Łożyska toczne – rodzaje, budowa, zastosowanie

8 maja 2019 0

Autor:

Choć łożysko toczne jest niewielkim elementem, odgrywa naprawdę ogromną rolę, jeśli chodzi o budowę maszyn. Składa się z trzech części, czyli pierścienia wewnętrznego, pierścienia zewnętrznego oraz elementów tocznych, które umieszczone są pomiędzy pierścieniami i stykają się z ich bieżniami. Dzięki temu oba pierścienie mogą obracać się względem siebie. Dodatkowo łożyska toczne mogą być wyposażone w uszczelnienia oraz koszyki, które zapewniają utrzymanie elementów tocznych w stałym oddaleniu.

Do czego służą łożyska?

W tym miejscu warto zadać sobie pytanie, co by było, gdyby nie było łożyska. Kiedy podczas montażu mamy tylko wał i oprawę, a wał montowany jest w oprawie bez łożyska, te dwa elementy ocierają się o siebie, a powstające tarcie sprawia, że części szybko się zużywają, a przez to w krótkim czasie wymagają kolejnej wymiany. Można zauważyć, że otwór w oprawie zwiększa się, z kolei część wału – zwęża. Dodatkowo wał w oprawie bez łożyska w każdej chwili może wypaść. Połączenie stworzone w ten sposób jest bardzo głośne, a dodatkowo zużywa dużo więcej energii. To niestety przekłada się na wysokie koszty użytkowania.

Jeśli zaś na wale zostanie umieszczone łożysko, praca całego układu będzie przebiegała znacznie ciszej. Dzięki temu, że wał i oprawa nie będą się nawzajem ścierały, nie będą narażone na tak szybkie zużycie. Co więcej, za sprawą łożysk, tarcie jest dużo mniejsze, a to sprawia, że poziom zużycia energii również jest niższy. Jak widać, użycie łożysk tocznych generuje same korzyści, dlatego zdecydowanie warto z nich korzystać.

Łożyska toczne budowa

Budowa łożysk tocznych nie jest skomplikowana. To dwa pierścienie oraz elementy toczne. Bardzo często posiadają również koszyki, które odpowiadają za utrzymanie elementów tocznych w odpowiedniej odległości względem siebie. Co więcej, niektóre modele łożysk tocznych wyposażone są w uszczelnienia, dbające o to, by ich wnętrze nie uległo zabrudzeniu, a także chroniące przed wypłynięciem środka smarnego na zewnątrz.

Dwa pierścienie znajdujące się w łożysku tocznym to pierścień zewnętrzny oraz wewnętrzny. Pierwszy z nich umieszczany jest na wale, z kolei drugi – w oprawie albo w innej obudowie. Z kolei na pierścieniach znajdują się bieżnie: główna i pomocnicza. Bieżnia główna odpowiada za przenoszenie obciążeń głównych, natomiast pomocnicza – wszystkie inne. Co więcej, przy łożyskach tocznych pomiędzy bieżniami instaluje się dodatkowo części toczne o różnych kształtach, które opowiadają za zmniejszanie tarcia.

Rodzaje łożysk tocznych

Łożyska toczne można podzielić na kilka sposobów. Wśród nich najpopularniejszy jest podział ze względu na rodzaj elementów tocznych. W ten sposób można wyróżnić:

  • Łożyska kulkowe – to zdecydowanie najczęściej wykorzystywany rodzaj łożysk. Ze względu na ich uniwersalność, mogą być stosowane w praktycznie każdej dziedzinie przemysłu.

  • Łożyska stożkowe – są one przeznaczone do przenoszenie dużych obciążeń osiowych oraz promieniowych.

  • Łożyska walcowe – używa się ich do przenoszenia obciążeń osiowych. Najlepiej pracują przy wysokich prędkościach obrotowych.

  • Łożyska baryłkowe – świetnie sprawdzają się przy dużych wałach oraz sporych obciążeniach.

  • Łożyska igiełkowe – stosowane są do przenoszenia obciążeń promieniowych. Przeznaczone są do pracy ciągłej przy dużych prędkościach.

Jak jeszcze można podzielić łożyska toczne?

Jak wspomnieliśmy wcześniej, istnieje kilka różnych sposobów na to, aby sklasyfikować łożyska toczne. Oprócz podziału ze względu na rodzaj występujących elementów tocznych, można je rozróżnić, biorąc pod uwagę wychylanie się pierścieni (zmianę ich położenia kątowego). W ten sposób można wyróżnić:

  • Łożyska zwykłe – jego pierścienie nie wychylają się.

  • Łożyska samonastawne – najczęściej można kupić je wraz z oprawami. Nie są one wyczulone na błędy wynikające ze współosiowości.

  • Łożyska wahliwe – oś obrotu tych łożysk dopasowuje się do osi obrotu danego wała. Najczęściej stosowane są w sytuacjach, gdy łożysko ma styczność z obciążeniami złożonymi.

Łożyska te można dostać w trzech wariantach: jednorzędowym, dwurzędowym oraz wielorzędowym. Pierwszy wariant uznawany jest za najpopularniejszy, a tym samym najczęściej stosowany. Ostatni wariant zaś wyróżnia się doskonałą trwałością. Używany jest w miejscach, gdzie łożysko nastawione jest na bardzo duże obciążenia. Najczęściej wykonywane są na indywidualne zamówienie.

Inny podział łożysk tocznych dokonywany jest na podstawie kierunku sił kąta działania. Za sprawą tej klasyfikacji można wyróżnić łożyska poprzeczne (promieniowe) oraz łożyska wzdłużne (osiowe), a także łożyska poprzeczno-wzdłużne (skośne). Pierwsze z nich odpowiadają za przenoszenie sił poprzecznych. W przypadku drugich – siły wzdłużne działają na łożysko wzdłuż obrotu osi. Co do ostatniego rozwiązania – stosowane jest w momencie, kiedy na równym poziomie występują siły poprzeczne oraz wzdłużne.

Łożyska toczne to bez wątpienia najpopularniejsze, a co za tym idzie – najczęściej stosowane typy łożysk. Choć są bardzo trwałe i wytrzymałe, jak wszystko mogą ulegać awariom i uszkodzeniom. Jeśli jednak będziemy przestrzegać kilku ważnych zasad, z pewnością posłużą nam o wiele dłużej.

Dlaczego łożyska toczne ulegają awariom?

Przyczyn może być wiele, jednak najczęściej zdarza się, że łożysko jest po prostu źle zamontowane i to prędzej, czy później doprowadzi do uszkodzeń. Powodem awarii może być również zatarcie wynikające z nadmiernej eksploatacji, pojawienie się rdzy na częściach tocznych oraz na bieżni, niewłaściwy dobór rodzaju łożyska, a także zbyt duże obciążenie. Jeśli już dojdzie do usterki sprzętu i jest to wina łożyska, warto dowiedzieć się, co było przyczyną i próbować uniknąć jej w przyszłości.

Co sprawia, że łożyska toczne szybciej się psują?

Każdemu, kto choć trochę zna się na działaniu łożyska nie trzeba mówić, że wymaga ono regularnego smarowania oraz konserwacji. Także prawidłowy montaż ma tu ogromne znaczenie. Warto również pamiętać, że w miejscu, gdzie używane jest łożysko toczne temperatura nie powinna przekraczać 70°C. Jeśli pomimo spełnienia powyższych zaleceń usłyszysz piszczenie, nieregularne stukanie, czy szumy, koniecznie sprawdź, czy łożysko nie ma zbyt dużego obciążenia lub luzu. Co jeszcze może być powodem uszkodzenia łożyska tocznego?

Nieprawidłowy montaż łożyska

Łożysko to wbrew pozorom bardzo delikatna część. Wystarczy jedno niezgrabne posunięcie podczas montażu, a powstaną na nim zarysowania. Niestety, prowadzą one w krótkim czasie do wgnieceń, a w późniejszych etapach do zniekształcenia. Takie łożysko toczne nie nadaje się już do użytku.

Wady konstrukcyjne łożyska

Może się okazać, że już na etapie jego tworzenia coś poszło nie tak. Jeśli łożysko nie zostało wykonane zgodnie z projektem, jego montaż również nie będzie prawidłowy. Aby wszystko działało tak, jak należy, każdy z elementów konstrukcyjnych powinien być na właściwym miejscu. W przeciwnym razie może to doprowadzić do pękania pierścieni, a w efekcie do wypaczenia bieżni.

Zbyt duży nacisk na łożysko

Nie można dopuścić do tego, by łożysko miało zbyt duże obciążenie. Jeśli będzie ono wciśnięte w konstrukcję, elementy toczne zaczną oddziaływać na bieżnię także w stanie spoczynku. Wgniecenia w okolicach łożyska mogą być także spowodowane przepływem prądu, kiedy łożysko toczne jest częścią obwodu zamkniętego.

Zanieczyszczenia i rdza na łożysku

Jeśli łożysko znajduje się w nieodpowiednich dla niego warunkach (np. zbyt wysoka temperatura), jest choć odrobinę zniszczone, zanieczyszczone lub nie jest odpowiednio nasmarowane, zaczyna ulegać korozji. Prowadzi to w krótkim czasie do nieprawidłowej pracy łożyska.

Diagnostyka łożysk tocznych

Ze względu na to, że kontrola stanu łożysk w maszynach produkcyjnych bardzo często nie jest przeprowadzana regularnie, powstaje wiele problemów z ich prawidłowych funkcjonowaniem. Gdyby tylko zadbać o systematyczność, można by było im zapobiec. Jedną z najczęstszych przyczyn awarii łożysk jest nieprawidłowe smarowanie. Zaraz obok wymienia się błędy montażowe, a także zbyt duże zmiany w obciążeniu podczas pracy łożyska.

Jak zdiagnozować problemy z łożyskiem?

Najczęściej wykorzystywane metody diagnostyki łożyska to kontrola parametrów drgań, a także sprawdzanie temperatury. Jeśli chodzi o pierwsze rozwiązanie, to powinno opierać się na pomiarach RMS zgodnych z normą ISO. Duże znaczenie ma tu prędkość obrotowa łożyska, jak również wielkość maszyny. Warto jednak wspomnieć, że ta metoda nie zapewnia wymiernego rezultatu, ponieważ w wielu przypadkach pomiary są zakłócane przez obrotowy ruch łożyska. Tak naprawdę sprawdzanie temperatury również nie jest zbyt dobrą metodą. Choć wskazuje nam ona przekroczone normy, to jednak nie informuje o przyczynach nieprawidłowości.

Alternatywna metodą badania drgań jest analiza widma drgań FFT. Niektóre nieprawidłowości w funkcjonowaniu łożysk odpowiadają za powstawanie określonych układów drgań. Dzięki ich analizie można określić powód awarii. Niestety, ale to rozwiązanie również może być zawodne. Potrafi bowiem pokazywać nieprawidłowości w urządzeniach, które pracują bez zarzutu. Można wyróżnić też metody diagnostyki, do których niezbędna jest osoba wykonująca badania. Jedną z nich jest odsłuch przy użyciu stetoskopu lub przy wykorzystaniu ultradźwięków. Przy takim rozwiązaniu warto pamiętać o tym, że kontrola będzie miała elementy oceny własnej, która nie zawsze jest niezawodna. Tę metodę najczęściej stosuje się na liniach transportowych i w maszynach wielorolkowych.

Najlepsza metoda diagnostyki łożyskowej

Jeśli chodzi o najbardziej efektywną, a także wiarygodną metodę diagnostyki łożyskowej, bezsprzecznie można za nią uznać metodę SPM HD. Jest ona dosyć nowa, jednak potrafi niezwykle celnie określić prawidłowość smarowania łożyska, jak również jakość pracy konkretnych elementów. Dodatkowo czułe przetworniki sprawnie dokonują pomiaru sygnałów z łożyska także przy dużych odległościach. Metodę SPM HD uznaje się za metodę uniwersalną do wykorzystania nie tylko przy łożyskach, które wykonują kilka obrotów na minutę, ale również na przykład przy turbosprężarkach. Warto również wspomnieć, że algorytmy matematyczne wykorzystywane do obliczeń znacząco zmniejszają ryzyko powstania jakiegokolwiek błędu pomiarowego. Umożliwiają bowiem odrzucenie nieprawidłowości dotyczących potencjalnych uszkodzeń w łożysku.

Łożyska toczne – podsumowanie

Jak widać, na rynku można znaleźć naprawdę wiele różnych rodzajów łożysk tocznych. Właśnie dlatego przed wyborem konkretnego rozwiązania, warto dobrze przeanalizować i sprawdzić wszystkie typy łożysk, jak również parametry. Jeśli pojawią się jakiekolwiek problemy z doborem łożyska, warto zapytać pracowników sklepu, którzy dobrze znają się na wszystkich rodzajach tych części.

W innym naszym artykule opisujemy jak wybrać smar do łożysk

W innym naszym artykule opisujemy: Konserwacja, czyszczenie i smarowanie łożysk

W innym naszym artykule opisujemy: Dobór i rodzaje łożysk

Łożysko poprzeczne – co to jest, rodzaje, zastosowanie

Łożyska do maszyn rolniczych

Łożysko w oprawie – co to jest, typy, budowa

UdostępnijShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on Twitter

Powiązane produkty

Newsletter
Bądź na bieżąco