Category Archives: Łożyska

Obciążenia łożysk wzdłużnych

Obciążenia łożysk igiełkowych wzdłużnych i kulkowych wzdłużnych jedno i dwukierunkowych oblicza się za pomocą wzorów podstawowych biorąc pod uwagę, że nie mogą one przenosić obciążeń promieniowych. Łożyska baryłkowe wzdłużne mogą przenosić obok obciążeń osiowych, również obciążenia promieniowe pod warunkiem, że nie przekraczają one 55 procent wartości w stosunku do równocześnie działających obciążeń osiowych. Łożyska osiowe powinny być w czasie pracy zawsze obciążone pewną minimalną siłą osiową, aby uniknąć poślizgu części tocznych na bieżniach w wyniku działania sił odśrodkowych i momentów giroskopowych. Niespełnienie tego warunku może być przyczyną np. zakleszczenia łożyska. W niektórych przypadkach, zwłaszcza przy poziomych wałach i wtedy, gdy siła osiowa ma charakter zmienny, należy wytworzyć stałe dodatkowe obciążenie osiowe, np. przez zastosowanie sprężyn dociskających nieobracjący się pierścień łożyska. Sposób określania minimalnego obciążenia osiowego łożyska wzdłużnego w zależności od jakiego typu i wielkości oraz prędkości obrotowej został podany w tablicach łożysk wzdłużnych w przypadku, gdy wartość działającego obciążenia zmienia się w czasie, należy określić średnie obciążenie stałe mające taki sam wpływ na łożysko jak rzeczywiste obciążeni zmienne..

Najczęściej stosowane luzy

Głownie znaczenie dla pracy łożysk maja luzy promieniowe (czyli te największe przesunięcia od jednego pierścienia do drugiego), które dla większości typów zostały ustalone przez ISO (International Organization for Standardization) w skali międzynarodowej. Najczęściej stosuje się łożyska w wykonaniu normalnym i z luzem normalnym. Wartości luzów normalnych są tak ustalone, że przy zalecanych ogólnie prasowaniach i w normalnych warunkach pracy łożysko będzie miało odpowiedni luz roboczy. Warunki pracy odbiegające od normalnych, związane z temperatura lub charakterem pasowań, wymagają doboru innych wartości luzów. Łożyska z innymi wartościami luzów jak normalny są oznaczone symbolem literowo-cyfrowym od C1 do C5. Tablice zawierają wartości liczbowe luzów promieniowych ważniejszych grup konstrukcyjnych łożysk w stanie przemontażowym (przed zabudową w węzeł łożyskowy) i bez obciążenia pomiarowego. Dla łożysk kulkowych skośnych dwurzędowych zamiast luzu promieniowego podano luz osiowy, który ma większe znaczenie w konstrukcji węzła łożyskowego. Niektórych zastosowaniach łożysk, oprócz wykonywania ich zgodnie z ogólnymi wymaganiami zawartymi w warunkach i normach, bardzo duże znaczenie odgrywa parametr cichobieżności.

Równoważne obciążenia łożysk

Do obliczenia trwałości łożysk oraz do sprawdzenia prawidłowości doboru wielkości łożyska jest niezbędna znajomość wartości obciążenia zewnętrznego działającego na łożysko, a do określenia przewidywanej trwałości (w godzinach) również prędkość obrotowa. Jeżeli prędkości obrotowe i obciążenia zewnętrzne nie zmieniają się w czasie, a obciążenia działają ściśle w jednym kierunku promieniowym dla łożysk poprzecznych, lub ściśle osiowo dla łożysk wzdłużnych, to trwałość można obliczyć z tego wzoru: L= (16660/n) x (C/P)3. w praktyce jednak takie przypadki prawie nigdy nie występują, przeciwnie, w większości przypadków w czasie całej eksploatacji obciążenia zmieniają się zarówno wartości jak i kierunki, zmianom podlegają również prędkości obrotowe. Z tych względów istnieje konieczność obliczenia takiego obciążenia równoważnego, pod którego działaniem skutek „zmęczenia” materiału będzie taki sam, jak pod wpływem działania obciążeń rzeczywistych. W zależności od rodzaju zmian i kierunków działania obciążeń oraz zmian prędkości obrotowych, stosuje się różne sposoby określania obciążeń równoważnych, to obciążenie rozłożyć na składową promieniową i osiową. W tablicach wymiarowych łożysk SA podane wszystkie niezbędne dane do obliczenia obciążenia równoważnego.

Trwałość nominalna i nośność dynamiczna

Trwałość łożyska jest to czas pracy łożyska wyrażony w milionach obrotów lub godzinach przy danej prędkości obrotowej, obliczany do chwili wystąpienia pierwszych oznak zmęczenia materiału. Jak wykazały liczne doświadczenia, zjawisko zmęczenia powierzchniowego przebiega nieregularnie i dla pozornie identycznych łożysk pracujących w takich samych warunkach może zmieniać się w szerokich granicach. Dlatego też przyjęto za trwałość umowną uważać taką liczbę obrotów, jaką osiągnie bez objawów zmęczenia 90 procent badanych łożysk w określonych warunkach. Oznacza to, że pozostałe 10 procent łożysk może wykazać mniejszą trwałość, co mieści się jednak w dopuszczalnych granicach. Trwałość umowną oznaczoną symbolem L10, odpowiadającą niezawodności 90 procent, nazywa się też trwałością nominalna, do której odnoszą się odpowiednie wartości nośności dynamicznej C podawane w katalogach. Nośność dynamiczna C jest obciążeniem łożyska, stałym pod względem wartości i kierunku, które łożysko może przenieść przy nominalnej trwałości równej jeden milion obrotów. Dla łożysk poprzecznych kierunek nośności dynamicznej jest ściśle promieniowy, a dla dłuższych – ściśle oporowy. W maszynach i urządzeniach pracujących przy stałej liczbie obrotów na minutę, trwałość łożysk określa się często w godzinach pracy łożyska.

Materiał

Pierścienie i części toczne łożysk są wykonywane ze specjalnej stali chromowej. Dla specjalnych zastosowań, gdzie wymagana jest duża niezawodność pracy łożysk, pierścienie i części toczne wykonuje się ze stali pochodzącej z wytopu próżniowego lub z elektrożużlowego. Gatunki stali stosowane do produkcji łożysk w Polsce mają swoje odpowiedniki w stosunku do gatunków stosowanych powszechnie na całym świecie. Pierścienie i części toczne są poddawane specjalnej obróbce cieplnej, zapewniającej uzyskanie twardości w granicach od 59 do 65 HRC oraz zapieniającej stabilizacje wymiarów w granicach do 120 stopni Celsjusza. Na specjalne zamówienie łożyska mogą być stabilizowane do pracy w wyższych temperaturach. W łożyskach ogólnego przeznaczenia małych i średnich wymiarów produkowanych w dużych seriach, najbardziej są rozpowszechnione koszyki z blachy lub taśmy stalowej nieutwardzonej lub mosiężnej. Szerokie zastosowanie znajdują coraz częściej również koszyki wykonywane z tworzyw termoplastycznych. W łożyskach większych wymiarów oraz w łożyskach pracujących w specjalnych warunkach często stosuje się koszyki masywne mosiężne. Przy dużych prędkościach obrotowych stosuje się zwykle koszyki masywne lekkie ze stopów aluminium lub z tworzyw sztucznych.

Dobór łożysk

Każda grupa łożysk ma charakterystyczne cechy, które określają warunki, w jakich łożyska te najlepiej spełniają zadanie, względnie, w jakich warunkach nie powinny być eksploatowane. Do podstawowych kryteriów decydujących o doborze łożysk należą:- ograniczenia wymiarowe łożysk,- wartość i kierunek obciążenia, jakie ma działać na te łożysko,- prędkość obrotowa- możliwość ograniczenia błędów współosiowości, – wymagana dokładność i cichobieżność,- sztywność łożyskowania.W większości przypadków, co najmniej jeden z wymiarów głównych jest narzucony przez konstrukcję urządzenia – przeważnie średnica otworu. Dla wałów o małych średnicach łożyska walcowe, stożkowe i baryłkowe, jak również w niektórych przypadkach łożyska kulkowe zwykłe. Najniższą wysokość przekroju poprzecznego przy tej samej nośności mają łożyska igiełkowe, walcowe i baryłkowe określonych serii, a następnej kolejności łożyska kulkowe zwykłe. Jeśli wielkością ograniczającą przestrzeń jest szerokość, dobiera się zwykle łożyska walcowe jednorzędowe i kulkowe zwykłe wąskich seriach. Dla łożysk o wymiarach metrycznych zostały ustalone przez ISO tablice wymiarów głównych, z którymi powinny być zgodne wymiary wszystkich typów łożysk bieżąco produkowanych i nowo projektowanych.