pełną liczbą wałeczków: 25•10-4.
Uszczelnienia . Uszczelnienia (jeśli występują) izolują wałki, koszyki i środki smarne od zanieczyszczeń i wilgoci w trudnych warunkach. Uszczelnienia muszą być odporne na utlenianie, wysokie temperatury i substancje chemiczne, z którymi mogą stykać się łożyska. Łożyska uszczelnione zazwyczaj posiadają otwór inspekcyjny na pierścieniu zewnętrznym, umożliwiający dosmarowywanie. Uszczelnienia są najskuteczniejsze, gdy tarcie między uszczelnieniem a łożyskiem lub wałem jest zminimalizowane. Dodatkowa obróbka powierzchni lub smarowanie mogą zmniejszyć to tarcie. Łożyska z uszczelnieniami zintegrowanymi pracują ze stosunkowo niższymi prędkościami w porównaniu z łożyskami otwartymi. Uszczelnienia są zazwyczaj wykonane z kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, poliuretanu lub fluoroelastomeru.
