CS logo ZKL Group

Historie je základem současnosti
a výzvou pro budoucnost.

4. Volba typu ložiska

4.1 Zatížení
4.2 Prostorové možnosti
4.3 Otáčky
4.4 Přesnost chodu
4.5 Souosost
4.6 Axiální posuvnost
4.7 Tuhost uložení
4.8 Možnosti montáže
4.9 Způsoby zatěsnění ložiska

Každý typ ložiska se vyznačuje charakteristickými vlastnostmi danými konstrukcí a rozměry, které určují jeho vhodnost pro daný způsob použití. Kuličková ložiska jsou například charakteristická nízkým třením a nízkou hlučností. Jsou určena pro přenášení středně velká radiální i axiální zatížení. Mohou být vyráběna ve vyšších přesnostech, kdy mají schopnost pracovat při vysokých frekvencích otáčení. Vzhledem ke svým vlastnostem a příznivým cenám patří tato ložiska nejpoužívanější typům. Naopak soudečková ložiska jsou určena pro uložení s velmi vysokým zatížením a dokáží vyrovnávat i určitou míru nesouososti. Jsou proto vhodná především pro těžký průmysl. Proto je nutné při volbě typu ložiska brát většinou v úvahu více různých vlivů a hodnotit je podle jejich míry významnosti pro dané uložení. Volba typu standardního ložiska bývá ovlivněna zejména:

  • Zatížením
  • Prostorovými možnostmi
  • Otáčkami
  • Přesností chodu
  • Souosostí
  • Axiální posuvností
  • Tuhostí uložení
  • Možnostmi montáže a demontáže
  • Způsoby těsnění

4.1 Zatížení

4.1.1 Radiální zatížení

Ložiska určená převážně pro přenos radiálního zatížení se nazývají ložiska radiální (obr. 4.1). Mají jmenovitý stykový úhel α≤45º. Ložiska s čárovým stykem jsou vhodná pro vyšší radiální zatížení než ložiska s bodovým stykem a ložiska s plným počtem valivých těles mají větší únosnost než odpovídající ložiska s klecí. Kuličková ložiska jsou pro malá a středně velká zatížení. Válečková ložiska typu N a NU mohou být zatěžována pouze radiálně. Radiální ložiska ostatních typů mohou přenášet radiální i axiální zatížení.


obr 4.1

4.1.2 Axiální zatížení

Ložiska určená převážně pro axiální zatížení (axiální ložiska) mají stykový úhel α>45 °.

Axiální kuličková ložiska a axiální kuličková ložiska s kosoúhlým stykem mohou v závislosti na provedení přenášet axiální zatížení v jednom směru nebo v obou směrech (obr. 4.2a). V případě obzvláště vysokých axiálních zatížení se volí axiální válečková nebo axiální soudečková ložiska (obr. 4.2b). Ostatní axiální ložiska jsou vhodná pouze pro axiální zatížení. Pro axiální zatížení působící v obou směrech jsou určena obousměrná ložiska.

obr. 4.2a obr. 4.2b

4.1.3 Kombinované zatížení

Kombinované zatížení se skládá ze současně působícího radiálního a axiálního zatížení.

Axiální únosnost ložiska je závislá na stykovém úhlu. Čím je úhel větší, tím je větší i axiální únosnost ložiska. U jednořadých kuličkových ložisek zvyšuje jejich únosnost v axiálním směru větší vůle v ložisku. Nejvhodnější pro zachycení kombinovaného zatížení jsou jednořadá a dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem nebo kuželíková ložiska (obr. 4.3a). Kombinované zatížení mohou přenášet i dvouřadá soudečková ložiska, axiální kuličková ložiska s kosoúhlým stykem a v omezeném rozsahu i axiální soudečková ložiska. Pro kombinovaná zatížení s poměrně malou axiální složkou lze použít naklápěcí kuličková ložiska, válečková ložiska NJ, NUP i NJ a NU s příložnými kroužky HJ (obr. 4.3b).

Jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem, kuželíková ložiska, válečková ložiska NJ a NU+HJ a axiální soudečková ložiska mohou přenášet pouze jednosměrné axiální zatížení. Jestliže se mění orientace působícího zatížení, je třeba použít ještě další ložisko. Pro takový účel jsou dodávána sdružovaná jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem nebo jednořadá kuželíková ložiska.

obr. 4.3a obr. 4.3b

Kromě axiálních ložisek mohou být pro zachycení axiální síly použita kuličková ložiska nebo ložiska se čtyřbodovým stykem (obr. 4.4).


obr 4.4

4.1.4 Momentové zatížení

Leží-li působiště zatížení mimo osu ložiska, vzniká klopný moment. Pro jeho přenášení lze obvykle použít radiální dvouřadá ložiska nebo dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem. Vhodnější jsou ale dvojice jednořadých kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem nebo kuželíkových ložisek montovaných ve dvojici zády k sobě (do „O“) (obr. 4.5).

4.2 Prostorové možnosti

V některých případech je to limitující podmínka pro návrh ložiska. V uložení malých průměrů jsou nejčastěji využívána jednořadá kuličková ložiska (obr. 4.6). Prohřídele větších průměrů lze volit i válečková, soudečková a kuželíková ložiska (obr. 4.7). Jednotlivé druhy ložisek také nabízí různou škálu typů s různými sílami průřezu ložiska. Je-li omezen prostor v radiálním nebo axiálním směru, jsou volena ložiska s vhodným průřezem (obr. 4.8).

obr. 4.5
obr. 4.6
obr. 4.7
obr. 4.8

4.3 Otáčky

Pro uložení s vysokými otáčkami jsou vhodné druhy ložisek s nízkým třením. Mezi tato ložiska patří jednořadá kuličková ložiska při čistě radiálním zatížení. Taktéž kuličková ložiska s kosoúhlým stykem při kombinovaném zatížení mají malý vývin tepla. Oba typy ložisek jsou proto nejvhodnějšími ložisky pro vysoké otáčky. Pro vysoké otáčky jsou dále vhodná jednořadá válečková ložiska.U axiálních ložisek jsou přípustné otáčky z konstrukčního hlediska vždy nižší než u radiálních ložisek.

4.4 Přesnost chodu

Pro většinu uložení jsou postačující ložiska s normální přesností rozměrů a chodu (třída přesnosti P0). Při vyšších nárocích na uložení, např. pro uložení vřeten obráběcích strojů, je nutné použít ložiska s vyšší přesností. Taková ložiska jsou označována třídami přesnosti P6, P6E, P6X, P5, P5A, P4, P4A, P2, SP, UP. V textové části, která se nachází na začátku jednotlivých tabulkových částí, získáte bližší informace o třídách přesnosti, ve kterých jsou jednotlivé typy vyráběny.

4.5 Souosost

S ohledem na výrobní nepřesnosti a průhyby hřídelí dochází v uložení k vzájemnému naklopení ložiskových kroužků. S tímto jevem je třeba počítat a volit ložiska, která umožňují vyrovnat nesouosost a montážní nepřesnosti. Jedná se o naklápěcí kuličková ložiska (obr. 4.9a), dvouřadá radiální soudečková ložiska (obr. 4.9b) a axiální soudečková ložiska (obr. 4.9c). Úhel naklopení takových ložisek závisí na typu, velikosti a zatížení. Ložiska s velkou tuhostí, jako jsou válečková nebo kuličková ložiska, mohou vyrovnávat jen nepatrnou nesouosost a to ještě v případě, že na ně nepůsobí zatížení.

obr. 4.9a obr. 4.9b obr. 4.9c

4.6 Axiální posuvnost

Pro uložení hřídele se zpravidla používá axiálně pevné a axiálně volné ložisko, přičemž axiálně pevné ložisko zajišťuje axiální vedení hřídele v obou směrech a axiálně volné ložisko vyrovnává axiální změnu délky a teplotní roztažnost. Pokud není umožněn axiální posuv tepelně dilatujících součástí, může dojít k nekontrolovatelnému axiálnímu přetížení pevně uložených ložisek.

Nejvhodnější pro zachycení axiálních sil jsou ložiska, která mohou přenášet kombinovaná zatížení. Nejvhodnější ložiska umožňující axiální pohyb jsou válečková ložiska NU a N (obr. 4.10). Jestliže jsou jako volná ložiska použita kuličková nebo soudečková ložiska, musí být jeden z ložiskových kroužků (zpravidla vnější) uložen volně (obr. 4.11).

obr. 4.10 obr. 4.11

Příklady uložení s axiálně vodícím a axiálně volným ložiskem jsou na obrázcích 4.12a až 4.12h.

a) Axiálně vodící kuličkové ložisko, axiálně volné kuličkové ložisko
b) Axiálně vodící soudečkové ložisko, axiálně volné soudečkové ložisko
c) Axiálně vodící kuličkové ložisko, axiálně volné válečkové ložisko NU
d) Axiálně vodící soudečkové ložisko, axiálně volné válečkové ložisko NU
e) Axiálně vodící dvouřadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem, axiálně volné válečkové ložisko NU
f) Axiálně vodící čtyřbodové kuličkové ložisko a válečkové ložisko NU, axiálně volné válečkové ložisko NU
g) Axiálně vodící dvouřadé kuželíkové ložisko, axiálně volné válečkové ložisko NU
h) Axiálně vodící válečkové ložisko NUP, axiálně volné válečkové ložisko NU

obr. 4.12a obr. 4.12b
obr. 4.12c obr. 4.12d
obr. 4.12e obr. 4.12f
obr. 4.12g obr. 4.12h

4.7 Tuhost uložení

Tuhost uložení vyjadřuje sílu, kterou je třeba vynaložit pro dosažení definované výchylky v důsledku pružného uložení. Vysoká tuhost je požadována například v uložení hlavního vřetene obráběcích strojů nebo pastorků ozubených soukolí.

Tuhost ložisek s čárovým stykem, jako např. válečkových a kuželíkových ložisek, je z důvodů stykových poměrů mezi valivými tělesy a oběžnými dráhami vyšší než u kuličkových ložisek.

Pro zvýšení tuhosti se ložiska předepínají.

4.8 Možnosti montáže

4.8.1 Ložiska s válcovou dírou

Tato ložiska jsou snadněji montovatelná a demontovatelná, pokud jsou rozebíratelná. Zvláště to platí pro ložiska s pevným uložením. Rozebíratelná ložiska je vhodné použít i v případech častých montáží a demontáží. Kroužek s valivými tělesy lze montovat samostatně nezávisle na druhém kroužku.

 

  • kuličkové ložisko se čtyřbodovým stykem (obr. 4.13a)
  • válečkové ložisko NU (obr. 4.13b)
  • kuželíkové ložisko (obr. 4.13c)
obr. 4.13a obr. 4.13b obr. 4.13c

4.8.2 Ložiska s kuželovou dírou

Ložiska s kuželovou dírou (obr. 4.14) se montují na kuželový čep nebo na válcový čep pomocí upínacího nebo stahovacího pouzdra. Při montáži lze u ložisek nastavit definovanou radiální vůli. Montáž i demontáž ložisek je poměrně jednoduchá.

4.9 Způsoby zatěsnění ložiska

Firma ZKL dodává celou řadu jednostranně nebo oboustranně utěsněných nebo zakrytovaných valivých ložisek. Jedná se o ložiska s kontaktním (třecím) těsněním (obr. 4.16), nebo ložiska s kryty (obr. 4.15), které jsou tvořeny bezkontaktním (bezdotykovým) těsněním. Ložiska s těsněním na obou stranách jsou naplněna plastickým mazivem bez potřeby domazávání za provozu. Použití těchto ložisek umožňuje navrhnout hospodárné a prostorově nenáročné uložení. V ostatních případech je nutné věnovat pozornost konstrukci ostatních dílů, aby nedocházelo k nežádoucímu úniku maziva a vnikání nečistot do ložisek.

obr. 4.14 obr. 4.15 obr. 4.16

Na začátek

ZKL

ZKL je největší výrobce velkorozměrových soudečkových, speciálních a dělených ložisek ve střední Evropě.

Copyright © 2012 ZKL, a.s.