P

K

M

II

łożyska toczne

główne cechy

zalety:

•małe opory ruchu, zwłaszcza przy małej prędkości
•duża nośność na jednostkę szerokości łożyska
•normalizacja wymiarów
•wysoka jakość (wyspecjalizowana produkcja masowa)
•nie wymaga docierania

wady:

•większa głośność
•mniejsza odporność na wstrząsy w spoczynku
•mniejsza odporność na obciążenia dynamiczne
•zła praca przy bardzo dużych prędkościach obrotowych

podział

przenoszone obciążenie (określanie nośności):

•poprzeczne
•wzdłużne

kształt elementu tocznego:

•kulkowe
•wałeczkowe
•igiełkowe

szczegółowe cechy konstrukcyjne:

•kulkowe, wzdłużne, wahliwe, skośne
•stożkowe, baryłkowe
•wzdłużne, kulkowe, wałeczkowe, baryłkowe, stożkowe,

walcowe

wielkość

średnice wewnętrzne od kilku dziesiątych milimetra do kilku

metrów

główne elementy

pierścień zewnętrzny

pierścień wewnętrzny

koszyczek

element toczny

przykładowe rodzaje

oznaczenia katalogowe (stary katalog FŁT)

3

2

204

d=04 x 5 mm = 20 mm

(d = 20 

480 mm)

odmiana średnicowa (2 –
lekka)

odmiana szerokości (2 –
szeroka)

cecha konstrukcyjna

katalog
(SKF)

łożyska stożkowe

zacisk wstępny



tg

25

,

1







F

P

z

2











F – reakcja poprzeczna

a

obciążenie równoważne

P

p

– siła

poprzeczna
P

w

– siła wzdłużna

X, Y –

współczynniki

w

p

YP

XP

P





łożyska pojedyncze i tandem

gdy P

w

/P

p

<= e X = 1, Y = 0

gdy P

w

/P

p

> e X = 0.56

P

w

/C

0

e

Y

0,025 0,22

2

0,04

0,24

1,8

0,07

0,27

1,6

0,13

0,31

1,4

0,25

0,37

1,2

0,5

0,44

1

dla łożysk kulkowych poprzecznych zwykłych:

łożyska w układzie O lub
X

gdy P

w

/P

p

<= e X = 1,

Y=Y

1

gdy P

w

/P

p

> e X = 0.75

Y=Y

2

P

w

/C

0

e

Y

1

Y

2

0,03

0,32

2

2,8

0,10

0,4

1,55

2,2

0,25

0,47

1,3

1,85

dla obc. ściśle osiowego P

w

<

0,5 C

0

obciążenie średnie

N

i

– liczba obrotów z danym

obciążeniem

P

i

– siła obciążająca

q = 3 dla łożysk kulkowych
10/3 dla łożysk wałeczkowych

q

i

q

i

i

śr

N

P

N

P

1

























nośność i trwałość

nośność spoczynkowa C

0

:

jest to obciążenie odpowiadające deformacji elementu
tocznego
i bieżni o 0,0001 średnicy elementu tocznego

q

P

C

L















10

q = 3 dla łożysk kulkowych

10/3 dla łożysk

wałeczkowych

nośność dynamiczna (ruchowa) C:

jest to obciążenie powodujące w danych, stałych
warunkach poprawną pracę 90% łożysk przez 10

6

obrotów

nominalna trwałość [mln
obrotów]:

trwałość godzinowa
[h]:

6

10

10

10

60





n

L

L

h

n [obr/min]

trwałość





































n

s

s

L

L

L

L

P

10

1054

,

0

exp

n = 10/9 dla łożysk
kulkowych

9/8 dla łożysk

wałeczkowych

prawdopodobieńst
wo poprawnej
pracy P:

dla P = 0,4 

0,93

rozkład Weibula

ZADANIE 1:

100 łożysk kulkowych pracujących w jednakowych
warunkach ma trwałość L

10

=100·10

6

obrotów.

Po pewnej liczbie obrotów k=30 łożysk uległo
zniszczeniu zmęczeniowemu.

Oszacować trwałość L

*

10

pozostałych łożysk.





































n

s

s

L

L

L

L

P

10

1054

,

0

exp

n = 10/9 dla łożysk
kulkowych

9/8 dla łożysk

wałeczkowych

łożyskowanie wałów

cechy dobrego łożyskowania:

• dokładne i niezawodne osadzenie

pierścieni łożysk na wałku i w
obudowie

• łatwość regulacji luzów
• łatwość montażu i demontażu
• dobre odprowadzenie ciepła przy

dużym obciążeniu łożysk

• łatwość obsługi (wymiana smaru)
• zabezpieczenie przed zabrudzeniem
• zabezpieczenie śrub przed

odkręceniem

• technologiczna możliwość uzyskania

dużych dokładności czopów wału i
gniazd

smarowanie łożysk

•zapobieganie metalicznemu kontaktowi elementów

łożyska

•zmniejszenie tarcia ślizgowego
•eliminacja niewielkich nieregularności powierzchni
•ochrona przed korozją
•odprowadzanie ciepła
•łagodzenie uderzeń
•uszczelnianie przed dostępem wilgoci i zanieczyszczeń

Do smarowania stosowane są:
•smary plastyczne (mniejsze dopuszczalne prędkości

obrotowe)

•oleje (większe dopuszczalne prędkości obrotowe)

uszczelnianie łożysk

uszkodzenia łożysk

•złuszczanie się powierzchni bieżni („spalling”)
•drobne wykruszenia powierzchni bieżni

(„pitting”)

•pęknięcia zmęczeniowe pierścienia
•deformacja elementów tocznych

łożysko hybrydowe

ZADANIE 2:

Wał wirówki ułożyskowany jest w
dwóch

jednakowych

łożyskach

tocznych typu 6307 o średnicy
wewnętrznej d=35 mm. Nośność
dynamiczna łożysk wynosi C=33200
N zaś statyczna C

0

=19000 N.

Wał jest wyrównoważony statycznie
i dynamicznie. Na ramieniu o
promieniu R=0.2 m umieszczono
masę m=0.05 kg. Wirówka przez
60%

czasu

wiruje

z prędkością obrotową n

1

=4000

obr/min, zaś przez pozostały czas z
prędkością

n

2

=6000

obr/min.

Pozostałe

wymiary:

a = 50 mm, b = 250 mm

1. Wyznaczyć

trwałość

godzinową

łożyska

górnego L

h

.

2. Wyznaczyć prawdopodobieństwo bezawaryjnej

pracy łożyska górnego w okresie L

s

=1000 h.





































n

s

s

L

L

L

L

P

10

1054

,

0

exp

6

10

10

10

60





n

L

L

h

q

P

C

L















10

q

i

q

i

i

śr

N

P

N

P

1

























ZADANIE 3:

Łożysko obciążone jest siłą poprzeczną W oraz wzdłużną F,
przy

czym

zachodzi

pomiędzy

nimi

zależność

F=1,8·W+2000 [N]. Przez s=30% czasu pracy siła
poprzeczna wynosi F

1

=10000 N zaś przez pozostały czas

F

2

=3000 N. Prędkość obrotowa wału n=2000 obr/min.

Sprawdzić czy łożysko 6307 o nośności dynamicznej
C=33200 N oraz nośności statycznej C

0

=19000 N zapewni

wymagane P=75% prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy
przez okres L

s

=2000 h.





































n

s

s

L

L

L

L

P

10

1054

,

0

exp

6

10

10

10

60





n

L

L

h

q

P

C

L















10

q

i

q

i

i

śr

N

P

N

P

1

























w

p

YP

XP

P





gdy P

w

/P

p

<= e X = 1, Y =

0

gdy P

w

/P

p

> e X = 0.56

P

w

/C

0

e

Y

0,025

0,22

2

0,04

0,24

1,8

0,07

0,27

1,6

0,13

0,31

1,4

0,25

0,37

1,2

0,5

0,44

1

zależność

e(P

w

/C

0

)

i

Y(P

w

/C

0

)

dla łożyska

kulkowego

0

0 . 0 5

0 . 1

0 . 1 5

0 . 2

0 . 2 5

0 . 3

0 . 3 5

0 . 4

0 . 4 5

0 . 5

P

w

/ C

0

0 . 2

0 . 2 5

0 . 3

0 . 3 5

0 . 4

0 . 4 5

e

1

1 . 2

1 . 4

1 . 6

1 . 8

2

Y