Ogólnie rzecz biorąc, łożysko jest tak dobre, jak jego otoczenie. Kto może osiągać najlepsze wyniki, jeśli nie czuje się komfortowo w swoim otoczeniu? Czy przeczytałeś już nasz artykuł na temat łożysk ustalonych i pływających? Niniejszy rozdział stanowi dobrą podstawę do montażu łożysk i projektowania elementów otaczających.
Projekt wału i obudowy
Po wybraniu odpowiednich łożysk należy dokładnie rozpalnować konstrukcje elementów otaczającyh. Poniżej wymieniono najważniejsze kryteria, które należy wziąć pod uwagę.
- Wybór układu łożyskowego
- Prawidłowy montaż łożyska
- Zapewnienie możliwości montażu łożyska (ważne, jeśli nie chcesz zyskać wrogów podczas montażu)
- Wybór odpowiedniego pasowania
- Określenie prawidłowych wymiarów osadzenia łożyska ( stopnie oporowe i promienie zaokrąglenia)
- Dokładność geometryczna wału i obudowy (uwaga: im większa dokładność, tym wyższe koszty!)
- Określenie maksymalnej niewspółosiowości łożyska z maksymalną dopuszczoną niewspółosiowością
W odniesieniu do tych kryteriów należy zawsze przestrzegać specyfikacji producenta łożysk tocznych.
Mocowanie łożysk tocznych za pomocą elementów mechanicznych
Informacje na temat wyboru odpowiedniego układu łożysk
można znaleźć w odpowiednim artykule. Zacznijmy od prawidłowego montażu łożysk na wale i w obudowie. Łożyska toczne można zamocować za pomocą różnych elementów mechanicznych, na przykład nakrętek zabezpieczających, śrub mocujących lub pierścieni ustalających (pierścienie sprężynujące). W przypadku łożysk z otworami stożkowymi można stosować inne akcesoria specyficzne dla łożysk, takie jak tuleje wciskane i wciągane.
| Blokada przy pomocy pierścienia wewnętrznego | Blokada przy pomocy pierścienia zewnętrznego | Pierścień sprężynujący |
 |  |  |
| Łożyska toczne można mocować za pomocą nakrętek zabezpieczających lub śrub mocujących. | Powyżej przedstawiono klasyczne mocowanie za pomocą nakrętki zabezpieczającej, podkładki, pierścienia sprężynującego, pokrywy łożyska i pierścienia dystansowego. | |
W tej tabeli przedstawiono powszechnie stosowane metody mocowania łożysk tocznych.
W przypadku stosowania pierścienia ustalającego (pierścienia zatrzaskowego) należy zwrócić szczególną uwagę na potencjalne źródła błędów, promieniowe ograniczenia pierścieni i wymiary połączeń łożysk. Pierścienie ustalające upraszczają konstrukcję. Należy również pamiętać, że pierścienie ustalające (pierścienie zatrzaskowe) mają pewne wady. Nie nadają się one do zastosowań precyzyjnych, a także nie są odpowiednie do przenoszenia dużych obciążeń osiowych.
| Montaż za pomocą tulei wciąganej | Montaż za pomocą tulei wciskanej | Montaż za pomocą wału stożkowego |
 |  |  |
| Tuleje wciągane i wciskane służą do osiowego mocowania łożyska na wałach cylindrycznych. | Pierścień dzielony włożony w rowek wału utrzymuje łożysko toczne w odpowiedniej pozycji za pomocą nakrętki pierścienia dzielonego. | |
Tutaj przedstawiono dalsze opcje montażu łożysk tocznych.
Tuleja wciągana jest mocowana za pomocą siły tarcia między wałem a wewnętrzną średnicą tulei. Ponadto położenie łożyska na wałku cylindrycznym można dowolnie regulować podczas montażu za pomocą tulei wciąganej lub wciskanej; oba warianty montażu są uważane za proste i bezpieczne. Możliwy jest również montaż łożysk za pomocą wału stożkowego. W tym przypadku pierścień ustalający jest zabezpieczony odpowiednią nakrętką lub śrubą. Łożyska (takie jak łożysko baryłkowe na ilustracji) można również łatwo i niezawodnie zamontować za pomocą narzędzi hydraulicznych. Zgodnie z instrukcjami producenta należy zmierzyć przesuw łożyska lub tuleji oraz zawsze skontrolować luz łożyska po montażu.
Dobór odpowiednich tolerancji dla wału i obudowy
Po tym krótkim przeglądzie różnych opcji mocowania przejdźmy teraz do znaczenia tolerancji dla wału i obudowy. W temacie luzu łożyskowego i napięcia wstępnego wspomniano już o takich pojęciach, jak luz łożyskowy i luz roboczy, a także wyjaśniono, jak je obliczyć. Niniejszy rozdział dotyczy wyboru odpowiednich pasowań. Wybór „odpowiedniego” pasowania zależy od następujących czynników:
- Materiału wału i obudowy
- Grubości ścianek
- Tekstury powierzchni
- Warunków pracy maszyny
Przejdźmy więc od razu do pierwszego ważnego pytania: pasowanie ciasne czy luźne?
| Wizualizacja obciążenia | Obrót pierścienia łożyskowego | Obciążenie pierścienia łożyska | Pasowanie łożyska |
Obciążenie stałe
|
Obrót pierścienia wewnętrznego Pierścień zewnętrzny nieruchomy | Obciążenie obwodowe pierścienia wewnętrznego Obciążenie punktowe pierścienia zewnętrznego | Pierścień wewnętrzny: ciasne pasowanie Pierścień zewnętrzny: Luźne pasowanie |
Obciążenie podczas ruchu obrotowego
|
Pierścień wewnętrzny statyczny Pierścień zewnętrzny obraca się | ||
Obciążenie stałe
|
Pierścień wewnętrzny statyczny Pierścień zewnętrzny obraca się | Obciążenie punktowe pierścienia wewnętrznego Obciążenie obwodowe pierścienia zewnętrznego | Pierścień wewnętrzny: Pasowanie luźne Pierścień zewnętrzny: Pasowanie ciasne |
Obciążenie podczas rucu obrotowego
|
Pierścień wewnętrzny obraca się Pierścień zewnętrzny statyczny |
Tabela pokazuje, w jakich okolicznościach konieczne jest zastosowanie pasowania ciasnego lub luźnego.
Najpierw należy ustalić, który z dwóch pierścieni obraca się, a który pozostaje nieruchomy. Następnie sprawdza się, jakie obciążenie działa na pierścień wewnętrzny, a jakie na pierścień zewnętrzny. Przykład: W przypadku pokazanego zespołu łożyskowego należy dobrać pasowanie dla dwóch łożysk tocznych. Koło pasowe jest montowane na wale. Dwa rozpatrywane łożyska to 6320C4 i 6318C4 (producent NTN).
Który pierścień się obraca? Prawidłowo, oba pierścienie wewnętrzne. Pierścienie zewnętrzne natomiast nie powinny się obracać. Czy pierścień wewnętrzny ma obciążenie punktowe? Nie, ma obciążenie obwodowe. Obciążenie obwodowe oznacza, że kierunek obciążenia promieniowego działającego na pierścień wewnętrzny jest zmienny po obwodzie. Obciążenie punktowe występuje na obu pierścieniach zewnętrznych i oznacza, że obciążenie działa tylko na niewielki punkt pierścienia zewnętrznego. Zalecane pasowanie jest zatem następujące: pierścień wewnętrzny = pasowanie ciasne, a pierścień zewnętrzny = pasowanie luźne. Sugestie dotyczące odpowiednich pasowań można znaleźć w katalogach producentów łożysk tocznych, na przykład na Stronach NTN . W obecnym przypadku, biorąc pod uwagę „normalne obciążenie”, oba gniazda wału powinny mieć tolerancję k5, a dla gniazd obudowy należy wybrać tolerancję H7.
Znaczenie wymiarów ścianek oporowych
Oprócz samego montażu łożyska, kluczowe znaczenie ma zwrócenie uwagi na wymiary ścian oporowych. Szczególną ważną rolę odgrywają wysokość ściany i promienie narożników.
Ważne jest, aby wysokość pierścienia łożyska względem wału i obudowy (lewa strona ilustracji) była większa niż maksymalny dopuszczalny promień krawędzi łożyska rs max (prawa strona ilustracji). W przeciwnym razie podparcie łożyska na wale i obudowie nie będzie wystarczające. Należy również wziąć pod uwagę, że promień zaokrąglenia ra max mniejszą wartość niż najmniejszy dopuszczalny promień zaokrąglenia krawędzi łożyska tocznego rs min.
Istnieją sytuacje, w których promień narożnika ra max jest większy niż promień krawędzi łożyska ra max. Dzieje się tak między innymi wtedy, gdy wał ma zostać wzmocniony lub wysokość styku nie jest wystarczająca jako powierzchnia nośna dla łożyska. W takich przypadkach właściwe jest zastosowanie pierścieni dystansowych. Pierścienie dystansowe są produkowane indywidualnie w taki sposób, aby zapewnić prawidłowy kontakt między pierścieniem a łożyskiem tocznym na stopniu wału lub obudowy.
W przypadku stosowania łożysk oporowych należy zapewnić, aby powierzchnie nośne pierścieni łożyskowych były wystarczająco szerokie, biorąc pod uwagę kryteria obciążenia i sztywności. W tym celu istnieją odpowiednie tabele wymiarów, na przykład w katalogu NTN.
Dokładność gniazd łożysk wału i obudowy
Kolejnym kluczowym obszarem projektowania elementów otaczających jest dokładność powierzchni styku wału i obudowy. Ponadto uwzględnia się chropowatość i prostopadłość powierzchni.
| Właściwość | Wał | Obudowa | |
| Dokładność wymiarowa | IT6 (IT5) | IT7 (IT5) | |
Okrągłość (maks.) Cylindryczność | IT3 | IT4 | |
| Prostopadłość | IT3 | IT3 | |
Chropowatość powierzchni montażowej Ra | Małe łożyska | 0,8 µm | 1,6 µm |
| Średnie ~ duże łożyska | 1,6 µm | 3,2 µm | |
W tabeli znajdują się przydatne specyfikacje dotyczące tolerancji wałów i obudów. Tabela ta dotyczy normalnych warunków pracy. (IT = tolerancje podstawowe).
Dopuszczalne nachylenie i niewspółosiowość
Ugięcia wału, odchylenia w wykończeniu wału i obudowy, a także najmniejsze błędy montażowe prowadzą do pewnej niewspółosiowości między pierścieniem wewnętrznym i zewnętrznym łożyska tocznego. Dlatego ważne jest, aby w zastosowaniach, w których niewspółosiowość może być stosunkowo duża, stosować łożyska o regulowanym kącie wyhylenia, takie jak łożyska kulkowe samonastawne, łożyska baryłkowe lub łożyska wahliwe.Zasadniczo należy pamiętać, że dopuszczalne niewspółosiowości zależą od takich czynników, jak typ łożyska, warunki obciążenia luz roboczy, a zatem różnią się w zależności od zastosowania. Nie należy przekraczać podanych wartości orientacyjnych, ponieważ istnieje ryzyko uszkodzenia łożyska lub może to powodować problemy z koszykiem.
| Dopuszczalne niewspółosiowości łożysk | |||
| Łożysko kulkowe poprzeczne | 1/1 000 ~ 1/300 | Łożysko stożkowe: jednorzędowe (standardowe) Jednorzędowe (Ultage) | 0 1/2 000 1/600 |
Łożysko kulkowe skośne jednorzędowe | 1/1 000 | Łożysko igiełkowe | 1/2 000 |
Łożysko walcowe Seria łożysk 10, 2, 3, 4 Seria łożysk 22, 23 Ultage Dwurzędowe | 0 1/1 000 1/2 000 1/500 1/2 000 | ||
Dopuszczalne przesunięcie różnych typów łożysk tocznych.
| Dopuszczalny kąt nachylenia łożyska | |||
Łożysko kulkowe samonastawne Obciążenie normalne | 0 1/15 | Łożysko stożkowe Obciążenie normalne | 0 1/60 do 1/30 |
Łożysko baryłkowe Obciążenie normalne lub większe Lekkie obciążenie | 1/115 1/30 | Gehäuselager | 1/60 do 1/30 |
Łożyska samonastawne są stosowane w zastosowaniach o stosunkowo dużych niewspółosiowościach.
Może Cię zainteresować
Luz łożyskowy, luz roboczy i napięcie wstępne
W artykule znajdziesz zagadnienia takie jak luz łożyskowy, luz roboczy, definicja napięcia wstępnego, a także obliczanie wartości oraz kryteria ważne w kontekście wyboru właściwego luzu
Łożyska ustalające i pływające
Który układ łożysk wybrać? Ustalająco swobodny, nastawny czy pływający? To pytanie jest ważne podczas projektowania systemu podparcia wału. Te trzy warianty mają oczywiście swoje zalety
Obliczanie trwałości łożysk
Katastrofa – uszkodzenie łożyska! Jeśli weźmiemy pod uwagę, że łożyska toczne są narażone na ciągły nacisk i obciążenia ścinające, nie jest to nic niezwykłego. Bardziej
Styk punktowy i liniowy
Co oznacza „styk punktowy i liniowy”? Syszałeś już, że łożyska toczne można podzielić na dwie formy konstrukcyjne. Podział ten zależy od kształtu elementów tocznych (kulek
Układy O, X i tandemowy
Jeśli przeczytałeś już artykuły na temat łożysk kulkowych skośnych lub łożysk stożkowych, być może zetknąłeś się już z różnymi rodzajami układów łożysk. W szczególności odnoszą
Uszczelnianie
Podczas projektowania węzła łożyskowego zawsze należy pamiętać o kwestii uszczelnienia. W poniższym materiale omówimy zarówno koncepcje uszczelnień zintegrowanych, jak i zewnętrznych. Oba rodzaje uszczelnień służą