Wynalazki, patenty, inżynieria, druk 3d, prawo patentowe

Łożysko – co to jest? jak działa? historia, budowa i podział łożysk

2

“Każda rzeka ma swoje łożysko…” – przysłowie

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak to jest, że ruch obrotowy np. koła w samochodach, wentylatorków w komputerach, silników w urządzeniach codziennego użytku (jak fidget spinnery hehehe) itp. – odbywa się w sposób płynny i bardzo cichy? Mnie tak… Dokładniejsze odpowiedzi poznałem dopiero na studiach…

Wszystko dzieje się dzięki…

…łożyskom…

Bez łożysk nie działałoby wiele maszyn (zarówno tych specjalistycznych, jak i tych codziennego użytku). Dodatkowo ze względu na duże opory ruchu (tarcie) bylibyśmy zmuszeni do ciągłej wymiany części składowych tych maszyn. (Nie brzmi to zbyt entuzjastycznie…)

W tym artykule poznasz podstawy łożysk, historię łożysk, budowę łożysk, rodzaje łożysk oraz wymienimy sobie przykładowe zastosowania łożysk, o których mogłeś wcześniej nie wiedzieć J. Gotowy inżynierze? Lecimy!!!

przykładowe łożyska w rękawiczce
Vinci tłumaczy co to są łożyska 🙂

Co to jest łożysko? Po co są łożyska? 🤔

lozysko-na-bialym-tle
Przykładowe łożysko: łożysko toczne

W mechanice jest taka ogólna reguła, że elementy łatwiej się po sobie toczą, niż się po sobie ślizgają. Z resztą odpowiedz sobie sam – czy łatwiej Ci będzie przepchnąć z miejsca A do miejsca B szafkę na kółkach, czy bez kółek? Wiadomo, że na kółkach… Łożyska powstały w podobnym celu – żeby ułatwić ruch z tym, że za ich pomocą nie przesuwamy niczego w danej płaszczyźnie… one pomagają nam obracać jeden element względem drugiego.

Teraz może bardziej na poważnie: Łożysko to urządzenie, które umożliwia niezależny obrót jednego lub dwóch elementów wokół osi obrotu łożyska, przy czym dodatkowo łożysko umożliwia  przeniesienie danych obciążeń na wybrane podzespoły przy maksymalnie (dostatecznie) zminimalizowanym tarciu…

Za trudne 😬? OK. Postaram się wytłumaczyć teraz wszystko po kolei krótko i obrazowo…

Najprościej będzie wytłumaczyć ideę łożysk na konkretnym przypadku (tzw. casestudy)

Załóżmy, że mamy wał i obudowę docelowo podpierającą ten wał w jej otworach. Naszym celem jest zamontowanie wału w obudowie w taki sposób, żeby obudowa podpierała wał i umożliwiała jego obrót w otworze, w taki sposób, abyśmy mogli teoretycznie uzyskać niezależny obrót wału w unieruchomionej obudowie. Przykład: wentylatorki w komputerach.

Przypadek 1: mocowanie wału bez łożysk

mocowanie walu w obudowie bez lozysk
Przypadek 1: Mocowanie wału w otworach obudowy bez łożysk -1
mocowanie walu w obudowie bez lozysk
Przypadek 1: Mocowanie wału w otworach obudowy bez łożysk -2

Mocujemy wał do tzw. luźno spasowanych otworów w obudowie i zgodnie z założeniami nie używamy łożysk (dla uproszczenia pomińmy fakt, że wał może wylecieć z otworu). Jesteśmy szczęśliwi, bo wykonaliśmy zadanie? Teoretycznie tak, w praktyce niezbyt…

wal w obudowie bez lozysk
Obracający się wał zamocowany w luźnych otworach w nieruchomej obudowie

Okazuje się, że w wyniku obciążeń wynikających z użytkowania wału/obudowy i wzajemnego tarcia się o siebie wału i obudowy – elementy te się ścierają 😱 (otwory w obudowie się powiększają, a wałek się wyciera), przez co prędzej, czy później będziemy zmuszeni do wymiany obu podzespołów (a przynajmniej jednego z nich). Ponadto cały mechanizm jest bardzo głośny, a zasada mechaniki mówi, że hałas w maszynie = straty energii, co oznacza, że aby obracać wałem w obudowie musimy się ‘bardziej zmęczyć’, by pokonać wspomnianą siłę tarcia… Podsumowując zaproponowane rozwiązanie jest… słabe…

wycieranie się walu w nieruchomej obudowie
Wycieranie się obracającego się wału w nieruchomej obudowie
wytarty walek bez lozyskowania
Wytarty wałek w wyniku obracania się w obudowie bez łożysk
wytarte otwory w obudowie bez lozyskowania
Wytarte otwory w obudowie w wyniku obracania się nich wałka bez łożyskowania

Mocujemy wał do tzw. luźno spasowanych otworów w obudowie i zgodnie z założeniami nie używamy łożysk (dla uproszczenia pomińmy fakt, że wał może wylecieć z otworu). Jesteśmy szczęśliwi, bo wykonaliśmy zadanie? Teoretycznie tak, w praktyce niezbyt…

wal w obudowie bez lozysk
Obracający się wał zamocowany w luźnych otworach w nieruchomej obudowie

Okazuje się, że w wyniku obciążeń wynikających z użytkowania wału/obudowy i wzajemnego tarcia się o siebie wału i obudowy – elementy te się ścierają 😱 (otwory w obudowie się powiększają, a wałek się wyciera), przez co prędzej, czy później będziemy zmuszeni do wymiany obu podzespołów (a przynajmniej jednego z nich). Ponadto cały mechanizm jest bardzo głośny, a zasada mechaniki mówi, że hałas w maszynie = straty energii, co oznacza, że aby obracać wałem w obudowie musimy się ‘bardziej zmęczyć’, by pokonać wspomnianą siłę tarcia… Podsumowując zaproponowane rozwiązanie jest… słabe…

Przypadek 2: mocowanie wału na łożyskach

mocowanie walu na lozyskach
Przypadek 1: Mocowanie wału w obudowie na łożyskach -2
mocowanie wału na łożyskach
Przypadek 1: Mocowanie wału w obudowie na łożyskach -1

Dokonujemy tzw. łożyskowania wału na obudowie. Również uzyskujemy efekt, o jaki nam chodziło (wał może obracać się w obudowie). Jednakże w tym przypadku obracanie się wału jest ciche, nie dochodzi do zużywania się otworów w obudowie i wału, a dodatkowo zmniejszając tarcie zmniejszyliśmy energię potrzebną do wprawienia i podtrzymania ruchu obrotowego wału. Rozwiązanie jest optymalne 👏

ulozyskowany wal na lozyskach w obudowie
Obracający się wał ułożyskowany w nieruchomej obudowie

Dlaczego łożyska są takie super? Jak dokładnie działają łożyska? Żeby się tego dowiedzieć powinniśmy poznać ich budowę, ale zacznijmy najpierw od krótkiej historii łożysk…

Historia łożysk

Egipcjanie, jako prekursorzy łożysk

Można powiedzieć, że inspiracją do zbudowania prawdziwych łożysk byli Egipcjanie. To właśnie oni, aby ułatwić sobie pracę wymyślili nowy sposób transportowania wielkich kamieni będących surowcem do budowy olbrzymich budowli (np. piramid). Wykorzystywali oni bale drewniane, które podkładali pod kamienie w trakcie ich przenoszenia. Bale toczyły się po ziemi, a po nich kamienie. W efekcie przemieszczanie kamieni wymagało znacznie mniejszych sił.

egipskie łożyska
Zasada działania Egipskich ‘łożysk’

Jednakże… najwcześniej odkrytym przykładem łożyska, a dokładniej łożyska cylindrycznego (jeden z typów łożysk) było łożysko – drewniane urządzenie znalezione w rzymskich statkach w rzece Nemi. Łożysko to pochodzi z 40 roku przed naszą erą.

Szkice łożyska Leonardo da Vinci'ego
Szkice łożyska Leonardo da Vinci'ego
Szkic Leonardo Da Vinci
Wynalazca, artysta (ogólnie mistrzu) Leonardo Da Vinci
model 3d łożyska Leonardo da Vinci'ego
Drewniane łożysko Leonardo da Vinci'ego -model 3d

Jedna z pierwszych koncepcji przypominających dzisiejsze łożyska była koncepcja Leonardo da Vinciego, która została znaleziona w jego szkicach z lat 1400-1500. Można powiedzieć, że jako pierwszy na świecie zastosował łożyska w lotnictwie (przynajmniej chciał je zastosować), ponieważ chciał i ich użyć w swoim projekcie helikoptera (nawiasem mówiąc… przyznaj, że był z niego niezły ‘mózg’ 🤓).

Pierwszą osobą, która opublikowała rysunki łożysk był Agostino Ramelli (lata 1500-1600), a ich ulepszenia – dodania klatki łożysk (część składowa dzisiejszych łożysk tocznych – o tym w dalszej części artykułu) w 17 wieku zaproponował Galileo Galileli. W praktyce, jako pierwszy takiego łożyska użył zegarmistrz John Harrison w swoim wojskowym czasomierzu, a pierwszy patent na łożysko uzyskał Philip Vaughan – brytyjski wynalazca 🤘.

To tak bardzo w skrócie. Dzisiaj wyróżnimy bardzo wiele rodzajów łożysk ze względu na budowę, typ konstrukcji, materiał z którego są wykonywane i… o tym za chwilę. Poznajmy najpierw budowę i zasadę działania łożysk.

Masz innowacyjny pomysł

i chcesz go chronić prawnie?

WynalazcaTV pomoże Ci w ochronie prawnej Twoich innowacyjnych pomysłów (maszyn, designów, receptur, lini produkcyjnych, nazw, sloganów, czy grafik). Współpracujemy z najlepszymi w Polsce rzecznikami patentowymi, którzy ochronią Twoje koncepty!

Masz pomysł na wynalazek

ale nie wiesz, jak go technicznie opracować?

Ekipa WynalazcaTV to profesjonalni wynalazcy na zlecenie! U nas liczy się tylko pomysł  opracowujemy innowacyjne konstrukcje, maszyny, technologie, designy na podstawie samych wytycznych, szkiców, czy opisu.

Budowa i zasada działania łożysk

W dalszej części tego artykułu poznasz dokładną budowę łożysk w zależności od ich typów. Tutaj omówimy sobie ‘ogólnie’ o co ‘biega’ w łożyskach…

Tak więc łożyska zawsze mają dwie cylindryczne powierzchnie (walec pusty w środku), przy czym jeden cylinder jest większy od drugiego. W zależności od rodzaju łożyska cylindry te mogą się ze sobą stykać lub nie:

schemat i zasada dzialania łożyska slizgowego

Wspomniane cylindry fachowo nazywa się pierścieniami: pierścieniem wewnętrznym (fioletowy cylinder) i pierścieniem zewnętrznym (żółty cylinder).

Pierścień wewnętrzny służy do zamocowania łożyska na wale, natomiast pierścień zewnętrzny do zamocowania łożyska w obudowie lub oprawie. Oczywiście najczęściej to właśnie wał się obraca, a oprawa / obudowa jest nieruchoma. W mechanice istnieje takie pojęcie jak łożyskowanie, czyli technika blokowania łożysk  – wyróżnia się wiele sposobów i technik łożyskowania, jednakże jest to temat na zupełnie nowy wpis.

Bieżnie łożyska – bieżnia główna i bieżnia pomocnicza

Kolejnymi bardzo istotnymi elementami występującymi w łożyskach są bieżnie łożysk (zaznaczone kolorem czerwonym i białym). Wyróżniamy dwa rodzaje bieżni: bieżnie główną oraz bieżnie pomocniczą.

Bieżnia główna przenosi wszelkie obciążenia główne – tj. te, do których jest dostosowane łożysko pod względem budowy i przeznaczenia, natomiast bieżnia pomocnicza przenosi pozostałe obciążenia, które działają na łożysko.

Ok… przenosi, ale gdzie? 🤔

Najczęściej obciążenia przenoszone są na ramę i inne elementy wspierające daną konstrukcję lub są przekazywane bezpośrednio na podłoże. Najczęściej droga przenoszenia obciążeń jest następująca:

Wał > pierścień wewnętrzny łożyska (bieżnia główna i bieżnie pomocnicze pierścienia wewnętrznego) > elementy toczne łożyska > pierścień zewnętrzny (bieżnia główne i bieżnie pomocnicze pierścienia zewnętrznego > obudowa > rama / elementy pośredniczące ramy > podłoże

Tarcie w łożyskach

schemat i zasada dzialania łożyska slizgowego
Łożysko bez elementu pośredniczącego pomiędzy bieżniami (cylindrem wewnętrznym i zewnętrznym)
schemat i zasada działania lozysk
Łożysko z elementem pośredniczącym pomiędzy bieżniami (cylindrem wewnętrznym i zewnętrznym)

Powyżej chcę przedstawić Ci schematycznie łożyska o dwóch wariantach budowy (dwie zasady działania):

  • Wariant 1 (po lewej): pierścienie łożysk (kolor żółty i fioletowy) ślizgają się po sobie bez żadnego elementu pośredniczącego
  • Wariant 2 (po prawej): pomiędzy pierścieniami łożysk wstępuje dodatkowy element/ośrodek pośredniczący (kolor pomarańczowy)

Jak się przekonasz w dalszej części tego artykułu, w której będziemy omawiać dokładniej budowę i zasadę działania poszczególnych typów łożysk – łożyska w zależności od tego jaki element pośredniczący występuje pomiędzy tymi pierścieniami (jeśli występuje) dzielą się na specjalne rodzaje. Główną funkcją występowania elementu pośredniczącego pomiędzy pierścieniami jest znaczna redukcja tarcia pomiędzy pierścieniami = redukcja strat energii (choć oczywiście nie jest to jedyna jego funkcja!). Elementem pośredniczącym mogą być np. kulki, smar, powietrze, pole magnetyczne i inne… A co jeśli element pośredniczący nie występuje? Wówczas mówimy o tzw. łożyskach ślizgowych, o których dokładniej możesz poczytać w tej części artykułu.

Podział łożysk, rodzaje łożysk, typy łożysk

Znasz już ‘mniej więcej’ ogólną budowę łożysk – mam nadzieję, że też załapałeś zasadę ich działania. Teraz zajmiemy się dokładniejszą analizą łożysk – ich podziałem. Temat jest dość rozbudowany, ale zachęcam do zapoznania się z treścią, jeśli jesteś np. inżynierem (lub wynalazcą 😅)…

Podział łożysk ze względu na materiał łożysk

Jak się zapewne domyślasz w zależności od zastosowania łożyska, warunków jego pracy oraz przyjętych założeń projektowych należy dobrać odpowiedni materiał łożysk. Przykładowo… jeśli dane łożysko działa w środowisku narażonym na korozje, będzie wskazane, aby użyć łożysk nierdzewnych, w celu uniknięcia ich szybkiego ich zniszczenia w czasie eksploatacji maszyny.

Łożyska ze względu na materiał z jakiego są wykorzystywane dzielimy na:

  • Łożyska z tworzyw sztucznych
  • Łożyska stalowe
  • Łożyska nierdzewne
  • Łożyska ceramiczne
  • Łożyska hybrydowe

Podział łożysk ze względu na budowę łożysk i konstrukcję łożysk

Inny ogólny podział łożysk dotyczy budowy łożysk i konstrukcji łożysk = ich zasady działania (troszkę już na ten temat sobie powiedzieliśmy wcześniej)

W dzisiejszych czasach tworzy się coraz to bardziej precyzyjne mechanizmy, urządzenia i maszyny, które analogicznie wymagają dokładniejszych podzespołów, w tym łożysk. Z tego też powodu powstają różne: mniej, czy bardziej zaawansowane konstrukcje łożysk dedykowanych lub ogólnego przeznaczenia. Ze względu na budowę łożysk możemy wyróżnić:

  • Łożyska toczne
  • Łożyska ślizgowe
  • Łożyska magnetyczne
  • Łożyska hydrauliczne
  • Łożyska elektryczne

Ze względu na dużą różnorodność łożysk dokonuje się jeszcze dodatkowych podziałów każdego z wyżej wymienionych typów.

Podział łożysk ze względu na możliwość wzajemnego wychylania się pierścieni łożysk

Jakiś czas temu mądrzy inżynierowie wpadli na to, żeby pierścienie zewnętrzny – wewnętrzny mogły zmieniać swoje wzajemne położenie kątowe. Co to daje? Na przykład, w przypadku gdy mamy niedokładne maszyny i otwory do łożyskowania wału nie zostały wykonane ‘perfekcyjnie’ wówczas możemy zastosować łożyska, które umożliwiają wychylanie się pierścieni, co w znaczący sposób ‘zredukuje’ tzw. błędy współosiowości tych otworów. Łożyska ze względu na możliwość wzajemnego wychylania się pierścieni łożysk dzielimy na:

łożysko zwykłe
Łożysko zwykłe (bez możliwości wychylania się pierścieni)

Łożyska zwykłe

Czyli bez możliwości zmiany kąta osi obrotu łożyska


łożysko wahliwe
Łożysko wahliwe (z możliwością wychylania się pierścieni)

Łożyska wahliwe

Łożyska wahliwe służą do kompensowania niewspółosiowości wału względem oprawy łożyska (co może np. wynikać z ugięcia wału) = przenoszenia złożonych obciążeń. W praktyce oznacza to, że ich oś obrotu ‘dostosowuje się’ do osi obrotu wału, tak więc nie są wrażliwe na błędy współosiowości.

Łożysko samonastawne
Łożysko samonastawne (w obudowie z możliwością wychylania się pierścieni)

Łożyska samonastawne

Łożyska te są najczęściej kupowane wraz z oprawą (zestaw łożysko + obudowa łożyska). Ich cechą charakterystyczną jest sferyczny kształt pierścienia zewnętrznego, a cała konstrukcja umożliwia znaczne wychylenie kątowe = brak wrażliwości na błędy współosiowości.  Dodatkową ich zaletą jest bardzo szybki montaż i demontaż.

Podział łożysk ze względu na kierunek sił (nominalnego kąta działania)

Na łożyska działają dwa rodzaje sił (nie uwzględniając tzw. momentu wywrotnego wynikającego z mimośrodu 🤓). Są to siły poprzeczne (siły promieniowe) oraz siły wzdłużne (siły osiowe). W fizyce / matematyce / mechanice istnieje pojęcie, jak suma wektorowa sił. Suma wektorowa sił działających na układ to siła całkowita o danym kierunku i zwrocie. W przypadku łożysk w zależności od tego pod jakim kątem względem osi prostopadłej do osi łożyska (kąt alfa) działa siła całkowita wyróżniamy łożyska o budowie dopasowanej do danego rodzaju obciążenia (tj. jego kąta działania względem osi łożyska).

Ze względu na w/w opisane zjawisko wyróżniamy łożyska:

Schemat sił w łożysku promieniowym
Schemat sił w łożysku promieniowym

Łożyska promieniowe (łożyska poprzeczne)

Łożyska promieniowe służą do przenoszenia sił, w których nie występują siły wzdłużne (w teorii), a jedynie siły poprzeczne i w efekcie kąt α = 0°

Taki rodzaj obciążenia może wystąpić na przykład w przekładniach pasowych, w których główne obciążenie przechodzi od napiętego pasa, który naciska na koło pasowe zamocowane na wale ułożyskowanym w obudowie.


Schemat sił w łożysku skosnym
Schemat sił w łożysku skośnym

Łożyska skośne (poprzeczno – wzdłużne)

Do przenoszenia sił skośnych (wypadkowej sił osiowych i promieniowych) 0°< α ≤45°.

Występuje siła osiowa i promieniowa, przy czym większa jest siła promieniowa lub siły te są równe.

Tego typu łożyska możemy znaleźć w łożyskowaniu kół samochodowych (przynajmniej za czasów, kiedy nie używano piast nowych generacji). Na koła działa bowiem siła osiowa, której źródłem są m.in. opory ruchu oraz siła promieniowa pochodząca m.in. od ciężaru samochodu.


Schemat sił w łożysku wzdłużnym
Schemat sił w łożysku wzdłużnym

Łożyska osiowe (łożyska wzdłużne) –

do przenoszenia sił osiowych (sił wzdłużnych) 45° < α < 90°, i łożyska ściśle osiowe (łożyska oporowe) α = 90°.

Siły osiowe (siły wzdłużne) to siły, które działają wzdłuż osi obrotu łożyska. Teoretycznie brak siły promieniowej lub występuje siła promieniowa – mniejsza od siły osiowej.

Taki rodzaj obciążenia może na przykład wystąpić na krześle obrotowym (na którym być może właśnie sobie siedzisz czytając ten artykuł).


Myślę, że na tym możemy zakończyć ogólny podział łożysk. Teraz skupimy się na konkretnych łożyskach pod względem ich budowy i omówimy sobie ich rodzaje.

Budowa łożysk tocznych, jak działa łożysko toczne?

lozysko toczne
Łożysko toczne

Podstawowymi i najczęściej spotykanymi są łożyska toczne. Łożyska te składają się z czterech podstawowych elementów:

  • Pierścienia zewnętrznego
  • Pierścienia wewnętrznego
  • Elementu tocznego
  • Koszyka

O pierścieniach zewnętrznym i wewnętrznym opowiedzieliśmy sobie w rozdziale dotyczącym ogólnej budowy łożysk. Jeśli natomiast chodzi o elementy toczne to dzielimy je ze względu na ich kształt. I tak wyróżniamy:

  • elementy toczne kulkowe (kulki) oraz
  • elementy toczne wałeczkowe (np. wałeczki, baryłki i inne – opisane dalej)

Warto zaznaczyć, że elementy toczne to części łożysk tocznych, które obracają się (toczą) po omówionych wyżej bieżniach głównych pierścieni zewnętrznego i wewnętrznego.

Dzięki elementom tocznym oraz koszykowi możliwe jest bardzo znaczne zmniejszenie tarcia = zmniejszenie energii potrzebnej do rozpoczęcia i/lub podtrzymania ruchu obrotowego = zwiększenie efektywności całej maszyny/urządzenia.

W czym konkretnie pomaga koszyk w łożysku tocznym? Koszyk ma za zadanie równomiernie oddzielić od siebie elementy toczne oraz zmniejszyć tarcie w łożysku. Dzięki równomiernemu rozmieszczeniu elementów tocznych niezależnie od chwilowego położenia, obciążenia w łożysku przenoszone są w stabilny i jedno-mierny sposób. Natomiast redukcja tarcia wynika z tego, że elementy toczne łożysk tocznych nie ocierają się o siebie w trakcie ich niezależnego obracania względem ich chwilowych osi obrotu.

Podział łożysk tocznych ze względu na kształt elementów tocznych

Jak wspomniałem kilka linijek wyżej w łożyskach tocznych znajdziesz bardzo dużo rodzajów elementów tocznych. Z tego względu należało dokonać podziału tych łożysk i tak wyróżnia się łożyska:

Łożyska Kulkowe

Łożyska toczne kulkowe
Łożyska toczne kulkowe z widocznym elementem tocznym – kulką

Łożyska kultowe – chyba najczęściej spotykany typ łożysk. Znajdziesz je w urządzeniach codziennego użytku (rtv / agd), rolkach, jak i w bardzo dużych maszynach. Łożyska te mogą przenosić obciążenia promieniowe, jak i osiowe, przy czym zazwyczaj są stosowane w miejscach mniej obciążonych.

Łożyska Wałeczkowe

Łożyska toczne wałeczkowe
Łożyska toczne wałeczkowe z widocznym elementem tocznym – wałeczkiem

Łożyska wałeczkowe są przystosowane do znacznie większych obciążeń niż łożyska kulkowe. Dlaczego? Jak wcześniej zostało wspomniane ich elementem tocznym są wałeczki i to dzięki wałeczkom uzyskuje się znacznie większą tzw. powierzchnię styku (dla wałeczków jest to odcinek, a np. w przypadku kulek jest to tylko punkt). A jak zapewne podpowiada Ci intuicja – im większa powierzchnia styku tym większe obciążenia możne przenieść  dany element (w łożyskach element toczny) – chociażby ze względu na mniejsze zużycie materiału (obciążenie ‘rozkłada się’ na większej powierzchni).

Łożyska Igiełkowe

Łożyska toczne igiełkowe
Łożyska toczne igiełkowe z widocznym elementem tocznym – igiełką

W łożyskach igiełkowych elementem tocznym są igiełki, czyli małe wałeczki (nieprzekraczające 5 mm). Ich dużą zaletą jest wysoka tzw. nośność (jeden z kluczowych parametrów dla doboru łożysk) przy stosunkowo małym rozmiarze (przekroju poprzecznym).  Znajdziesz je w wielu wysokoobrotowych sprzętach AGD i maszynach przemysłu lekkiego.

Łożyska Stożkowe

Łożyska toczne stożkowe
Łożyska toczne stożkowe z widocznym elementem tocznym – stożkiem

Łożyska stożkowe doskonale sprawdzają się w maszynach i urządzeniach, w których w miejscu łożyskowania działają siły osiowe i promieniowe. Ich charakterystyczną cechą jest to, ze są łożyskami dzielonymi, dlatego w miejscu zamocowania łożyska te powinny być cały czas ściskane tzw. spoczynkową siłą osiową. Znajdziesz je np. w walcarkach, betoniarkach, samochodach.

Łożyska Baryłkowe

Łożyska toczne baryłkowe
Łożyska toczne baryłkowe z widocznym elementem tocznym – baryłkami

Łożyska baryłkowe posiadają elementy toczne w kształcie tzw. baryłek, czyli walców o lekko sferycznych powierzchniach bocznych. Zazwyczaj spotyka się je jako łożyska dwurzędowe lub jednorzędowe. Ich cechą szczególną jest to, że są dostosowane do bardzo dużych obciążeń, przy czym są łożyskami wahliwymi. Ich minusem jest stosunkowo duża masa.

Podział łożysk tocznych ze względu na ilość rzędów elementów tocznych łożysk

W niektórych maszynach / urządzeniach, w których występują znaczące siły na obracających się elementach często okazuje się, że jeden rząd elementów tocznych nie wystarczy. Dlatego wówczas należy dobrać łożyska z większą ilością rzędów tocznych. Ich minusem jest cena (są droższe) oraz większe straty energii wynikające z większej ilości elementów tocznych = większego tarcia w łożyskach. Wyróżniamy:

Łożysko jednorzędowe
Łożysko jednorzędowe

Łożyska jednorzędowe

Najczęściej spotykany rodzaj łożysk. W porównaniu z innymi łożyskami pod względem ilości rzędów elementów tocznych cechują się najmniejszą nośnością, ale też mniejszą ceną 🙂

Łożysko dwurzędowe
Łożysko dwurzędowe

Łożyska dwurzędowe

Również często spotykany rodzaj łożysk, stosowany w miejscach bardziej obciążonych, bądź w układach, w których zastępuje się (jeśli jest taka możliwość) użycie kilku łożysk jednorzędowych

Łożysko wielorzędowe
Łożysko wielorzędowe

Łożyska wielorzędowe

Najbardziej wytrzymały rodzaj łożysk tocznych. Stosowane w miejscach bardzo mocno obciążonych. Dość często wykonywane na zamówienie specjalne

Zastosowanie łożysk tocznych

Łożyska toczne stosuje się w każdej branży. Znajdziesz je zarówno w zwykłych rolkach, desce skateboardowej, FIDGET SPINNERACH, jak i w dużych maszynach, samochodach i innych cudach. Założę się, że nawet teraz masz koło siebie jakieś łożysko kulkowe (krzesło obrotowe na kółkach, szafy z kółkami, rtv/agd, spinner itp.)

[dalsza część artykułu w trakcie opracowywania]

Łożyska – podsumowanie

Mam nadzieję, że zrozumiałeś zasadę działania łożysk i że ten dość obszerny artykuł pozwoli Ci na przyswojenie sobie podstaw dotyczących podziału łożysk. Pamiętaj, że dokładna znajomość podstawowych elementów, takich jak łożyska pozwala Ci na projektowanie lepszych urządzeń, dlatego taka wiedza jest Ci po prostu potrzebna. Jeśli masz jakieś sugestie dotyczące kolejnych artykułów lub chcesz dowiedzieć się czegoś więcej o łożyskach – napisz w komentarzu!

Pozdro!

Źródła:

  1. History of Ball Bearings – DucanDownson, Bernard J. Hamrock
  2. http://www.bsahome.org/tools/pdfs/History_of_Bearings_web.pdf
  3. http://patentpending.blogs.com/patent_pending_blog/2005/02/ball_bearings.html
  4. http://www.skf.com
  5. Charles, D., Spinning a Nuclear Comeback, Science
  6. Fast charge/discharge flywheels for battery lifetime extension in hybrid electric cars – Dr. Torbjörn Lembke
  7. http://www.nskeurope.pl
Mgr inż. Dawid Pijanka
Dodaj mnie!

Mgr inż. Dawid Pijanka "Vinci"

CEO at CSTNG.pl
Od dziecka związany z rodzinnym biurem patentowym, dzięki czemu stał się pasjonatem innowacyjnych technologii. Uwielbia świat 3D, e-marketing, strategiczne myślenie i rozwój osobisty. Współwłaściciel technologicznej firmy CSTNG.pl - konstrukcyjnego biura projektowego zajmującego się głównie wynalazczością.
Mgr inż. Dawid Pijanka
Dodaj mnie!
Close

Zapisz się na nasz newsletter

FreshMail.pl