Obudowy łożyskowe: budowa, zastosowanie i znaczenie dla niezawodności maszyn

Trwałość eksploatacyjna łożysk zależy od wielu czynników, takich jak materiał ich wykonania, warunki pracy, odpowiednie smarowanie, a także właściwe dopasowanie do danej aplikacji. Równie ważnym elementem jest odpowiednio zastosowana oprawa łożyskowa, która dodatkowo ma za zadanie chronić łożyska przed wszelkimi rodzajami zanieczyszczeń i uszkodzeniami mechanicznymi, utrzymywać smar, a nierzadko pełni również dodatkowe funkcje, np. mieści w sobie urządzenie pomiarowe.

Rola i znaczenie obudów łożyskowych

Oprawa, czy też obudowa łożyska, jest nieodzownym elementem każdego mechanizmu wykorzystującego w swojej pracy łożyska, niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z maszynami budowlanymi, rolniczymi, czy też wykorzystywanymi w innych gałęziach przemysłu. Stosuje się je do każdego typu łożysk: kulkowych, baryłkowych, walcowych, stożkowych czy igiełkowych. Oprawa łożyskowa ułatwia montaż i demontaż oraz konserwację łożysk, a także dozowanie niezbędnego dla poprawnej eksploatacji smaru. Zespół łożyskowy to podstawa służąca do podpierania obracającego się wału za pomocą kompatybilnych łożysk i różnych akcesoriów, składający się z bloku montażowego, w którym mieści się łożysko.

Korzyści ze stosowania opraw łożyskowych

Stosowanie odpowiednio dobranych opraw łożyskowych zapewnia liczne korzyści, w tym przede wszystkim dłuższą żywotność łożysk i wydłużenie okresów między niezbędnymi zabiegami konserwacyjnymi, a w konsekwencji niższe koszty eksploatacyjne. Odpowiednio wytrzymała i zbudowana z wysokiej jakości materiałów obudowa zapewnia większą sztywność gniazda łożyska i mniejsze odkształcenia, a także ogranicza drgania przenoszone na łożyska oraz ilość wydzielanego przez nie ciepła. Na wydłużenie trwałości zarówno samych łożysk, jak i stosowanego w nich smaru ma wpływ również odpowiedni system odprowadzania ciepła, który obniża temperaturę wewnątrz łożyska. Kolejną korzyścią ze stosowania opraw jest zwiększenie odporności na korozję. Przy wielkogabarytowych (długich) wałach oprawy łożyskowe pełnią jeszcze dodatkową funkcję, a mianowicie zapobiegają ich wygięciu czy skręceniu. Niewątpliwą zaletą łożysk w oprawach jest ich kompensacja błędów niewspółosiowości, dzięki wahliwości korygując niedokładności montażowe wału. Konstrukcja opraw zapewnia łatwy dostęp do uzupełniania smaru, a co najważniejsze, oprawy łożyskowe posiadają własny zapas smaru oraz skuteczne uszczelnienia. Dodatkową zaletą, która korzystnie wpływa na kompensację ugięcia wału bądź odkształceń cieplnych, jest zastosowany w zespołach łożyskowych luz promieniowy. Zamontowane łożyska i obudowy z łożyskami tocznymi podtrzymują obracający się wał, który z kolei należy przymocować do obudowy maszyny, bądź innej konstrukcji. Nie ma potrzeby precyzyjnej obróbki obudowy łożyska w otaczającej obudowie. To sprawia, że rozwiązania te są ekonomiczne i łatwe w użyciu, zapewniając jednocześnie pełną wydajność łożysk tocznych.

Ograniczenia

Stosunkowo masywna konstrukcja opraw łożysk sprawia, że utrudnione jest stosowanie tego rozwiązania w małych mechanizmach. To właściwie jedyna niedogodność związana z obudowami, pomijając zwiększony koszt aplikacji, w której stosujemy łożyska z dodatkową oprawą.

Materiały i różnorodność opraw łożyskowych

Przeglądając oferty producentów łożysk oraz opraw do nich, można natrafić na co najmniej kilkanaście różnych rodzajów obudów łożyskowych. Dzięki tej różnorodności można optymalnie dopasować zestaw łożyskowy (łożyska z obudową) do niemal każdej konstrukcji mechanizmu, w której występuje łożyskowanie. Oprawy łożyskowe różnią się m.in. materiałem, z którego są wykonane. Dostępne są również różne rozmiary opraw o średnicach od około 20 mm do prawie 0,5 m. Oprawy będą się także różniły ze względu na rodzaj znajdujących się w nich łożysk, a także sposób smarowania - nieco inna będzie bowiem budowa oprawy dostosowanej do smarowania środkiem smarnym, a inna, gdy za smarowanie odpowiedzialny jest olej.

Materiały wykonania

Wyróżniamy najpopularniejsze obecnie na rynku obudowy z żeliwa szarego, a także z żeliwa sferoidalnego, staliwa, stali, w tym stali nierdzewnej, oraz z tworzyw sztucznych. Żeliwo szare, żeliwo sferoidalne i staliwo to najczęściej stosowane materiały do budowy łożyska w oprawie. Najczęściej używane jest żeliwo szare, które wystarcza do większości zastosowań, oferując połączenie wysokiej wytrzymałości, dobrego tłumienia i dobrej przewodności cieplnej. Żeliwo sferoidalne jest bardziej plastyczne i dlatego zapewnia wyższy stopień wytrzymałości i wiązkości, dzięki czemu jest w stanie przenosić obciążenia prawie dwa razy cięższe niż w przypadku żeliwa szarego. W przypadku zagrożenia korozją oprawy łożysk mogą być wykonane z materiałów kompozytowych, ze stali nierdzewnej lub żeliwa powlekanego i staliwa.

Kwestia uszczelnienia

Niezwykle istotna w oprawach jest kwestia uszczelnienia, które powinno chronić wnętrze łożyska przed przedostaniem się do niego różnego rodzaju zanieczyszczeń. Wyróżniamy tu dwie główne kategorie uszczelnień: stykowe i bezstykowe. Do tej pierwszej zaliczamy uszczelnienia dwuwargowe i filcowe; z kolei do grupy bezstykowej należą uszczelnienia labiryntowe promieniowe i osiowe. Wybór właściwego uszczelnienia powinien być każdorazowo uzależniony od warunków roboczych, w których przyjdzie pracować danej oprawie. W zależności od potrzeb często stosuje się rozwiązania kombinowane, łączące w sobie elementy uszczelnienia stykowego i labiryntowego. Największe wymagania wobec uszczelnień pojawiają się, gdy dany zespół łożyskowy pracuje w wymagającym środowisku. Przy dużym stopniu zabrudzenia i wilgotności dobrym rozwiązaniem jest np. uszczelnienie trójwargowe. Przy wysokich temperaturach oraz dużych prędkościach obrotowych warto natomiast zastosować uszczelnienia labiryntowe. Uszczelnienia labiryntowe są stosowane do uszczelniania obudów łożysk olejowych.

Popularne konstrukcje obudów łożyskowych

Nie wszystkie dostępne na rynku rodzaje opraw łożyskowych są równie często wykorzystywane. W praktyce najczęściej stosowanych jest kilka najpopularniejszych typów opraw. Obudowy łożysk mogą być typu dzielonego lub pełnego. Obudowy typu dzielonego są zwykle obudowami dwuczęściowymi, w których nasadkę i podstawę można odłączyć, podczas gdy pełne są obudowami jednoczęściowymi.

Podział na dzielone i niedzielone (jednoelementowe)

• Oprawy łożyskowe dzielone

  Korpus obudowy jest podzielony na część górną i część dolną, co zapewnia dużo łatwiejszy dostęp do ich wnętrza, a tym samym prostsze smarowanie łożysk. W przypadku uszkodzenia umożliwiają wymianę bądź naprawę pojedynczego elementu. Dwie połówki obudowy tworzą dopasowaną parę i nie wolno ich wymieniać z częściami z innych obudów. Oprawy dzielone są doskonałym wyborem dla łatwej instalacji i konserwacji, ponieważ nie tylko mieszczą się w wstępnie zmontowanych wałach, ale także upraszczają inspekcje łożysk i konserwację, ponieważ wał nie musi być demontowany. Tego typu oprawy zaleca się przede wszystkim do łożysk kulkowych wahliwych, walcowych, baryłkowych i toroidalnych.

• Oprawy łożyskowe niedzielone

  Korpus oprawy jest jednoczęściowy, dzięki czemu gniazdo łożyska jest wolne od linii podziału. Wprawdzie sam montaż takiego zespołu łożyskowego jest dużo prostszy, ale w momencie uszkodzenia któregoś z podzespołów niezbędna staje się wymiana całej obudowy. Niedzielone oprawy łożyskowe są preferowane, gdy występują duże obciążenia działające w kierunku innym niż w kierunku powierzchni nośnej. Stosuje się je również, gdy obudowa ma być montowana od końca wału. Z oprawami niedzielonymi najlepiej współgrają łożyska baryłkowate, walcowe oraz stożkowe. Wersje obudów łożyskowych niedzielonych produkowanych przez SNR (markę NTN) to stojące, kołnierzowe i wzdłużne, tzw. monobloki.

Inne popularne podziały i konstrukcje

Według innego podziału wyróżniamy oprawy jednołożyskowe oraz wielołożyskowe, które pozwalają na łączenie różnych typów łożysk w jednej obudowie. Jeszcze inny popularny podział wyróżnia oprawy stojące (ze stopą lub bez stopy; dzielone lub niedzielone), stojąco-podwieszane, kołnierzowe (kwadratowe, okrągłe, trójkątne) oraz naciągowe.

• Oprawy stojące

  Obudowy stojące mogą mieć korpus pełny lub dzielony. Zespoły łożyskowe stojące to również zespoły łożyskowe z oprawą stojącą UCP i oprawą stojącą UCPA.

• Oprawy kołnierzowe

  Obudowy kołnierzowe to jedne z popularniejszych modeli, które posiadają kołnierz prostopadły do osi wału, dzięki czemu stanowią idealną konstrukcję przylegającą do wielu maszyn i urządzeń, w których zastosowanie opraw dzielonych byłoby zbyt wymagające. Obudowy te zapewniają prostą, niezawodną obudowę w zastosowaniach bez ramek poziomych. Umożliwiają pełne wykorzystanie potencjału wbudowanych łożysk, ale przy zmniejszonych wymaganiach konserwacyjnych. Dzięki kompaktowej konstrukcji obudowy, wersje kołnierzowe wymagają mniejszej przestrzeni montażowej niż obudowy stojące. Obudowy, które są wyposażone w trzy lub cztery otwory montażowe w zależności od ich rozmiaru, są przykręcane do ściany maszyny. Niewielkie błędy montażu lub osiowania wału są kompensowane przez zainstalowane łożyska baryłkowe lub kulkowe wahliwe. Zespoły łożyskowe z kołnierzem mogą występować w wariantach: kołnierz okrągły, kołnierz kwadratowy, kołnierz owalny, kołnierz trójkątny.

• Oprawy naciągowe

  Te ostatnie przeznaczone są do takich zastosowań, w których ważna jest możliwość regulacji wału oraz naciągu pasa. Obudowy naciągowe można wykorzystać głównie w zabudowach baryłkowych łożysk o otworach walcowych i stożkowych. Obudowy nie są dzielone, a ucho dyszla w kształcie jarzma mocowane do urządzenia napinającego. Obudowy naciągowe są montowane na ramie prowadzącej i są zaprojektowane tak, aby przenosić duże obciążenia działające w różnych kierunkach. Tego typu obciążenia są zwykle spotykane w przenośnikach, łożach rolkowych i kruszarkach.

• Monobloki

  W przypadku producenta łożysk tocznych NTN (i powiązanych marek NTN i SNR), oznaczenia monobloków ze smarowaniem smarem stałym to ZLG i DLG, podczas gdy zespoły ze smarowaniem olejowym noszą nazwę ZLOE. Obudowy łożysk mają kształt rury, z łożyskami rozmieszczonymi w optymalnej odległości na każdym końcu obudowy. Niewspółosiowość łożysk jest praktycznie niemożliwa, ponieważ gniazda łożysk są umieszczone w jednej linii względem siebie. Obudowy łożysk tego typu są często stosowane w wentylatorach przemysłowych, ponieważ pracują bardzo płynnie i mogą przenosić duże momenty zginające i przeciwdziałać siłom przechylającym.

• Oprawy do zastosowań specjalnych

  Oprócz opraw łożyskowych z kołnierzem dostępne są również oprawy łożyskowe do zastosowań specjalnych. Obejmują one oprawy TVN, które są kompaktowymi, niepodzielonymi oprawami łożyskowymi wykonanymi z żeliwa szarego, specjalnie opracowanymi jako łożyska zestawów kołowych do przenośników i wozów hartowniczych. Do zastosowań w normalnych warunkach temperaturowych oprawy mogą być wyposażone w standardowe łożyska kulkowe zwykłe lub łożyska kulkowe wahliwe.

Smarowanie w oprawach łożyskowych

Smar jest najbardziej odpowiednim środkiem smarnym do łożysk tocznych w większości przypadków, ponieważ jest generalnie tańszy, może być nakładany na łożysko przy niewielkim wysiłku, a uszczelnienie jest mniej skomplikowane. W wielu przypadkach obudowy łożysk nie muszą być regularnie dosmarowywane. Jeśli warunki pracy są umiarkowane, smar jest wymieniany tylko podczas przeglądów.

Obudowy łożyskowe ze smarowaniem olejowym są preferowane w maszynach pracujących przy wysokich prędkościach obrotowych lub tam, gdzie okresy między dosmarowywaniem są bardzo krótkie. Olej może poprawić odprowadzanie ciepła i zwiększyć żywotność łożyska poprzez zainstalowanie dodatkowego wyposażenia (takiego jak układ chłodzenia i oczyszczania oleju). Obudowy łożysk olejowych są dostępne w ofercie SNR (marka NTN) w wersji dzielonej (SNOE) i jednolitej (ZLOE). Oprawy łożyskowe serii SNOE są smarowane na zasadzie miski olejowej.

Kompleksowe zespoły łożyskowe

Choć na rynku dostępne są różne rodzaje opraw przeznaczone do samodzielnej zabudowy, dobrym pomysłem jest zakup całego zespołu łożyskowego, w skład którego wchodzą łożyska (różne ich rodzaje), uszczelnienie oraz oprawa. Nie musimy się wówczas martwić o odpowiedni dobór i dopasowanie części składowych. Należy jednak pamiętać, że nierzadko odrębny zakup poszczególnych komponentów będzie tańszą opcją. Jak już wiemy, większość łożysk ślizgowych i tocznych jest dostępna w zespołach montowanych, eliminując potrzebę doboru i montażu różnych komponentów. Łożysko w oprawie zapewnia podparcie wału dla obciążeń promieniowych, wzdłużnych lub kombinacji obciążeń. Zespoły łożyskowe występują w wariantach z kołnierzem okrągłym, kołnierzem kwadratowym, kołnierzem owalnym, kołnierzem trójkątnym, jak i oprawą naciągową. Oprócz wcześniej wymienionych opraw kołnierzowych z montażem prostopadle do osi wału, znajdziemy również zespoły łożyskowe stojące, w tym zespoły łożyskowe z oprawą stojącą UCP i oprawą stojącą UCPA, ale także zespoły łożyskowe wahliwe. Zestaw łożyskowy zwykle odnosi się do obudowy z dołączonym łożyskiem tocznym, w którym zamontowany wał znajduje się w płaszczyźnie równoległej do powierzchni montażowej i prostopadle do linii środkowej otworów montażowych, w przeciwieństwie do różnych typów bloków kołnierzowych lub jednostek kołnierzowych.

Obudowa łożyska do packomatu Kverneland KK075615R

Wprowadź nowy poziom wydajności i niezawodności do swojego sprzętu rolniczego dzięki obudowie łożyska do packomatu Kverneland KK075615R. Ten produkt został zaprojektowany z myślą o najwyższej jakości i trwałości, co czyni go idealnym wyborem dla wymagających użytkowników. Pasuje do maszyn marki Kverneland. Obudowa łożyska KK075615R to nieodzowny element dla każdego, kto pragnie utrzymać swoje maszyny w doskonałym stanie. Dzięki precyzyjnemu wykonaniu i zastosowaniu wysokiej jakości materiałów, ten produkt zapewnia długotrwałe i bezawaryjne działanie, minimalizując ryzyko kosztownych przestojów.

Zalety produktu Kverneland KK075615R

• Wyjątkowa trwałość i odporność na zużycie, dzięki czemu możesz polegać na swoim sprzęcie przez długie lata.
• Precyzyjne dopasowanie do packomatów Kverneland, co gwarantuje łatwy montaż i idealne funkcjonowanie.
• Optymalizacja wydajności Twojego sprzętu rolniczego, co przekłada się na większą efektywność pracy w polu.

Inwestując w obudowę łożyska KK075615R, zyskujesz pewność, że Twoje maszyny będą działać z maksymalną wydajnością, co pozwala na zwiększenie produktywności i redukcję kosztów eksploatacyjnych. Wybierz sprawdzoną jakość i niezawodność, które oferuje Kverneland. Nie czekaj, ulepsz swoje maszyny już dziś i doświadcz różnicy, jaką może przynieść profesjonalne wyposażenie.

Wypowiedzi eksperta: Michał Tomala, Industry Distribution Manager Poland w firmie NTN-SNR Polska

Od czego zależy materiał, z którego wykonana jest oprawa łożyska?

„Wybór konkretnego materiału oprawy zależy głównie od warunków jej pracy. Do większości zastosowań najodpowiedniejsze będzie żeliwo szare. Ze względu na uniwersalne właściwości fizyczne oraz cenę jest to również materiał najpopularniejszy. Do dużych obciążeń mających charakter dynamiczny najodpowiedniejsze będzie żeliwo sferoidalne. Oprawy z tworzyw sztucznych i stali nierdzewnej znajdują zastosowanie głównie w przemyśle spożywczym oraz w środowisku silnie agresywnym. Jednak trzeba pamiętać o tym, że oprawy z tworzywa sztucznego nie nadają się do dużych obciążeń.”

Czym powinny charakteryzować się zespoły łożyskowe przeznaczone do pracy w ekstremalnie trudnych warunkach?

„Na początek musimy zdefiniować, co dla nas oznaczają trudne warunki. Jeśli mowa o wysokiej temperaturze i środowisku silnie agresywnym, to zespół łożyskowy powinien być pokryty specjalną powłoką oraz farbą odporną na działanie powyższych czynników. Przy wysokich temperaturach łożysko musi zostać poddane odpowiedniej obróbce termicznej oraz uzupełnione właściwym smarem. Stosowanie w maszynach i urządzeniach elementów ruchomych, które obracają się z dużymi prędkościami, pracując pod znacznym obciążeniem, wymaga wykorzystania rozwiązań, które pozwalają na zmniejszenie powstających oporów oraz zredukowanie generowanego tarcia. Sposobem na uniknięcie tego rodzaju zagrożeń jest używanie łożysk, które są osadzane na obracających się wałach oraz mocowane w podzespołach nieruchomych. Dla ułatwienia wymiany poszczególnych elementów oraz uproszczenia budowy sprzętu szeroko korzysta się z kompletnych zespołów łożyskowych, które są dostosowywane do specyfiki danej technologii i warunków, w jakich mają funkcjonować.”

Obudowy łożyskowe termoplastyczne

Jedną z dostępnych opcji są obudowy łożyskowe termoplastyczne. Obudowa łożyskowa to rodzaj obejmy, która służy do precyzyjnego ustawienia łożyska względem wału, na jakim ma ono zostać osadzone oraz korpusu całej maszyny lub urządzenia, w którego obrębie ma pracować. W otworze znajdującym się wewnątrz obudowy jest zainstalowane samo łożysko toczne albo ślizgowe, natomiast specjalnie wyprofilowane części z elementami montażowymi służą do przykręcenia zespołu w przeznaczonym do tego konstrukcyjnie miejscu. Obudowy wykonuje się z różnych materiałów, w zależności od niezbędnej wytrzymałości mechanicznej oraz odporności na warunki zewnętrzne. Termoplastyczne obudowy łożyskowe są wykorzystywane tam, gdzie konieczne jest uniknięcie ryzyka korozji oraz dobra ochrona układu przed wydostawaniem się smaru. Ich zaletą jest to, że nie muszą być zabezpieczane farbami ani innymi powłokami ochronnymi. Stosuje się je m.in. w urządzeniach przeznaczonych dla przemysłu spożywczego, a także zastosowań związanych z branżami wymagającymi szczególnie wysokiego poziomu czystości.

tags: #obudowa #lozyska #dtd #kverneland