Maszyny wibracyjne (szczególnie przesiewacze wibracyjne i kruszarki szczękowe) uważane są za najbardziej wymagające zastosowania dla łożysk. Nierzadko pracują w bardzo zanieczyszczonym środowisku, w ekstremalnych temperaturach, przy dużych obciążeniach promieniowych, wysokich prędkościach obrotowych oraz silnych drganiach w koszu i na wałeczkach łożyska.

Przedłużenie żywotności i zmniejszenie kosztów
Łożyska w sprzętach urabiających (np. przesiewacze, podajniki i ubijarki) pracują w surowych warunkach, w których panują silne udarowe obciążenia. Ich projekt musi więc zapewniać niezawodność i ograniczać poziom wibracji i hałasu. Trwałość eksploatacyjną takich łożysk można poprawić poprzez zastosowanie do ich produkcji stali wysokiej czystości. W celu ograniczenia skutków wibracji, zmęczenia, zużycia i korozji stosuje się mosiężne koszyki. Zapewniają one dokładne prowadzenie walców i minimalizują rezonans wibracji indukowanych.

Ze względu na duże przyspieszenia, jakim poddawane są łożyska, istotne jest zastosowanie rozwiązań przedłużających ich żywotność i zmniejszających koszt obsługi. Można to osiągnąć m.in. poprzez obniżone tarcie i niższą temperaturę pracy. W tym celu stosuje się np. obrabiane maszynowo, precyzyjne i jednolite kosze mosiężne, które zwiększają wewnętrzną przestrzeń. Zyskuje się więc dodatkową objętość smaru, dzięki czemu wibracje są skuteczniej tłumione, a rolki – lepiej prowadzone. Stabilizowane cieplnie pierścienie ze zredukowanymi tolerancjami średnicy otworu, średnicy zewnętrznej i obrzeży zewnętrznych zapewniają ciągłość pracy do 220°C i lepsze prowadzenie baryłek. Udoskonalona konstrukcja wewnętrzna łożysk pozwala na zastosowanie dłuższych rolek, co daje zwiększoną nośność dla istniejącej konstrukcji lub możliwość zmniejszenia konstrukcji poprzez zastosowanie mniejszych łożysk.

Wiele zalet oferuje stosowanie w łożyskach wibracyjnych koszy mosiężnych – mają one bowiem zwiększoną trwałość i niższą generację ciepła. Ponadto ich konstrukcje nierzadko zwiększają przepływ smaru.

Tekstolit, azotek krzemu, żeliwo, staliwo
Kolejnym rozwiązaniem, które okazuje się przydatne w łożyskach do maszyn wibracyjnych, jest koszyk tekstolitowy prowadzony na pierścieniu wewnętrznym. Tego typu łożyska stosuje się w procesach związanych z łożyskowaniem maszyn o podwyższonych obrotach. Nie są wówczas smarowane, lecz zabezpieczane olejem konserwacyjnym.

W pracy przy wyższych prędkościach roboczych i w warunkach niewystarczającego smarowania stosuje się łożyska, w których pierścienie wykonane są ze stali łożyskowej, a elementy toczne – z azotku krzemu klasy łożyskowej. Łożyska te mają bardzo dobre właściwości izolacyjne i zwiększoną trwałość. Z kolei w prasach drukarskich i maszynach włókiennych wykorzystuje się łożyska o cienkościennych pierścieniach i bardzo małym przekroju poprzecznym. Mają one niewielką masę i charakteryzują się niskim poziomem tarcia, co zapewnia wysoką sztywność.

Dostępne są także łożyska z powłoką z politetrafluoroetylenu (PTFE) na powierzchni walcowego otworu. Zabezpiecza ona przed wystąpieniem korozji ciernej między wałem a otworem łożyska. Wały nie wymagają wówczas specjalnej obróbki cieplnej ani powłok ochronnych.

Dla wymagających zastosowań polecane są oprawy łożyskowe stojące, wykonane z żeliwa lub staliwa. Wytrzymują one działania sił odśrodkowych wywołanych uderzeniami, drganiami, ściskaniem i rozciąganiem. Umożliwiają również podłączenie do systemów obiegu oleju, utrzymujących optymalny poziom temperatury pracy i smarowania łożyska.

Systemy smarowania
Rozwiązaniem ekonomicznym i ułatwiającym uszczelnienie jest stosowanie smaru w maszynach wibracyjnych. Ponadto smar stawia dodatkowy opór zanieczyszczeniom. Niestety nie zawsze można go używać – przy dużych prędkościach bowiem nie zapewnia właściwej pracy. W większości maszyn wibracyjnych stosuje się smar o klasie NGLI 2 z dodatkami wysokociśnieniowymi i antykorozyjnymi, jednak temperatury powyżej 120ºC i uszczelnienia labiryntowe mogą wymagać wyższej klasy smaru.

Dla maszyn wibracyjnych sugeruje się wypełnienie od 30 do 50% wolnej przestrzeni smarem, zarówno w przypadku łożysk, jak i opraw. A jeżeli w wyniku działania wysokich temperatur, uszkodzeń lub zanieczyszczeń dojdzie do przeciekania smaru, łożysko należy dosmarować. W łożyskach wibracyjnych stosuje się też smarowanie olejowe pozwalające na szybsze odprowadzenie ciepła z łożyska, co ułatwia pracę przy większych prędkościach obrotowych.

KOMENTARZE

Artur Kasprzak, Stepgroup Industry, biuro handlowe RKB Bearing Industries w Polsce:

W maszynach wibracyjnych, takich jak przesiewacze wibracyjne czy młoty wibracyjne, łożysko jest jednocześnie narażone na dużą prędkość obrotową, silne wstrząsy i spore obciążenie. Kiedy mamy do czynienia ze wszystkimi tymi czynnikami jednocześnie, bardzo trudno jest zachować dobre smarowanie łożyska. Łożyska do maszyn wibracyjnych powinny charakteryzować się zwiększoną twardością, wytrzymałością, odpornością na uderzenia i ścieranie. Nasze łożyska RKB ROVSX dla maszyn wibracyjnych posiadają specjalną konstrukcję koszyka. Jest on grubszy od standardowego, aby zwiększyć twardość i wytrzymałość, wykonany z mosiądzu, by stłumić drgania wibracyjne, i zaprojektowany z otwartą konstrukcją, aby umożliwić smarowanie elementów tocznych.

Michał Tomala, aftermarket distribution area manager w firmie NTN-SNR Polska:

W maszynach wibracyjnych na łożyska działają duże obciążenia, przyspieszenia promieniowe i siły odśrodkowe. Do tego dochodzi zanieczyszczenie i praca w wysokich temperaturach spowodowana silnymi drganiami. Od łożysk pracujących w takich maszynach wymaga się przede wszystkim trwałości i niezawodności. Aby temu sprostać, NTN-SNR opracowało serię baryłkowych łożysk wibracyjnych EF800. Posiadają masywny kosz mosiężny z odpowiednio wyprofilowanymi kieszeniami, które gwarantują stabilność elementów tocznych podczas pracy. Sam stop miedzi, z którego wykonano kosz, ma bardzo dobrą odporność na udary mechaniczne, a centrowanie kosza na elementach tocznych pozwala uniknąć ryzyka blokady między koszem a pierścieniami w przypadku dylatacji termicznej. Dodatkowo łożyska mają pomniejszoną tolerancję pierścieni – gwarantują pasowanie ślizgowe między pierścieniem wewnętrznym i wałem (dla wału z tolerancją g6 lub f6) oraz pasowanie ciasne pierścienia zewnętrznego w obudowie (dla tolerancji otworu P6). Ostatnim istotnym parametrem jest zawężony luz C4 do 2/3 górnej wartości tolerancji. Ułatwia on uzyskanie i kontrolę luzu promieniowego po montażu i niweluje ryzyko „zakleszczenia” łożyska na skutek wzrostu temperatury.