Łożyska toczne - co to takiego?

Czym właściwie są łożyska? Krótko mówiąc, jest to taka część mechanizmu, która jest niezbędna do tego, aby wprawiać w ruch inny jego element. Jak to działa? Zamontowane w maszynie lub konstrukcji łożysko podtrzymuje inną część, jednocześnie umożliwiając jej ruch. Gdyby zabrakło tego elementu, wszystkie siły działające na element obracający się miałyby bardzo negatywny wpływ na niego, w rezultacie czego szybko uległby on uszkodzeniu. Dzięki łożyskom siły są przenoszone na strukturę całego mechanizmu (maszyny), co pozwala je w pewnym stopniu zneutralizować.

Jednym z najpowszechniej stosowanych w przemyśle rodzajów łożysk są te typu tocznego. Taka część złożona jest z dwóch pierścieni, pomiędzy którymi znajdują się elementy toczne, a ich rolą jest wprawianie obydwu pierścieni w ruch. Z kolei same pierścienie dzielimy na wewnętrzne (umieszczony w okolicach wału) oraz zewnętrzne (zamontowane na elementach ruchomych).

Pojęcie łożyska tocznego jest w zasadzie jednym z najbardziej ogólnych - jest to określenie całej grupy mechanizmów, które ze względu na swoją konstrukcję dzielą się na kolejne podgrupy. I tak, wśród łożysk tocznych wyróżnić można kulkowe, walcowe oraz stożkowe, a także igiełkowe i toroidalne.

Gdzie w przemyśle stosuje się łożyska toczne? Ze względu na swoją konstrukcję, te elementy mają bardzo szerokie spektrum zastosowań. Bardzo powszechnie używa się ich w przemyśle maszynowym oraz rolniczym.

Łożyska kulkowe - kiedy powinno się stosować?

Łożyska kulkowe to jedna z odmian wyżej wymienionych części. Jak sama nazwa wskazuje, części kulkowe zawierają specjalne kulki, będące właśnie elementami tocznymi. Przez lata wykonywane były z metalu, co zapewniało ogromną uniwersalność stosowania, ale także ponadprzeciętną wytrzymałość. Dość powiedzieć, że łożyska kulkowe są bardzo chętnie stosowane w różnych gałęziach przemysłu maszynowego, a także przy produkcji różnego rodzaju urządzeń. Ich ogromną zaletą, obok trwałości, jest także wyjątkowo prosty montaż.

Warto w tym miejscu wspomnieć o prawdziwej rewolucji, jaka ma miejsce w świecie łożysk, a której sprawcą są elementy kulkowe wykonane z polimerów. Miało to miejsce w 2008 r., kiedy to niemiecka firma igus GMBH wprowadziła na rynek takie właśnie elementy. Dlaczego w ogóle zdecydowano się na opracowanie takich rozwiązań? Cóż, warto pamiętać o tym, że łożyska metalowe nie zawsze są najlepszym wyborem. O ile w przypadku zastosowań wymagających sporej nośności oraz dużych prędkości obrotowych łożyska wykonane z metalu będą niezłym rozwiązaniem, o tyle zdecydowanie gorzej sprawdzają się one w przypadku, gdy w grę wchodzi środowisko z podwyższoną ilością substancji chemicznych. Warto bowiem pamiętać, że łożyska metalowe wyposażone są w układy smarowania, które w takich warunkach zwyczajnie ulegają wymywaniu. Poza tym, sam metal bardzo szybko koroduje w niesprzyjających warunkach.

W odróżnieniu od łożysk wykonanych z metalu, ich polimerowe odpowiedniki zapewniają perfekcyjną odporność na korozję, a przy tym nie wymagają smarowania https://www.igus.pl/wpck/4961/ballbearing. Poza tym, takie elementy mają znacznie mniejszą masę oraz nie posiadają właściwości magnetycznych dzięki czemu mogą być używane w wielu zastosowaniach. Oczywiście, nie można zapominać, że polimerowa alternatywa nie zawsze będzie najlepszym wyborem. Przykładowo, jeżeli w grę wchodzą naprawdę spore obciążenia, bądź sam mechanizm wymaga ogromnej precyzji, to wykonane z polimerów elementy niekoniecznie się sprawdzą i wtedy stosuje się łożyska metalowe.

Warto przy tym wspomnieć, że wbrew początkowym obawom specjalistów o trwałość takich rozwiązań, polimerowe łożyska kulkowe są naprawdę odporne na ścieranie. Szacuje się, że najnowsze warianty są nawet czterdzieści razy bardziej trwałe niż te z 2008 roku, co chyba najlepiej świadczy o tym, jak bardzo wytrzymałe są to elementy.

Gdzie stosuje się łożyska polimerowe? Wszędzie tam, gdzie łożyska metalowe niekoniecznie by się sprawdziły - popularne są choćby w przemyśle chemicznym, ale także przy produkcji opakowań czy wyrobów spożywczych. Wiele przyrządów laboratoryjnych stosowanych w medycynie również zawiera łożyska kulkowe wykonane z polimerów.

Łożyska ślizgowe - przeznaczenie

Czym są łożyska ślizgowe? To produkty, które nie posiadają ruchomych części pośredniczących. To właśnie z tego względu, sprawdzają się one wszędzie tam, gdzie niezbędne jest zastosowanie łożysk, a brakuje przestrzeni. Dodatkowo, elementy ślizgowe najczęściej stosuje się w sytuacjach, gdy prędkości obrotowe są niskie, a jednocześnie działające na poszczególne elementy obciążenia pozostają naprawdę wysokie.

Tak naprawdę, łożyska ślizgowe należą chyba do jednych z najczęściej stosowanych rodzajów łożysk (obok tocznych). Znaleźć je można we wszelkiego rodzaju mechanizmach składania, transportu czy przegubach. Znajdują zastosowanie w tak różnorodnych elementach jak choćby urządzenia medyczne, wózki widłowe, przemysł cementowy, samochodowy, okrętowy, lotniczy...przykłady można by mnożyć!

Ciekawym produktem są łożyska ślizgowe typu bezsmarowego. Tego rodzaju rozwiązanie wprowadziła na rynek wspomniana już wyżej niemiecka firma igus GMBH. Jak to możliwe, że elementy przenoszące tak ogromne przeciążenia nie wymagają smarowania? To proste - o ile ich konstrukcja oparta jest o polimery! Produkowane przez Niemców łożyska ślizgowe wyposażone są w stałe środki smarujące, eliminujące tarcie w stopniu niemalże całkowitym. Same polimery zapewniają bardzo dobrą odporność na wycieranie, a różnego rodzaju włókna i wypełniacze absorbują obciążenia.

Łożyska liniowe - niezawodność i jakość

Wszędzie tam gdzie dochodzi do ruchu liniowego niezbędne są także liniowe łożyska. Ich rolą jest zapewnienie maksymalnej precyzji podczas przemieszczania się poszczególnych elementów. Sam ruch realizowany jest wzdłuż elementu prowadzącego, czyli wałka lub szyny. Bardzo często, łożyska liniowe sprzedawane są w komplecie właśnie z wałkiem lub szyną, a także paskiem napędowym czy śrubą, tworząc zaawansowane moduły liniowe. W standardowym wariancie, łożyska liniowe wykonane są z metalu, ale coraz częściej spotkać można także elementy polimerowe.

Wysoka jakość i niezawodność łożysk producenta igus

Dlaczego tak często wspominamy w tym artykule o niemieckiej firmie igus GMBH? Ostatecznie, to kolejny producent i sklep z łożyskami jakich na rynku jest bardzo wiele. Warto jednak wspomnieć o tym, że wprowadzenie elementów tocznych opartych o polimery było prawdziwie rewolucyjnym posunięciem od strony technicznej. Poza tym, jest to jeden z największych w Polsce dystrybutorów łożysk oraz produktów wykonanych z tworzyw sztucznych.

Co jednak daje nam, jako inżynierom, fakt używania takich łożysk? Czy ma to jakikolwiek wpływ na trwałość? Czy przemysł już teraz powinien rezygnować ze stosowanych do tej pory metalowych części i zamieniać je wykonanymi ze sztucznych tworzyw? Przede wszystkim, obecność polimerów sprawiła, że same łożyska stały się praktycznie bezobsługowe - nie wymagają już smarowania ani okresowych czynności przeglądowych, co w dużym stopniu przełożyło się na komfort ich użytkowania. Zamiast tego mamy smary stałe - jako drobne cząsteczki egzystują na powierzchni łożyska, zapewniając mu odpowiednią ochronę. Oprócz tego, smarowanie łożysk bardzo często doprowadzało do powstawania zabrudzeń w okolicy samego elementu, które potem mogły przełożyć się na jego ogólną trwałość. Nie wolno również zapominać o tym, że w trakcie użytkowania sam smar mógł zostać wypłukany z wnętrza łożyska przez różnego rodzaju czynniki zewnętrzne, co w konsekwencji wielokrotnie doprowadzało do jego uszkodzenia.

Co więcej, polimerowe łożyska są także znacznie lżejsze niż ich metalowe odpowiedniki, co w istotny sposób zwiększa spektrum ich zastosowań. Są to elementy niemagnetyczne, a przy tym odporne nie tylko na działanie czynników zewnętrznych, ale przede wszystkim także na korozję. Niewrażliwość na uderzenia oraz wibracje to kolejna cecha, która przemawia za wyborem łożysk wykonanych z polimerów - przedłuża bowiem w istotny sposób żywotność tych elementów!

Czy łożyska polimerowe mają przyszłość? Biorąc pod uwagę ogólnoświatowe trendy, gdzie coraz bardziej widoczne jest dążenie do tworzenia kolejnych materiałów z tworzyw sztucznych, można z dużym przekonaniem powiedzieć że tak! A już na pewno warto rozważyć ich stosowanie - ceny takich łożysk stają się coraz bardziej atrakcyjne, a sama technologia przekłada się na komfort użytkowania.