Charakterystyka, dobór i zastosowanie łożysk tocznych    W tym rozdziale przedstawione są zasady prawidłowego doboru łożyska. W tym celu należy znać zastosowania łożyska oraz należy umieć oszacować jego trwałość. [ Dobór i obliczenia trwałości ] [ Przegląd i stosowalność łożysk ] [ kulkowe zwykłe ] [ kulkowe skośne ] [ kulkowe wahliwe ]  [ walcowe poprzeczne ] [ igiełkowe ] [ stożkowe ] [ baryłkowe poprzeczne ] [ baryłkowe wzdłużne ]  [ samonastawne ] [ specjalne ] 3.1. Dobór łożyska i obliczenia trwałości Dokonując doboru łożyska w urządzeniu należy znać warunki pracy węzła łożyskowego takie, jak działające w nim obciążenia, obroty, temperaturę pracy, warunki zapylenia itp. Znając istniejące w węźle łożyskowym obciążenia, tzn. ich wielkości i kierunki działania, oraz jego nośność dynamiczną ( ruchową ) i statyczną ( spoczynkową) możemy określić trwałość dobranego łożyska. Wartości nośności i innych parametrów podaje tablica w katalogach łożysk. Trwałość (L) każdego dobranego łożyska zależy od nośności dynamicznej (C) oraz od obciążenia (P) danego łożyska. Dla bardziej złożonych warunków obciążeń należy przyjąć obciążenia równoważne (jego obliczenia podają katalogi łożysk).   L - trwałość w mln obrotów   p=3 dla łożysk kulkowych   p=10/3 dla łożysk wałeczkowych - trwałość w godzinach   n - obr/min   C - daN (nośność dynamiczna)   P - daN (obciążenie łożyska) Znając ww. parametry pracy łożyska w węźle łożyskowym urządzenia możemy przystąpić do jego doboru. 3.2. Przegląd charakterystyk łożysk i ich stosowalność    3.2.1. Łożyska kulkowe zwykłe Łożyska te przejmują obciążenia promieniowe i osiowe ( w obu kierunkach ), a ponadto są przystosowane do pracy przy dużych prędkościach obrotowych. Mają one zdolność do niewielkich wychyleń kątowych ( w zależności od serii łożyska od 2' do 10' ) W zależności od wymogów konstrukcyjnych łożyska te są produkowane w różnych klasach dokładności oraz z różnymi luzami. W łożyskach tych stosuje się koszyki blaszane, masywne oraz z tworzyw sztucznych ( na ogół poliamid 66 z włóknem szklanym ). Łożyska są wykonywane na ogół w postaci standardowej ( bez uszczelek) oraz z uszczelkami gumowymi (RS ) lub blaszkami ochronnymi (Z). W zastosowaniach łożysk uszczelnionych należy pamiętać, że łożyska lepiej pracują w przypadku obracającego się wału (obracający się pierścień wewnętrzny ). Łożyska zakryte (2Z oraz 2RS) na ogół mogą pracować w temperaturze -30 do 110 oC. Łożyska tej grupy konstrukcyjnej są głównie wykonywane z otworem walcowym; mogą być także wykonywane z otworem stożkowym (K) oraz z rowkiem osadczym na pierścieniu zewnętrznym (N). Wymiary są podane w tablicach zawartych w katalogach. Najbardziej rozpowszechnione są serie 60... , 62... , 63... , inne są rzadziej stosowane. poniżej tablica podaje łożyska o wymiarach najczęściej poszukiwanych. kompletne tablice jak zaznaczono powyżej znajdują się w katalogach łożysk tocznych. 3.2.2. Łożyska kulkowe skośne Łożyska tej grupy konstrukcyjnej są przeznaczone do przenoszenia obciążeń złożonych, promieniowych i osiowych. Grupa ta obejmuje: łożyska kulkowe skośne jednorzędowe łożyska kulkowe skośne jednorzędowe dwukierunkowe (Q i QJ) łożyska kulkowe skośne dwurzędowe Łożyska kulkowe skośne jednorzędowe są wykonywane z następującymi kątami działania: 15o ( oznaczenie C, np. 7004C), 40 o ( B), 25 o (A). Łożyska tej grupy konstrukcyjnej są wykonywane zarówno z koszykami tłoczonymi z blachy stalowej jak i masywnymi ( głównie łożyska dwukierunkowe ) oraz z koszykami z tworzyw sztucznych. Łożyska kulkowe skośne typu Q (z dzielonym pierścieniem zewnętrznym) i QJ (z dzielonym pierścieniem wewnętrznym) są łożyskami jednorzędowymi , mogącymi przenosić obciążenia w kierunku promieniowym i osiowym. Są to na ogół łożyska czteropunktowe (kąt działania 35), rzadziej trzypunktowe. Łożyska skośne dwurzędowe z dwoma pierścieniami wewnętrznymi mają głównie zastosowanie w przemyśle samochodowym; są one przewidywane dla większych obciążeń osiowych. Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe posiadające kanałek do wkładania kulek należy montować tak, aby obciążenie wzdłużne przypadało na ten rząd kulek, który nie ma kanałka. Dokładne tablice z wymiarami tych łożysk wraz z podstawowymi parametrami technicznymi są zamieszczone w katalogach łożysk tocznych. Poniższe tablice zawierają tylko najczęściej stosowane łożyska: serie 70.. , 72... , 73... łożyska skośne jednorzędowe, Q i QJ, o których mowa powyżej, oraz łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 32.. i 33... . Łożyska o większych wymiarach znaleźć można w katalogach łożysk jak zaznaczono powyżej. 3.2.3. Łożyska kulkowe wahliwe Łożyska te posiadają dwa rzędy kulek oraz kulistą bieżnię pierścienia zewnętrznego, mają zdolność swobodnego ustawiania się pierścienia - dzięki temu nie są wrażliwe na błędy współosiowości i wygięcia wałów ; dopuszczalne wychylenia kątowe tych łożysk mogą przybierać wartość do 3 o w zależności od serii. Łożyska te wykonywane są zarówno z otworem walcowym jak i stożkowym (K). Dokładne tablice z wymiarami tych łożysk wraz z podstawowymi parametrami technicznymi są zamieszczone w katalogach łożysk tocznych. W tabeli poniżej podano parametry najbardziej popularnych łożysk tej grupy konstrukcyjnej zarówno dla rozwiązań z otworem walcowym jak i stożkowym. 3.2.4. Łożyska walcowe poprzeczne jednorzędowe i wielorzędowe Łożyska jednorzędowe tej grupy konstrukcyjnej cechuje zdolność przejmowania dużo większych obciążeń promieniowych w stosunku do łożysk kulkowych o tych samych wymiarach. Łożyska typu NJ pozwalają na ustalenie osiowe wału w jednym kierunku, a łożyska typu NUP oraz łożyska NJ w połączeniu z pierścieniem HJ w obu kierunkach, łożyska typu RNU pracują bez pierścienia wewnętrznego -bieżnię wewnętrzną stanowi odpowiednio wykonany czop. Do węzłów szczególnie obciążonych stosuje się łożyska konstrukcji "E" o większej nośności i tych samych wymiarach zewnętrznych (wynik specjalnej konstrukcji wewnętrznej). Łożyska walcowe wielorzędowe dzielą się na dwurzędowe i wielorzędowe, wykonywane są zarówno z otworem walcowym jak i stożkowym (K). Wszystkie łożyska walcowe są bardzo czułe na niewspółosiowość; dopuszczalne wychylenia w zależności od serii zawierają się w granicach 1'- 7' . Stosuje się w nich koszyki zarówno blaszane, masywne jak i z tworzyw sztucznych. Wykonywane są one w różnych klasach dokładności. Dokładne wymiary jak i pozostałe parametry podają tablice umieszczone w katalogach łożysk. Poniższe rysunki podają różne rozwiązania konstrukcyjne tych łożysk. Umieszczone poniżej tablice zawierają tylko najbardziej popula1rne łożyska. Dane o pozostałych łożyskach można znaleźć w katalogach łożysk tocznych o czym zaznaczono powyżej. 3.2.5. Łożyska igiełkowe Łożyska tej grupy konstrukcyjnej przeznaczone są do przenoszenia obciążeń promieniowych. Łożyska igiełkowe są stosowane do łożyskowania elementów maszyn i urządzeń w tych przypadkach, gdzie potrzebna jest mała przestrzeń do łożyskowania a stosunkowo duża nośność. Łożyska te wymagają ciasnego osadzenia w otworze oprawy. Łożyska igiełkowe dzielą się na łożyska cienkościenne ( przelotowe i nieprzelotowe) oraz łożyska bez pierścienia wewnętrznego i z pierścieniem wewnętrznym- uszczelnione i nieuszczelnione. W tej grupie konstrukcyjnej występują w znacznej ilości złożenia igiełkowe - tylko koszyki z igiełkami. Podobnie jak łożyska walcowe są czułe na błędy współosiowości (max wychylenie do 2'). Tabele zawarte w katalogach podają wymiary i parametry techniczne łożysk. Poniższe rysunki przedstawiają różne rozwiązania konstrukcyjne tych łożysk. Rzadziej spotykane są tego typu łożyska wzdłużne (nie posiadają pełnej toczności). Poniżej podano tylko tablice najbardziej popularnych łożysk igiełkowych. 3.2.6. Łożyska stożkowe Łożyska tej grupy konstrukcyjnej przeznaczone są do przenoszenia znacznych obciążeń złożonych (promieniowych i osiowych), są to łożyska rozłączne - co znacznie ułatwia montaż. Charakterystyczną cechą łożysk stożkowych jest kąt działania, który odpowiada kątowi a na bieżni pierścienia zewnętrznego. Im większy jest ten kąt, tym większa jest zdolność łożyska do przenoszenia obciążeń wzdłużnych. Konstrukcja łożysk stożkowych umożliwia przyjmowanie obciążenia osiowego tylko w jednym kierunku. Przy występowaniu obciążeń w dwóch kierunkach należy stosować łożyska stożkowe dwurzędowe, a przy dużych obciążeniach łożyska stożkowe wielorzędowe. Dopuszczalny błąd współosiowości dla łożysk stożkowych jest bardzo mały, max. wychylenie wynosi około 2'. W przeważającej części stosuje się w nich koszyki blaszane, rzadziej inne. Wykonuje się je w różnych klasach dokładności. Głównie są wykonywane w wersji jednorzędowej. Rzadko stosuje się je w wersji dwurzędowej i wielorzędowej. Wymiary i parametry techniczne są podawane w katalogach łożysk tocznych. W tabeli poniżej umieszczono najbardziej popularne łożyska stożkowe jednorzędowe. 3.2.7. Łożyska baryłkowe poprzeczne Są to łożyska typu wahliwego przeznaczone do przenoszenia dużych obciążeń. Oprócz obciążeń promieniowych przenoszą one także obciążenia osiowe w obu kierunkach. Produkowane są one zarówno z otworem walcowym jak i stożkowym. Z otworami stożkowymi osadzane są one głównie na tulejach wciąganych (H) jak również na wciskanych (AH). Dopuszczalne wychylenia kątowe tych łożysk są duże ( w zależności od serii 1° 2,5° ). Wykonywane są one z koszykiem blaszanym oraz masywnym, ostatnio również pewne firmy wykonują je także z koszykami z tworzyw sztucznych. Tabele zawarte w katalogu łożysk tocznych podają ich wymiary i pozostałe parametry techniczne. W poniższej tabeli podano wymiary i parametry tylko najbardziej poszukiwanych łożysk tej grupy konstrukcyjnej. W celu uzyskania dalszych informacji o pozostałych łożyskach należy posłużyć się katalogiem łożysk tocznych. 3.2.8. Łożyska wzdłużne (osiowe) Istnieją dwa rodzaje łożysk wzdłużnych: kulkowe i baryłkowe wzdłużne. Łożyska te przenoszą obciążenia wyłącznie osiowe (wzdłużne). Łożyska te mają mniejsze zastosowania od łożysk promieniowych (poprzecznych) Produkowane są następujące konstrukcje tych łożysk: Łożyska kulkowe wzdłużne jednokierunkowe Łożyska kulkowe wzdłużne dwukierunkowe Łożyska kulkowe wzdłużne jednokierunkowe z czołami kulistymi Łożyska kulkowe wzdłużne dwukierunkowe z czołami kulistymi Łożysko baryłkowe wzdłużne (przeznaczone dla bardzo dużych obciążeń i niewspółosiowości wału i oprawy, wychylenie do 3) Tablice w katalogu łożysk tocznych podają wymiary i parametry techniczne tych łożysk. W tabelach poniżej zebrano dane dla najbardziej poszukiwanych łożysk kulkowych jednokierunkowych serii 511.. , 512... , 513.. i 514... , dwukierunkowych serii 522... , 523... , 524... , oraz baryłkowych wzdłużnych serii 293... i 294... 3.2.9. Łożyska samonastawne Łożyska te dzięki swoim właściwościom jak łatwość montażu i demontażu, własny zapas smaru i wahliwość znalazły szerokie zastosowanie głównie w maszynach rolniczych, budowlanych, górniczych i innych. Łożyska te pracują na ogół w temperaturze -30° C do 70° C. W okresach krótkotrwałych mogą one pracować do temperatury 110° C - wówczas należy się liczyć ze zmniejszeniem trwałości użytkowej smaru o około 50%. Poniższe rysunki przedstawiają cztery podstawowe typy rozwiązań konstrukcyjnych tych łożysk. Poniżej podano tablicę, gdzie są tylko najbardziej popularne łożyska tej grupy konstrukcyjnej. W celu uzyskania danych o pozostałych łożyskach należy posłużyć się katalogiem łożysk tocznych. Łożyska samonastawne montowane są w oprawy stojące i kołnierzowe. 3.2.10. Łożyska specjalne Istnieją także konstrukcje łożysk specjalnych. Łożyska tych konstrukcji są przeznaczone dla szczególnych zastosowań: są one oznaczone symbolem CBK.... Pracownia Konstrukcji Łożysk Centrali Techniczno - Handlowej "PREMA" S.A. oferuje także wykonanie nietypowych konstrukcji łożysk wg specjalnych wymagań klientów. Tabela luzów poprzecznych łożysk baryłkowych, montowanych na tulejach stożkowych Nominalna Luz poprzeczny przed założeniem Zmniejszenie luzu poprzecznego Najmniejszy dopuszczalny luz poprzeczny po założeniu średnica otworu d Luz normalny C3 C4 luz normalny [mm] C3 C4 od [mm] do [mm] min [mm] max [mm] min [mm] max [mm] min [mm] max [mm] min [mm] max [mm] [mm] [mm] 30 40 50 65 80 100 120 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 40 50 65 80 100 120 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 0,035 0,045 0,055 0,070 0,080 0,100 0,120 0,130 0,140 0,160 0,180 0,200 0,220 0,240 0,270 0,300 0,330 0,370 0,410 0,460 0,510 0,570 0,640 0,710 0,780 0,860 0,050 0,060 0,075 0,095 0,110 0,135 0,160 0,180 0,200 0,220 0,250 0,270 0,300 0,330 0,360 0,400 0,440 0,490 0,540 0,600 0,670 0,750 0,840 0,930 1,020 1,120 0,050 0,060 0,075 0,095 0,110 0,135 0,160 0,180 0,200 0,220 0,250 0,270 0,300 0,330 0,360 0,400 0,440 0,490 0,540 0,600 0,670 0,750 0,840 0,930 1,020 1,120 0,065 0,080 0,096 0,120 0,140 0,170 0,200 0,230 0,260 0,290 0,320 0,350 0,390 0,430 0,470 0,520 0,570 0,630 0,680 0,760 0,850 0,960 1,070 1,190 1,300 1,420 0,065 0,080 0,096 0,120 0,140 0,170 0,200 0,230 0,260 0,290 0,320 0,350 0,390 0,430 0,470 0,520 0,570 0,630 0,680 0,760 0,850 0,960 1,070 1,190 1,300 1,420 0,085 0,100 0,120 0,150 0,180 0,220 0,260 0,300 0,340 0,370 0,410 0,450 0,490 0,540 0,590 0,650 0,720 0,790 0,870 0,980 1,090 1,220 1,370 1,520 1,650 1,800 0,020 0,025 0,030 0,040 0,045 0,050 0,065 0,075 0,080 0,090 0,100 0,110 0,120 0,130 0,150 0,170 0,200 0,210 0,240 0,260 0,300 0,340 0,370 0,410 0,450 0,490 0,025 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,090 0,100 0,110 0,130 0,140 0,150 0,170 0,190 0,210 0,230 0,260 0,280 0,320 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0,015 0,020 0,025 0,025 0,035 0,050 0,055 0,055 0,060 0,070 0,080 0,090 0,100 0,110 0,120 0,130 0,130 0,160 0,170 0,200 0,210 0,230 0,270 0,300 0,320 0,340 0,025 0,030 0,035 0,040 0,050 0,065 0,080 0,090 0,100 0,100 0,120 0,130 0,140 0,150 0,170 0,190 0,200 0,230 0,250 0,290 0,310 0,350 0,390 0,430 0,480 0,540 0,040 0,050 0,055 0,070 0,080 0,100 0,110 0,130 0,150 0,160 0,180 0,200 0,220 0,240 0,260 0,290 0,310 0,350 0,360 0,410 0,450 0,510 0,570 0,640 0,700 0,770   Nominalna średnica otworu d Przesuw wzdłużny zbieżność 1:12 Przesuw wzdłużny zbieżność 1:30 na wale na tulei na wale na tulei od [mm] do [mm] min [mm] max [mm] min [mm] max [mm] min [mm] max [mm] min [mm] max [mm] 30 40 50 65 80 100 120 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 40 50 65 80 100 120 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 0,35 0,40 0,45 0,60 0,70 0,70 1,10 1,20 1,300 1,40 1,60 1,70 1,900 2,00 2,40 2,600 3,10 3,30 3,70 4,00 4,60 5,30 5,70 6,30 6,80 7,40 0,40 0,45 0,60 0,75 0,90 1,10 1,40 1,60 1,70 2,00 2,20 2,40 2,60 3,00 3,40 3,60 4,10 4,40 5,000 5,40 6,20 7,00 7,80 8,50 9,00 9,80 0,35 0,45 0,50 0,70 0,75 0,80 1,20 1,30 1,40 1,50 1,70 1,80 2,000 2,20 2,60 2,90 3,40 3,60 4,10 4,40 5,10 5,80 6,30 7,00 7,60 8,30 0,45 0,50 0,70 0,85 1,000 1,20 1,50 1,70 1,90 2,20 2,40 2,60 2,90 3,20 3,60 3,90 4,40 4,80 5,40 5,90 6,80 7,60 8,50 9,40 10,20 11,00     1,700 1,90 2,70 3,00 3,20 3,50 4,00 4,20 4,70 5,00 6,00 6,50 7,70 8,20 9,20 10,00 11,50 13,30 14,30 15,80 17,00 18,50     2,20 2,70 3,50 4,00 4,20 4,50 5,50 6,00 6,70 7,50 8,20 9,00 10,00 11,00 12,50 13,50 15,50 17,50 19,50 21,00 23,00 25,00     1,80 2,00 2,80 3,10 3,30 3,60 4,20 4,60 4,80 5,20 6,20 6,80 8,00 8,40 9,60 10,40 12,00 13,60 14,80 16,40 18,00 19,60     2,40 2,80 3,60 4,20 4,60 5 5,70 6,20 6,90 7,70 8,40 9,20 10,40 11,20 12,80 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 26,00

1

---