Czym wyróżniają się łożyska kulkowe na tle innych modeli tocznych? W jakich aplikacjach możemy je zastosować? Aby odpowiedzieć w pełni na powyższe pytania, w pierwszej kolejności należy zastanowić się, co to są łożyska kulkowe i jakie wykazują właściwości.
Łożyska kulkowe to komponenty, które wchodzą w skład większej grupy łożysk tocznych. Na tle innych rozwiązań wyróżniają się przede wszystkim kształtem elementów tocznych i tym samym pewnymi parametrami. Dostępne są w różnych wariantach konstrukcyjnych i rozmiarach. Uznaje się łożyska kulkowe za najpopularniejsze oraz najbardziej uniwersalne, w porównaniu na przykład z modelami walcowymi czy baryłkowymi. Aby zdecydować, czy tytułowe produkty faktycznie sprawdzą się w Twojej aplikacji, musisz zapoznać się przede wszystkim z parametrami komponentów kulkowych, a także z rodzajami, które obejmuje ta podgrupa. A ze względu na rosnące wymagania maszyn i urządzeń przemysłowych, łożyska kulkowe również produkuje się w różnych wersjach.
Co to jest łożysko kulkowe?
Standardowe łożysko toczne to rozwiązanie gwarantujące płynny obrotowy ruch. Komponenty tego rodzaju wykorzystuje się niemalże w każdej maszynie czy urządzeniu przemysłowym. Niektóre modele możesz znaleźć nawet w produktach, z których aktualnie korzystasz we własnym domu – na przykład pralka i inne urządzenia AGD. Nawet zegarki ręczne wyposaża się w łożyska, choć są to z reguły modele ślizgowe, nieco odmienne od tytułowych kulkowych, które należą do grupy tocznej.
Grupa komponentów tocznych składa się z łożysk wyposażonych z pierścieni, bieżni i elementów tocznych w różnych kształtach. Uniwersalne łożyska kulkowe wyposaża się w elementy toczne w postaci kulek. W zwykłej wersji komponenty mają dwa pierścienie – zewnętrzny i wewnętrzny, koszyk, który utrzymuje kulki w odpowiedniej odległości między sobą, a także uszczelnień technicznych. Na pierścieniach umieszcza się oczywiście bieżnie, po których podczas pracy toczą się kulki.
Łożyska kulkowe mają wiele zalet. Aby jednak je wyróżnić, warto porównać komponenty z rozwiązaniem ślizgowym. I tym samym modele kulkowe odznaczają się niższym tarciem, stabilnym i precyzyjnym ruchem, a także niską rozszerzalnością cieplną. Jeśli jesteś zainteresowany inwestycją, koniecznie sprawdź, czym wyróżniają się poszczególne modele łożysk kulkowych, które omówiliśmy w dalszej części niniejszego artykułu.
Rodzaje łożysk kulkowych
Aktualnie na rynku możesz znaleźć łożyska kulkowe w różnych wariantach. Między sobą komponenty mogą różnić się zarówno konstrukcją, jak i parametrami. Dzięki tej różnorodności jesteśmy w stanie znaleźć rozwiązanie, które będzie najbardziej dopasowanym mechanizmem pod każdym względem do danej aplikacji. Poniżej przedstawiamy wszystkie łożyska kulkowe wraz z ich krótką charakterystyką.
Łożyska kulkowe zwykłe
Łożysko kulkowe zwykłe to komponent składający się z dwóch pierścieni i elementów tocznych. Odznaczają się prostą konstrukcją, a do zalet tego rozwiązania zalicza się przede wszystkim precyzję biegu, cichobieżność oraz niski poziom tarcia. Jest to najbardziej uniwersalne łożysko wśród wszystkich modeli kulkowych. Na rynku łożysko kulkowe zwykłe dostępne jest w dwóch wariantach, jako komponent jednorzędowy oraz dwurzędowy.
Standardowe łożyska dwurzędowe od jednorzędowych modeli różnią się nieco konstrukcją – w końcu mają dwa rzędy elementów tocznych. Często również pewne parametry dzięki tej „dwurzędowości” są ulepszone. Do zalet łożyska dwurzędowego zalicza się między innymi dokładność biegu, a także optymalną sztywność w przypadku łożyskowania. Modele kulkowe zwykłe przenoszą obciążenia osiowe.
Łożysko kulkowe skośne
Popularne łożyska skośne z elementami tocznymi w kształcie kulek produkuje się w wersji jednorzędowej i dwurzędowej. Te pierwsze są komponentem dwukierunkowym, który ma zdolność do przenoszenia zarówno obciążeń osiowych, jak i promieniowych. Mogą również osiągać bardzo wysokie prędkości obrotowe. Do zalet jednorzędowego rozwiązania zalicza się precyzję biegu i optymalną sztywność. Dwurzędowe modele zaś są świetną opcją dla aplikacji, które wymagają zdolności do przenoszenia bardzo dużych obciążeń wzdłużnych i to w dwóch kierunkach. Wyróżniają się jednak nieco ograniczonymi możliwościami w przypadku kompensacji błędów. Łożyska dwurzędowe skośne są świetną alternatywą dla układów rozbieżnych. Jeden taki komponent pracuje niemalże identycznie, jak w sytuacji, gdybyśmy zamontowali dwa jednorzędowe produkty.
Łożyska kulkowe samonastawne
Z modeli samonastawnych wyróżnia się łożyska poprzeczne w wersji jednorzędowej i nierzadko skutecznie uszczelnione po obu stronach. Jako uszczelnienia technicznego wykorzystuje się blaszkę lub gumową uszczelkę. Mają zdolność do przenoszenia obciążeń poprzecznych i doskonale sprawdzają się przy kompensacji wszelkich niewspółosiowości. Standardowe łożyska kulkowe samonastawne poleca się szczególnie do pracy w maszynach rolniczych i budowlanych.
Łożysko kulkowe wahliwe
Komponenty wahliwe produkuje się najczęściej w wariancie dwurzędowym. Odznaczają się niskim poziomem tarciem, zdolnością do osiągania bardzo wysokich prędkości obrotowych, a także niską rozszerzalnością cieplną. Dzięki tym parametrom łożysko kulkowe wahliwe nieco wolniej się zużywa, czyli na tle innych rozwiązań wyróżnia się długim okresem eksploatacyjnym. Modele wahliwe zbudowane są z dwóch rzędów elementów tocznych oraz kulistej bieżni. To doskonałe rozwiązanie dla urządzeń wykorzystywanych na przykład w rolnictwie. Przenoszą obciążenia promieniowe, osiowe oraz złożone. Do zalet łożysk kulkowych wahliwych zalicza się także optymalną sztywność i wysoką odporność na brak osiowości.
Łożyska do wrzecion
Do wrzecion poleca się łożyska skośne, przede wszystkim wysokoobrotowe. Nie oznacza to jednak, że możemy każdy komponent wysokoobrotowy użyć we wrzecionach. Wielu klientów błędnie używa tych nazw zamiennie. A warto mieć jednak na uwadze, że o ile każde łożysko do wrzecion jest modelem wysokoobrotowym, o tyle nie każdy produkt wysokoobrotowy jest komponentem do wrzecion.
Łożysko kulkowe wzdłużne
Modele wzdłużne to komponenty, które mają zdolność do przenoszenia obciążeń – jak sama nazwa wskazuje – wzdłużnych. Są to łożyska jednorzędowe, które doskonale sprawdzają się w połączeniu z innymi modelami przenoszącymi obciążenia poprzeczne. Na rynku mechanizmy wzdłużne znajdziesz w dwóch wariantach: w wersji jednokierunkowej i dwukierunkowej. Łożyska jednokierunkowe przenoszą osiowe obciążenia jedynie w jednym kierunku, dwukierunkowe natomiast w dwóch. To drugie rozwiązanie różni się od pierwszego przede wszystkim budową. W łożyskach kulkowych wzdłużnych dwukierunkowych mamy dwa pierścienie zewnętrzne (i jeden wewnętrzny). W obu przypadkach otrzymujemy produkty odznaczające się optymalną sztywnością i wysoką precyzją.
Gdzie zamontujemy łożyska kulkowe
Właściwie trudno określić, gdzie łożyska kulkowe znajdą zastosowanie, bo wszystko zależy od wymagań aplikacji. Ze względu na swoją swego rodzaju uniwersalność, a także różnorodność, modele kulkowe wykorzystuje się właściwie w każdej branży przemysłowej. Przed inwestycją należy jednak dokładnie sprawdzić wymagania danej aplikacji oraz warunki otoczenia i zestawić je z właściwościami wybranych modeli. Na tej podstawie dobieramy najbardziej dopasowany komponent. Pamiętaj jednak, że łożyska kulkowe nie są jedynymi łożyskami tocznymi ogólnie. Jeśli żaden wariant nie pasuje w 100% do aplikacji, sprawdź inne rodzaje dostępnych komponentów – łożyska stożkowe, baryłkowe, igiełkowe i tak dalej.
Ceramiczne łożyska kulkowe
Kupując łożysko kulkowe warto mieć na uwadze także różne możliwości związane z materiałami, z których poszczególne części zostały wykonane. Do ekstremalnych warunków pracy i otoczenia poleca się szczególnie łożyska hybrydowe, wyposażone w ceramiczne elementy toczne. Coraz większą popularnością cieszą się produkty duńskiej marki CeramicSpeed, która produkuje kulki z azotku krzemu. Materiał ten nie przewodzi prądu, dzięki czemu rozwiązania wspomnianej firmy doskonale sprawdzą się w silnikach elektrycznych. Dlaczego? Ponieważ w przypadku łożysk ceramicznych zdolność izolacyjna wynosi aż 15 kV! Przy w pełni stalowych produktach zdolność ta może maksymalnie wynieść jedynie 1 kV. I zostanie zachowana, jeśli podczas montażu nie uszkodzimy specjalnych powłok. Ponadto azotek krzemu sprawia, że kulki są twardsze, ale i lżejsze – w porównaniu ze stalowymi elementami tocznymi. Dzięki temu udało się znacząco wydłużyć ich okres eksploatacyjny. Duńskie łożyska hybrydowe gwarantują od 4 do 8 razy dłuższą żywotność!
W porównaniu do konwencjonalnych modeli komponenty ceramiczne wyróżniają się także niższym tarciem, wysoką sztywnością, zdolnością do osiągania nawet o 50% większych prędkości, a także niską rozszerzalnością cieplną. Do zalet zalicza się również świetną odporność na zanieczyszczenia i różnego rodzaju ciała obce. Dzięki temu doskonale sprawdzą się w mocno zapylonym miejscu.
W ofercie CeramicSpeed znajdziesz także specjalne rozwiązania dla branży zajmującej się obróbką metali oraz dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego. Łożyska hybrydowe są świetnym rozwiązaniem również dla innych aplikacji. Jednakże ze względu na swoją wysoką cenę, w pierwszej kolejności poleca się je ekstremalnym warunkom i trudnym aplikacjom.
