Jak produkowane są łożyska wieńcowe
Produkcja łożysk wieńcowych jest to skomplikowany proces składający się z wielu etapów, do których można zaliczyć:
1. Określenie średnicy, nośności i rodzaju obciążeń (osiowe, promieniowe, momentowe).
2. Dobór typu łożyska (kulkowe jednorzędowe, dwurzędowe, wałeczkowe).
3. Wykonanie dokumentacji technicznej.
4. Zamawianie surowców (uszczelnienia, odkuwki, kulki lub wałeczki, separatory).
5. Obróbka mechaniczna tj: toczenie pierścieni, nawiercanie otworów, nacinanie bieżni i uzębienia, hartowanie.
6. Szlifowanie, kontrola jakości: pomiar luzów, bicia osiowego i promieniowego.
7. Konserwacja, pakowanie i przygotowanie do transportu.
Proces produkcji od momentu dostawy surowców do momentu otrzymania finalnego produkty wynosi od kilku do kilkunastu dni.
Jednak ze względu na czas oczekiwania na odkuwki, które są wytwarzane pod konkretne łożysko czas realizacji wynosi od 2 do 4 miesięcy.
Co to są łożyska jednorzędowe, dwurzędowe, podwójne, trzyrzędowe
Jeżeli mówimy o ilości rzędów łożyska wieńcowego to z reguły mamy na myśli ilość rzędów elementów tocznych.
Najczęściej spotkać można łożyska jednorzędowe gdzie elementy toczne w postaci kulek lub wałków umieszczone są w jednej płaszczyźnie. Przykład pokazano poniżej:
W wariancie dwurzędowym elementy toczne umieszczone są w dwóch płaszczyzna. W większości przypadków w obu płaszczyznach są te same elementy, jednak czasami można spotkać połączenie kulek i wałków. Przykłady podano poniżej:
Na powyższych rysunkach pokazano łożyska z dwoma rzędami elementów tocznych. Warto jednak podkreślić różnicę między łożyskami dwurzędowymi a podwójnymi. Wynika ona z tego, że w łożyskach dwurzędowych jeden z pierścieni (wewnętrzny lub zewnętrzny) zbudowany jest z dwóch części które skręcane są ze sobą podczas montażu. Elementy toczne umieszczane są w bieżniach przed skręceniem. Natomiast w łożyskach podwójnych elementy toczne umieszczane są w bieżniach tak jak w łożyskach jednorzędowych tj: przez otwory technologiczne nawiercone w pierścieniu. Następnie otwory są zaślepiane odpowiednimi korkami. To powoduje, że w łożyskach podwójnych występują dwa pierścienie, a w łożyskach dwurzędowych trzy.
Przykład łożyska podwójnego można znaleźć tutaj: https://lozyskawiencowe.pl/index.php/produkt/9e-2b25-1864-1722-lozysko-o-srednicy-zewnetrznej-2040-mm/
Łożyska trzyrzędowe to specjalna konstrukcja przeznaczona dla łożysk z elementami tocznymi w postać wałków. Przykład takiego rozwiązania można zobaczyć na poniższym rysunku
Łożyska takie można znaleźć w aplikacjach w których występują bardzo duże obciążenia a gabaryt maszyny nie pozwala na zastosowanie większych średnic.
Przykład takiego produktu można znaleźć pod tym adresem: https://lozyskawiencowe.pl/index.php/produkt/9e-3r20-1700-1579-lozysko-o-srednicy-zewnetrznej-1916-mm/
Jak zbudowane są łożyska wieńcowe
W większości przypadków łożyska wieńcowe składają się z dwóch lub trzech pierścieni między którymi umieszczone są elementy toczne (kulki lub wałki).
Pierścienie produkowane są ze stali łożyskowej tj: 42CrMo4 (lub podobnej) podczas procesu wytapiania w hutach.
Na etapie produkcji pierścienie są obrabiane do pożądanych wymiarów, a na ich powierzchni nacinane są bieżnie. Po bieżniach tych poruszają się elementy toczne które uniemożliwiają pionowe przepieszczanie się pierścieni między sobą. Bieżnie są hartowane indukcyjne do odpowiedniej twardości co bezpośrednio wpływa na ich nośność i trwałość.
W łożyskach dwupierścieniowych elementy toczne wkładane są przez otwór technologiczny, natomiast w łożyskach zbudowanych z 3 pierścieni elementy toczne umieszcza się tuż przed montażem ostatniego z nich.
Aby nie dochodziło do tarcia, między elementy toczne umieszczane są przekładki w postaci separatorów.
Łożyska wieńcowe wyposażone są w otwory montażowe. Służą do przykręcenia łożyska do konstrukcji wsporczej oraz do obrotowej części maszyny.
Poza tym łożyska mogą posiadać zęby. Są one wykonane przez nacinanie jednego z pierścieni, stąd pod tym względem łożyska możemy podzielić na:
– łożyska bez zębów, przykład: https://lozyskawiencowe.pl/index.php/kategoria-produktu/wience/wyzsza-nosnosc/bez-uzebienia/
– łożyska z uzębieniem zewnętrznym, przykład: https://lozyskawiencowe.pl/index.php/kategoria-produktu/wience/wyzsza-nosnosc/zewnetrzne/
– łożyska z uzębieniem wewnętrznym, przykład: https://lozyskawiencowe.pl/index.php/kategoria-produktu/wience/wyzsza-nosnosc/wewnetrzne/
W większości przypadków zęby łożysk są wykonane w konstrukcji prostej z modułami o wartościach od 3 do 20 mm. w wersji hartowanej lub bez hartowania.
Oznaczenie łożysk wieńcowych PSL ThyssenKrupp Rothe Erde
Poniższy rysunek przedstawia sposób oznaczania łożysk wieńcowych jednego z producentów:
Luzy łożysk wieńcowych
Dostępne łożyska wieńcowe można spotkać z różnymi luzami produkcyjnymi. Mieszczą się one w zakresie 0,01 do 0,5 mm zarówno jeżeli chodzi o luzy osiowe jak i promieniowe. Wynikają one z założeń konstrukcyjnych, przeznaczenia i aplikacji gdzie będzie ono zastosowane.
Oprócz w/w w naszej ofercie można również znaleźć łożyska bezluzowe (z napięciem wstępnym) oraz łożyska przeznaczone do specjalnych aplikacji jak tokarki karuzelowe.
Luzy mają bezpośredni wpływ na dobór, jakość eksploatacji maszyny, trwałość i wytrzymałość łożysk.
Podczas pracy łożyska w skutek zużywania się bieżni dochodzi do powiększania się luzu. Dlatego należy okresowo przeprowadzać kontrolę jego wartości. Poniżej zamieszczono graniczne wartości luzu wg. Rothe Erde po przekroczeniu którego może dojść do zniszczenia łożyska.
Interpretacja charakterystyki nośności łożysk wieńcowych
Łożyska wieńcowe oprócz swoich parametrów wymiarowych opisane są statyczną charakterystyką nośności.
Na charakterystyce tej przedstawione są:
– statyczna nośność bieżni przy współczynniku bezpieczeństwa wynoszącym 1
– nośność połączenia śrubowego dla danej klasy wytrzymałości.
Punkt pracy łożyska (zawierający odpowiedni współczynnik bezpieczeństwa) winien znaleźć się w obszarze ograniczonym tymi zależnościami.
Punkt pracy wyznacza się mając takie dane jak:
– siłę osiową wynikającą z ciężaru wszystkich detali posadowionych na łożysku
– siłę promieniową działająca na łożysko (często siła promieniowa nie występuje lub jej wartość jest wielokrotnie mniejsza niż siła osiową stąd
w obliczeniach jest pomijalna)
– moment wywrotowy (który wynika z przesunięcia siły osiowej od osi obrotu)
Siłę osiową oraz promieniową (o ile występuje) przekształca się do zredukowanej siły osiowej która zostaje naniesiona na oś odciętych (oś pozioma)
Moment wywrotowy natomiast nanosi się na oś rzędnych (oś pionowa), a miejsce przecięcia się siły i momentu tworzy punkt pracy łożyska.
Jak wspominano wyżej nanoszone wielkości winny zawierać odpowiedni współczynnik bezpieczeństwa.
Powyższy opis jest skrótową interpretacją charakterystyki nośności łożysk wieńcowych.
Dokładne wyjaśnienie zagadnienia można przeczytać w naszej książce techniczne i katalogu które są do pobrania w tej zakładce: https://lozyskawiencowe.pl/index.php/materialy-do-pobrania/