Normalizacja i oznaczenie łożysk tocznych

Podstawowymi elementami łożyska tocznego są:

• części toczne,

• koszyk

• pierścienie z bieżniami.

Części składowe łożyska tocznego

Bieżnie przenoszące obciążenie w głównym kierunku działania łożyska nazywane są bieżniami głównymi, prowadzące zaś element toczny lub przenoszące obciążenie w kierunku innym niż główny nazywane są bieżniami pomocniczymi. Pierścień zewnętrzny osadzony jest w oprawie, a wewnętrzny na wale maszyny.

Między pierścieniami znajdują się ujęte koszykiem elementy toczne. Zadaniem koszyka jest oddzielenie elementów tocznych w celu uniknięcia ich wzajemnego tarcia, równomierne ich rozmieszczenie na obwodzie łożyska oraz ewentualne prowadzenie. Innym bardzo ważnym jego zadaniem jest utrzymanie łożyska jako zwartej całości, z wyjątkiem łożysk rozłącznych, jak np. stożkowe i walcowe. Jednak nawet w tych przypadkach koszyk utrzymuje części toczne i jeden pierścień jako nierozłączny zespół.

Nazwy poszczególnych rodzajów łożysk tocznych wynikają z ich klasyfikacji według następujących kryteriów:

• nominalnego kąta działania (promieniowe i osiowe),

• kształtu części tocznych (kulkowe, walcowe, igiełkowe stożkowe, baryłkowe),

• możliwości wzajemnego wychylanie się pierścieni (zwykłe, wahliwe i samonastawne),

• uzupełniających cech konstrukcyjnych, jak np. liczby rzędów części tocznych, rozmieszczenia bieżni pomocniczych, uszczelek, blaszek ochronnych, kształtu powierzchni osadczych itp.

Nominalny kąt działania łożysk kulkowych jest zawarty między prostą łączącą punkty styku kulki z bieżniami w nieobciążonym łożysku a płaszczyzną prostopadłą do osi łożyska. W łożyskach wałeczkowych mieści się on między prostą prostopadła do tworzącej bieżni zewnętrznej a płaszczyzną prostopadła do osi łożyska.

Łożyska ze względu na wartość nominalnego kąta działania można podzielić na:

• promieniowe (poprzeczne) o kącie działania 0° ≤  < 45°

• osiowe (wzdłużne) o kącie działania 45° ≤  < 90°

• skośne, są to łożyska promieniowe, które do poprawnej pracy wymagają osiowego podparcia pierścieni.

promieniowe (poprzeczne)	osiowe (wzdłużne)	skośne

Rodzaje łożysk ze względu na wartość nominalnego kąta działania łożyska

Łożyska ze względu na kształt części tocznych można podzielić na:

• kulkowe,

• wałeczkowe:

• walcowe,

• igiełkowe,

• stożkowe,

• baryłkowe i inne.

Łożyska ze względu na możliwość wzajemnego wychylenia się pierścieni można podzielić na:

• zwykłe,

• wahliwe,

• samonastawne.

zwykłe	wahliwe	samonastawne

Rodzaje łożysk ze względu na wartość nominalnego kąta działania łożyska

Łożyska ze względu na ilość rzędów części tocznych można podzielić na:

• jednorzędowe,

• dwurzędowe,

• wielorzędowe.

jednorzędowe	dwurzędowe	wielorzędowe

Rodzaje łożysk tocznych ze względu na ilość rzędów części tocznych

Normalizacja łożysk tocznych i ich oznaczanie. Podstawowe wymiary łożysk: średnice otworów d, średnice zewnętrzne D oraz szerokości łożysk B, lub ich wysokości H w łożyskach wzdłużnych , są znormalizowane w skali światowej ISO i ujęte w normie PN-ISO 15:2002. Normalizacji podlegają również inne szczegóły konstrukcyjne, oznaczenia, metody obliczeń, wymagania i badania techniczne itp.

Normalizacja łożysk tocznych wymaga ujednolicenia zasad ich oznaczania. Omówione poniżej zasady są powszechnie obowiązujące w Polsce, natomiast producenci zagraniczni stosują odrębne zasady oznaczeń — o czym należy pamiętać przy korzystaniu z katalogów innych producentów niż fabryki krajowe.

Podstawą naszego systemu oznaczania łożysk tocznych jest ich podział wg głównych cech konstrukcyjnych. Każde łożysko jest oznaczone symbolem cyfrowym lub literowo-cyfrowym, w którym wyróżnia się: oznaczenie serii (w tym odmiany średnicowej) oznaczenie wymiaru średnicy otworu (d) łożyska oraz inne informacje. Ostatnie cyfry symbolu cyfrowego określają średnicę d otworu łożyska:00-oznacza d = 10 mm, 01—12 mm, 02—15 mm oraz 03—17 mm, wyższe liczby (04÷96) mnoży się przez 5, otrzymując w wyniku średnicę otworu łożyska. Przy d≥ 500 mm wymiar otworu podaje się bezpośrednio za kreską ułamkową (po znaku serii), np. 60/500. Dla średnic d<10 mm, stosowanych w łożyskach kulkowych zwykłych i wahliwych, wymiar ten podaje się pojedynczą cyfrą, równą średnicy otworu; dla d = 1 mm oznaczenie jest np. 607. Pozostała część symbolu — przed cyframi określającymi średnicę d— określa serię łożysk oraz podstawowe cechy konstrukcyjne, w tym głównie odmianę średnicową. Symbolem odmian średnicowej jest cyfra bezpośrednio poprzedzająca wymiar łożysk (dla łożysk o d≥10 mm jest to trzecia cyfra od końca, dla łożysk o d < 10 mm — druga od końca symbolu). Rodzaje odmian łożysk i ich symbole podano w tabl. 10.3. Sposób tworzenia odmian średnicowych (wg ciągu średnic) i odmian szerokości (wg ciągu szerokości) należy podkreślić, że bazą dla poszczególnych odmian jest jednakowa średnica otworu łożyska. .Symbol literowy podany przed numerem serii (w łożyskach kulkowych skośnych dwukierunkowych, w łożyskach walcowych oraz igiełkowych) określa ich główne cechy konstrukcyjne.

Oznaczenia literowe umieszczone na końcu oznaczenia (po cyfrach) określają różne szczegóły konstrukcyjne, np.:

w łożyskach kulkowych zwykłych:

Z (2Z) — jedna (dwie) blaszka ochronna;

RS (2RS) — jedna (dwie) uszczelka gumowa;

w łożyskach kulkowych skośnych jednorzędowych:

C, A, B — kąt działania α = 15°, 25°, 40°;

w łożyskach kulkowych wahliwych oraz baryłkowych:

K — łożysko z otworem stożkowym (zbieżność otworu 1:12);

w łożyskach walcowych jednorzędowych:

E — łożysko o wyższej nośności przy tych samych wymiarach.

Objaśnienia wszystkich symboli stosowanych przy oznaczaniu łożysk tocznych są podane w katalogu. Dobór i obliczanie łożysk tocznych. Łożyska toczne należą do elementów maszyn, których konstrukcją zajmują się specjalne biura konstrukcyjne (w Polsce — CBKŁT), produkcją zaś — wyspecjalizowane zakłady produkcyjne według danych zawartych w katalogu wytwórcy łożysk.

Czynniki decydujące o doborze łożyska można podzielić na dwie podstawowe grupy. Jedną z nich stanowi wybór typu łożyska, uzależniony od konstrukcji i przeznaczenia maszyny, warunków pracy łożyska, warunków montażu i obsługi itp. Wybór odpowiedniego typu łożyska w tym zakresie należy od konstruktora maszyn. Ogólne wytyczne, ułatwiające to zadanie, są podane w katalogu.

Drugą grupę stanowią czynniki decydujące o wymiarach łożyska. Należą do nich: wartość obciążenia, przy którym łożysko przepracuje określony okres bez zniszczenia, oraz maksymalna prędkość obrotowa (ngr) dla danego łożyska. Obciążenie łożyska określa się w czasie ruchu (nośność dynamiczna), tj. w przypadku, gdy pierścienie obracają się względem siebie z prędkością obrotową n>10 obr/min, oraz w czasie spoczynku (nośność statyczna) — tj. przy n≤10 obr/min. Wartość nośności dynamicznej (symbol C), podawana w katalogu, określa obciążenie, które łożysko może przenieść przy minimalnej trwałości równej l min obrotów, natomiast wartość nośności statycznej, Co, wyrażona w jednostkach siły, jest to zdolność do przenoszenia obciążeń przez łożysko będące w spoczynku lub obracające się z prędkością n≤10 obr/min.Za trwałość łożyska przy danej prędkości obrotowej przyjmuje się czas pracy łożyska w milionach obrotów lub godzinach, obliczany do chwili wystąpienia pierwszych oznak zmęczenia materiału, którymi są rysy i mikropęknięcia na powierzchniach tocznych; dalszym ich następstwem jest łuszczenie powierzchni tocznych i zniszczenie łożyska. Nośność dynamiczna podana w katalogu dla poszczególnych łożysk jest wyznaczana przy założeniu niewielkiej trwałości (l min obrotów określa trwałość odpowiadającą 500 godzinom pracy przy n = 33 1/3 obr/min), natomiast w rzeczywistości przeważnie jest wymagane uzyskanie znacznie większej trwałości, przy stosowanych większych prędkościach obrotowych.

W związku z tym przy doborze łożysk należy przyjmować łożysko o odpowiednio wyższej nośności C, co pozwoli na uzyskanie żądanej trwałości łożyska przy obciążeniu rzeczywistym niższym od nośności.

---