Materiały i produkcja
Miałeś już okazję zapoznać się z naszym rozdziałem Struktura i funkcja? Być może zastanawia Cię, z czego właściwie zbudowane są łożyska toczne? Znajdziesz tu zarówno odopowiedzi na powyższe pytania, jak i kilka dodatkowych informacji.
Materiały: Elementy toczne i pierścienie łożysk
W większości przypadków, zarówno elementy toczne, jak i pierścienie łożysk są wykonane ze stali łożyskowej, która jest znormalizowana według oznaczenia 100Cr6. Używana stal musi być wysokojakościowa i powinna zawierać jedynie minimalne ilości zanieczyszczeń niemetalicznych. Innym ważnym wymogiem jest to, że materiał musi być w stanie wytrzymać duże obciążenia. Tylko w ten sposób można zagwarantować, że łożyska toczne będą charakteryzować się wysoką precyzją i dokładnością obrotową. Materiały, z których wykonane są pierścienie i elementy toczne, powinny również charakteryzować się wysokim stopniem twardości po obróbce. Muszą również gwarantować dobrą odporność na zmęczenie toczne, odporność na zużycie i wystarczającą dokładność wymiarową. NTN stosuje japońską stal na łożyska toczne SUJ2, która odpowiada materiałowi 100Cr6.
Obecnie elementy toczne mogą być wykonane również z ceramiki. Jest to rozwiązanie, które ma sporo zalet. Są one na przykład lżejsze w porównaniu do elementów stalowych, co prowadzi do mniejszych sił odśrodkowych i tym samym lepszej efektywności energetycznej. Ceramiczne elementy toczne są zatem stosowane przy bardzo dużych prędkościach i nadają się do pracy w niskich i ekstremalnie wysokich temperaturach. Kolejną zaletą elementów tocznych z ceramiki jest to, że uniemożliwiają przepływ prądu przez łożysko, ponieważ nie przewodzą prądu. Perścienie łożysk również mogą być wykonane z ceramiki, ale jest to bardzo rzadkie i stosowane tylko w przypadku specjalnych zastosowań przy ekstremalnych temperaturach.
Materiały: Koszyk
Jeśli chodzi o koszyki, należy przede wszystkim zauważyć, że muszą one charakteryzować się wysokim poziomem wytrzymałości, aby mogły pochłaniać drgania i obciążenia udarowe. Ponadto, materiały koszyków powinny charakteryzować się niskim współczynnikiem tarcia, niską wagą i być w stanie wytrzymać temperatury panujące w łożysku. Małe i średnie łożyska toczne są zwykle wyposażone w koszyki z blachy stalowej, podczas gdy duże łożyska są zwykle wyposażone w koszyki masywne, które są przeważnie wykonane z mosiądzu. Koszyki mosiężne są odpowiednie do silnych wibracji i mogą wytrzymać większe obciążenia podczas przyspieszania i hamowania elementów tocznych w porównaniu do koszyków z blachy stalowej. Stosowane są również koszyki z tworzywa sztucznego. Koszyki te mogą być bardzo dobrze wykorzystywane w środowisku silnych wibracji. Charakteryzują się tym, że ich tarcie, a także temperatura i poziom hałasu są bardzo niskie.
| Materiał koszyka | Zalety i wady |
| Blacha stalowa | Zalety: nie ogranicza temperatury pracy łożyska, korzystna cenowo Wady: znosi wibracje tylko w ograniczonym zakresie |
| Mosiądz | Zalety: brak ograniczeń temperaturowych, odporność na wibracje, dobra odporność na ekstremalne przyspieszenia Wady: wysoki koszt |
| Tworzywo sztuczne | Zalety: elastyczne i odpowiednie do silnych wibracji, niska temperatura, niski poziom hałasu oraz niewielkie tarcie Wady: ograniczona temperatura pracy |
Tutaj znajdziesz przegląd zalet i wad trzech materiałów, z których wykonywane są koszyki łożysk: blachy stalowej, mosiądzu i tworzywa sztucznego.
Produkcja pierścieni łożyskowych
Nie tylko używany materiał, ale także proces produkcji elementów łożyska tocznego, jest interesujący. Dla pierścieni łożyskowych używany jest surowiec w postaci rur lub prętów. Na początku surowiec ten jest albo obrabiany przez skrawanie, albo poddawany obróbce plastycznej. Podczas obróbki skrawaniem pierścienie są obrabiane na zimno. Przy pomocy narzędzi tnących i skrawających dokonuje sie najpierw obróbki zgrubnej a następnie precyzyjnej. Obróbka plastyczna dzieli się na kucie i walcowanie. W procesie kucia, nagrzaną wcześniej formę surową poddaje się deformacji. Następnie nadal ciepły materiał jest w procesie walcowania formowany za pomocą narzędzi do kształtowania. Po tym, jak stal została przetworzona jedną z tych dwóch metod na formę pierścienia, pierścienie są początkowo poddawane procesowi austenityzacji, czyli są podgrzewane do temperatury w której uzyskujemy określoną strukturę materiału. Następnie aby uzyskać pożądaną twardość są poddawane procesowi hartowania. W trzecim kroku, redukujemy naprężenia wewnętrzne w materiale podczas procesu odpuszczania (stal jest ponowanie rozgrzewana, przetrzymywana przez pewien czas w określonej temperaturze a następnie schładzana). Aby uzyskać ostateczny kształt, pierścienie są następnie szlifowane, tak aby ich średnice były dostosowane do wymiarów, a bieżnie łożysk w pełni dopracowane.
Produkcja elementów tocznych
Jako surowiec do produkcji elementów tocznych używana jest stal w postaci prętów okrągłych. Pręty te są cięte, prasowane, wykrawane i tłoczone, a następnie formowane w okrągły kształt za pomocą młyna kulowego. Elementy toczone są poddawane takiej samej obróbce cieplnej jak pierścienie wewnętrzne i zewnętrzne. Geometria kulek jest następnie poprawiana poprzez ich szlifowanie w kilku etapach obróbki. Na koniec elementy toczone są sprawdzane, sortowane i zabezpieczane.
Produkcja koszyka
Proces produkcji koszyka na przykładzie koszyka z blachy stalowej można opisać w następujący sposób: najpierw taśma z blachy stalowej jest wykrawana i kształtowana w celu stworzenia miejsca na elementy toczne. Koszyk składa się z dwóch połówek, które są następnie łączone za pomocą zgrzewania punktowego lub nitowania. Po włożeniu kulek i umieszczeniu ich między pierścieniami łożyska, koszyk może być umieszczony w odpowiednim miejscu, a obie jego połówki połączone.
| Materiał | Użycie | Zalety i wady |
| Stal | Pierścienie łożyskowe, elementy toczne | Zalety: wytrzymuje duże obciążenia i obciążenia udarowe, nie jest podatna na pękanie, mniej hałaśliwa niż ceramika Wady: duża waga i raczej niskie prędkości obrotowe, nie nadaje się do temperatur powyżej 120°C bez obróbki cieplnej, co jest standardem w łożyskach tocznych NTN |
| Ceramika | Pierścienie łożyskowe, elementy toczne | Zalety: lżejsza niż stal i wyższe prędkości obrotowe, zastosowanie w niskich i wysokich temperaturach Wady: podatna na duże obciążenia i uderzenia, generuje większy hałas niż stal, stosunkowo droga |
Obszary zastosowań, a takżę zalety i wady stali oraz ceramiki można znaleźć tutaj.
Tutaj można zobaczyć przegląd poszczególnych etapów procesu produkcji standardowych łożysk tocznych.
Więcej informacji na stronie wiedzaołożyskachtocznych.pl
Teraz jest już dla Ciebie jasne, z czego wykonane są łożyska toczne, a także jak przebiega proces ich produkcji. Jeśli chcesz jeszcze bardziej poszerzyć swoją wiedzę, możesz odwiedzić stronę wälzlagerwissen.de i dowiedzieć się więcej o różnych typach łożysk tocznych, doborze odpowiedniego łożyska lub konstrukcji układu łożyskowego.
Może Cię zainteresować
Konstrukcja i sposób działania
Elementy łożyska tocznego Podstawy technologii łożysk tocznych obejmują ich budowę i działanie. W ramach wprowadzenia dowiesz się wszystkiego o podstawowych komponentach, a potem wyjaśnimy Ci,
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
Przegląd typów łożysk tocznych
Jeżeli przeczytałeś nasz artykuł na temat podstaw łożysk tocznych, wiesz dobrze, że łożyska te można zasadniczo podzielić na dwa rodzaje – łożyska kulkowe i łożyska