Łożyska samonastawne kompensujące błędy współosiowości

Łożyska samonastawne kompensujące błędy współosiowości NTN-SNR
20.12.2022

Łożyska toczne są ważnym elementem konstrukcyjnym wielu maszyn i urządzeń. Dzięki minimalnemu tarciu między obracającymi się względem siebie częściami mechanizmów znalazły zastosowanie praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu. Jednym z rodzajów łożysk tocznych kulkowych są łożyska wahliwe, zwane także łożyskami samonastawnymi. 

  • Konstrukcja łożysk kulkowych wahliwych opiera się na metalowych kulkach umieszczonych w specjalnie wykonanej bieżni pierścienia zewnętrznego
  • Łożyska kulkowe samonastawne z oprawami są zwykle łożyskami uszczelnionymi dwustronnie i napełnionymi smarem plastycznym
  • Łożyska wahliwe przeznaczone są  przede wszystkim do zastosowań, w których istnieje problem z odpowiednim wyosiowaniem wału i oprawy

Powiązane firmy

Duża różnorodność zastosowań i warunków pracy sprawiła, że powstało wiele zróżnicowanych konstrukcji łożysk tocznych. Materiał i części ruchome są wykonywane ze specjalnej stali chromowej. Do zastosowań specjalnych – w których wymagana jest dużo większa niezawodność pracy łożysk – pierścienie i elementy toczne wykonuje się ze stali pochodzącej z wytopu próżniowego lub z elektrożużlowego. Następnie poddaje się je specjalnej obróbce cieplnej, która zapewnia uzyskanie twardości w granicach 59–65 HRC oraz stabilizację wymiarów w granicach do 120ºC.

Łożyska kulkowe wahliwe – budowa

Pod względem konstrukcyjnym łożyska kulkowe wahliwe charakteryzują się dwoma rzędami kulek i kulistą bieżnią pierścienia zewnętrznego. Pozwala to na swobodne wzajemne ustawianie się pierścieni, dzięki czemu łożyska te nie są wrażliwe na błędy współosiowości opraw ani na ugięcie wału.

Środek bieżni zewnętrznej pokrywa się ze środkiem łożyska. Dzięki temu oś pierścienia wewnętrznego, kulki i koszyk mają zdolność odchylania się kątowego w pewnym zakresie względem środka łożyska. Dokładne wykończenie bieżni pozwala zminimalizować szumy i poprawić rozprowadzanie środków smarnych. 

Ten typ łożysk kompensuje niewielkie błędy współosiowości, tzn. dopuszczalne są nieznaczne wychylenia kątowe pierścienia wewnętrznego względem zewnętrznego, jednak bez wpływu na warunki pracy łożysk. Dopuszczalne wychylenie kątowe zależy od serii produkcyjnej i wynosi 2,5–3º, a przypadku łożysk uszczelkami – 1,5º.

Ze wszystkich łożysk tocznych łożyska samonastawne odznaczają się najmniejszym oporem tarcia. Wywołuje to również niższą temperaturę roboczą przy dużych prędkościach obrotowych.

Prosta budowa łożysk pozwala na ich łatwy montaż i demontaż. Łożyska kulkowe dwurzędowe wahliwe są produkowane z otworem cylindrycznym lub stożkowym (zbieżność 1:12). Łożyska z otworem stożkowym osadzane są bezpośrednio na wale stożkowym albo na walcowym za pomocą tulei wciąganych lub wciskanych.

Łożyska dostarczane są zwykle z koszykami stalowymi tłoczonymi z blachy lub z tworzywa sztucznego. Niekiedy stosuje się też koszyki mosiężne. Koszyk może być wykonany z jednej części (typy 12…, 13…) lub z dwóch (typy 22…, 23…).

Produkowane są w normalnej klasie dokładności P0. Na specjalne zamówienia mogą jednak zostać wykonywane w wyższych klasach (P6, P5 lub P4) lub z innym luzem niż normalny (pomniejszonym lub powiększonym).

W wykonaniu podstawowym łożyska mają normalny luz promieniowy, który nie jest prezentowany w oznaczeniu łożysk. Do specjalnych zastosowań mogą być jednak produkowane z luzem promieniowym mniejszym od normalnego (C2) albo z luzem promieniowym większym od normalnego (C3, C4, C5). Powiększony luz korzystnie wpływa korzystnie na pracę łożyska podczas niewspółosiowości oraz wyrównuje szkodliwy wpływ ugięcia wału i odkształceń cieplnych.

Łożyska kulkowe samonastawne z oprawami

Łożyska kulkowe samonastawne z oprawami są najczęściej łożyskami dwustronnie uszczelnionymi i napełnionymi smarem plastycznym. Zapas smaru wystarcza w przeciętnych warunkach pracy na pełen okres eksploatacji. Dodatkowe dosmarowanie zalecane jest podczas pracy łożysk w warunkach silnego zapylenia, w temperaturach zbliżonych do maksymalnej lub przy znacznych prędkościach obrotowych.

Do pracy z łożyskami przewidziane są odpowiednie oprawy blaszane i żeliwne. Oprawy blaszane nie mają smarownic i występują w łożyskowaniach, w których nie ma znacznych obciążeń. Z kolei oprawy żeliwne mają smarownice, które umożliwiają okresowe dosmarowanie łożysk. Należy zwrócić uwagę, żeby podczas montażu otwory smarowe na pierścieniu zewnętrznym łożyska znalazły się po tej samej stronie co smarownica. 

Łożyska wahliwe – zastosowanie

Ten typ łożysk tocznych przeznaczony jest przede wszystkim do zastosowań, w których istnieje problem z odpowiednim wyosiowaniem wału i oprawy. Doskonale sprawdzają się również w aplikacjach, w których podczas pracy dochodzi do ugięć wału.

Dzięki wychylnemu elementowi następuje skasowanie błędu współpracującego wałka, polegającego na jego nieosiowym wykonaniu lub położeniu. Ogólnie stosuje się je wszędzie tam, gdzie spodziewane jest duże obciążenie lub możliwa jest nieosiowa praca.

Łożyska samonastawne, które są uszczelnione obustronnie gumowymi uszczelkami odpornymi na działanie olejów, mogą pracować w zakresie temperatur od –30ºC do +100ºC.

Dzięki swoim zaletom znalazły zastosowanie m.in. w maszynach rolniczych, budowlanych, przenośnikach, górniczych, tekstylnych i wielu innych urządzeniach.
Łożyska kulkowe wahliwe dostępne są zarówno w wersji otwartej, jak i uszczelnionej. Ze względu na powszechność zastosowania i łatwość montażu znajdziemy je w ofercie większości producentów łożysk.

Oprawy łożyskowe, zależnie od przeznaczenia, produkowane są w bardzo różnych kształtach i wielkościach. Występują w szerokim zakresie wymiarowym i konstrukcyjnym, który dotyczy zarówno łożysk kulkowych samonastawnych, jak i opraw do tych łożysk.  

Łożyska samonastawne – budowa, montaż, oferta

Michał Tomala, NTN-SNRŁożyska do zespołów samonastawnych – nazywane często łożyskami samonastawnymi lub wahliwymi – mają wypukły pierścień zewnętrzny. Ich budowa opiera się na budowie łożysk kulkowych z serii 62 i 63.

Sferyczny kształt gniazda oprawy, w której są instalowane, powoduje, że łożyska mogą się przekręcać w oprawie. Dzięki temu kompensują niewspółosiowość wału wynikającą z niedokładności wykonania. System mocowania na poszerzonym pierścieniu wewnętrznym gwarantuje bardzo prosty montaż na wale.

Montaż zespołów samonastawnych jest łatwy, więc nie wymaga wysokich umiejętności technicznych. Zespół składa się jedynie z 2 elementów – oprawy i łożyska.

Oferta zespołów samonastawnych NTN-SNR jest niezwykle zróżnicowana i obejmuje ponad 40 000 kombinacji. Oprócz standardowych wersji w szerokiej ofercie znajdują się zespoły dedykowane do pracy w wysokich i niskich temperaturach, ze specjalnymi uszczelnieniami przeznaczone do pracy w warunkach silnie zanieczyszczonych, a także seria wykonana ze stali nierdzewnej i termoplastyku (dedykowana dla przemysłu spożywczego i odporna na korozję).

Łożyska NTN-SNR do zespołów samonastawnych są uszczelnione i nasmarowane fabrycznie. Dzięki temu często pozostają bezobsługowe przez cały okres użytkowania. Oczywiście w razie potrzeby łożyska mogą być dosmarowywane podczas pracy.

Michał Tomala, industry distribution manager Poland w firmie NTN-SNR Polska

Artykuł ukazał się w czasopiśmie

O Autorze

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę