Dobór rodzaju łożyska

Transkrypt

1

2 Dobór rodzju łożysk Przestrzeń do dyspozycji Obciążeni Wielkość obciążeni Kierunek obciążeni Niewspółosiowość Dokłdność Prędkość Cichobieżność Sztywność Przemieszczenie osiowe Montż i demontż łożysk Łożysk z otworem wlcowym Łożysk z otworem stożkowym Uszczelnieni zintegrowne Tblic: Rodzje łożysk konstrukcj i włściwości

3 Dobór rodzju łożysk Kżdy rodzj łożysk ze względu n swoją konstrukcję m chrkterystyczne włściwości, które czynią go mniej lub brdziej przydtnym do określonego zstosowni. Przykłdowo, łożysk kulkowe zwykłe mogą przenosić średnie obciążeni promieniowe, jk również obciążeni osiowe, chrkteryzują się niewielkim trciem i mogą być wykonne z brdzo dużą dokłdnością orz jko rozwiązni cichobieżne. Z tego względu są one zlecne do zstosowń w młych i średnich silnikch elektrycznych. Łożysk bryłkowe i łożysk toroidlne mogą przenosić brdzo duże obciążeni i są smonstwne. Tkie rodzje łożyskowni są ztem często przewidywne do przenoszeni dużych obciążeń, gdy jednocześnie występują w prcy odksztłceni i niewspółosiowości uwrunkowne obciążenimi, np. w budowie mszyn ciężkich. Poniewż jednk w wielu przypdkch przy wyborze rodzju łożysk trzeb uwzględnić wiele czynników, często wzjemnie przeciwstwnych, nie możn podć żdnych powszechnie obowiązujących zsd doboru. Zdniem podnych tu informcji jest jedynie wskzć njwżniejsze czynniki, które powinny być wzięte pod uwgę przy doborze rodzju łożysk i w ten sposób ułtwić prwidłowy wybór uwzględnijąc ilość przestrzeni do dyspozycji obciążeni niewspółosiowość dokłdność prędkość cichobieżność sztywność możliwość przemieszczeni osiowego montż i demontż zintegrowne uszczelnieni. Złączon tblic umożliwi jedynie stosunkowo zgrubną klsyfikcję rodzjów łożysk. Ogrniczon liczb symboli nie pozwl n dokłdne różnicownie, pewne włściwości zleżą nie tylko od konstrukcji łożysk. Przykłdowo, sztywność ukłdu złożonego z łożysk kulkowych skośnych lub łożysk stożkowych zleży również od dobrnego npięci wstępnego, zdolność łożysk do przenoszeni dużej prędkości obrotowej jest zleżn od dokłdności wykonni łożysk, elementów przynleżnych orz od konstrukcji koszyk. Pomimo tych ogrniczeń zmieszczon n stronch 46 i 47 tblic powinn umożliwić odpowiedni dobór rodzju łożysk. Nleży tu również ndmienić, że n ostteczny dobór rodzju łożysk wpływ cłkowity koszt łożyskowni i skłdowni części zmiennych. Dlsze wżne kryteri doboru łożyskowni, jk np. nośność i trwłość, trcie, dopuszczlne prędkości obrotowe, luz łożysk lub npięcie wstępne, smrownie czy rodzj uszczelnieni omówiono dokłdnie w nstępnych rozdziłch niniejszego ktlogu Cły zkres produkcji SKF nie mógł zostć przedstwiony w Ktlogu Głównym. Łożysk nie wymienione tutj są opisne w licznych ktlogch i broszurch specjlistycznych w rzie pytń prosimy o kontkt z SKF. Złączon n stronch 46 i 47 tblic zwier sumryczny przegląd rodzjów łożysk, ich cech konstrukcyjnych orz zgrubną ocenę przydtności tych łożysk do wymgń stwinych łożyskowniu. Dokłdne informcje n temt poszczególnych rodzjów łożysk, ich włściwości i dostępnych rozwiązń możn znleźć w rozdziłch poświęconych konkretnym rodzjom łożysk. Inne rodzje łożysk, które nie zostły wymienione w tblicy są stosowne tylko w nielicznych, ściśle określonych zstosownich. 34

4 Przestrzeń do dyspozycji W wielu przypdkch co njmniej jeden z głównych wymirów łożysk njczęściej średnic otworu jest już nrzucony przez konstrukcję urządzeni i średnicę włu. Do włów o młych średnicch mogą być stosowne wszystkie rodzje łożysk kulkowych, przy czym njbrdziej populrne są tu łożysk kulkowe zwykłe; odpowiednie są również łożysk igiełkowe ( rys. 1). Dl włów o dużych średnicch ndją się przede wszystkim łożysk wlcowe, stożkowe, bryłkowe i toroidlne, tkże łożysk kulkowe zwykłe ( rys. 2). W przypdku, gdy przestrzeń w kierunku promieniowym jest ogrniczon nleży dobierć łożysk o młym przekroju poprzecznym, to znczy przede wszystkim łożysk o niezncznej wysokości przekroju, więc łożysk o ciągu średnic 8 lub 9. Nleży tu wziąć pod uwgę przede wszystkim złożeni igiełkowe, łożysk igiełkowe cienkościenne, łożysk igiełkowe bez pierścieni wewnętrznego lub z pierścieniem wewnętrznym ( rys. 3), ktlog SKF Łożysk igiełkowe orz określone szeregi łożysk kulkowych zwykłych, łożysk kulkowych skośnych, łożysk wlcowych, stożkowych, bryłkowych i toroidlnych. Rys. 1 Rys. 2 Rys. 3 35

5 Dobór rodzju łożysk Jeżeli przestrzeń jest ogrniczon w kierunku osiowym, to przy występowniu obciążeń promieniowych i obciążeń złożonych nleży stosowć określone serie łożysk wlcowych i kulkowych zwykłych ( rys. 4), tkże różne rodzje łożysk igiełkowych kombinownych ( rys. 5). Dl obciążeń ściśle osiowych ndją się złożeni igiełkowe i łożysk igiełkowe wzdłużne orz pewne serie łożysk kulkowych wzdłużnych lub łożysk wlcowych wzdłużnych ( rys. 6). Rys. 4 Rys. 5 Rys. 6 36

6 Rys. 7 Rys. 8 Obciążeni Wielkość obciążeni Wielkość obciążeni jest jednym z tych czynników, które zwykle wyznczją rozmir przewidywnego łożysk. Ogólnie mówiąc, łożysk włeczkowe mogą przenosić większe obciążeni niż łożysk kulkowe o tych smych wymirch zewnętrznych ( rys. 7) łożysk z pełną liczbą elementów tocznych mogą przejmowć większe obciążeni niż odpowidjące im łożysk wyposżone w koszyki. Łożysk kulkowe są przewżnie stosowne do przenoszeni młych i średnich obciążeń, podczs gdy przy większych obciążenich i jednocześnie większych wymirch włu brdziej odpowiednie są łożysk włeczkowe. Kierunek obciążeni Obciążenie promieniowe Łożysk wlcowe z jednym pierścieniem bez obrzeży (typu NU i N), łożysk igiełkowe (z wyjątkiem łożysk igiełkowych kombinownych) orz łożysk toroidlne mogą przenosić tylko obciążeni promieniowe ( rys. 8). Wszystkie pozostłe rodzje łożysk poprzecznych oprócz obciążeń promieniowych mogą tkże przenosić obciążeni osiowe ( Obciążenie złożone ). Rys. 9 Obciążenie osiowe Łożysk kulkowe wzdłużne i łożysk kulkowe skośne dwukierunkowe ( rys.9) są njbrdziej odpowiednimi rodzjmi łożysk do przenoszeni młych i średnich obciążeń dziłjących w kierunku ściśle osiowym. Łożysk kulkowe wzdłużne jednokierunkowe mogą przenosić obciążeni osiowe tylko w jednym kierunku; gdy obciążeni dziłją w obu kierunkch, konieczne jest zstosownie łożysk dwukierunkowych. 37

7 Dobór rodzju łożysk Rys. 10 Rys. 11 Łożysk kulkowe skośne wzdłużne mogą przenosić umirkowne obciążeni osiowe przy wysokich prędkościch obrotowych, przy czym łożysk jednokierunkowe mogą być jednocześnie obciążone w kierunku promieniowym, podczs gdy łożysk dwukierunkowe są normlnie stosowne tylko do obciążeń ściśle osiowych ( rys. 10). W przypdku dużych i brdzo dużych obciążeń osiowych dziłjących w jednym kierunku odpowiednie są łożysk igiełkowe wzdłużne, łożysk wlcowe wzdłużne, łożysk stożkowe wzdłużne, jk również łożysk bryłkowe wzdłużne ( rys. 11). Łożysk bryłkowe wzdłużne mogą również przenosić obciążeni promieniowe. W celu przejęci wysokich obciążeń osiowych o zmiennym kierunku możn zbudowć obok siebie dw łożysk wlcowe wzdłużne lub dw łożysk bryłkowe wzdłużne. Obciążenie złożone Obciążenie złożone skłd się z dziłjącego równocześnie obciążeni promieniowego i obciążeni osiowego. Obciążlność osiow łożysk zleży od wielkości kąt dziłni łożysk. Im większy kąt dziłni, tym większ zdolność łożysk do przenoszeni obciążeń osiowych. O zdolności łożysk do przenoszeni obciążeń osiowych świdczy współczynnik obciążeni osiowego Y, którego wrtość mleje wrz ze wzrostem kąt dziłni. Wrtości tego współczynnik dl kżdego rodzju łożysk podne są lbo w tekście przed tblicmi łożysk, lbo w smych tblicch. W łożyskch kulkowych zwykłych wielkość kąt dziłni i wynikjąc stąd zdolność do przenoszeni obciążeń osiowych zleży od wielkości luzu wewnętrznego ( rozdził Łożysk kulkowe zwykłe, początek n stronie 287). Przy obciążenich złożonych stosuje się głównie łożysk kulkowe skośne jednorzędowe i dwurzędowe lub łożysk stożkowe jednorzędowe. Możn tkże stosowć łożysk kulkowe zwykłe i łożysk bryłkowe ( rys. 12). Pondto, do przejmowni obciążeń złożonych mogą być również użytkowne w ogrniczonym zkresie łożysk kulkowe whliwe i łożysk wlcowe typu NJ i NUP, jk również typu NJ i NU z pierścieniem kątowym HJ ( rys. 13). Łożysk kulkowe skośne jednorzędowe, łożysk stożkowe, łożysk wlcowe typu NJ i NUHJ orz łożysk bryłkowe wzdłużne mogą przenosić obciążeni osiowe tylko w jednym kierunku. 38

8 Rys. 12 Przy zmienijącym się kierunku obciążeni łożysk te muszą być zwsze zbudowne z drugim łożyskiem. Z tego powodu łożysk kulkowe skośne jednorzędowe są dostępne w wykonniu do uniwerslnej zbudowy w zespole, łożysk stożkowe jednorzędowe mogą być dostrczone jko dopsowne komplety złożone z dwóch łożysk jednorzędowych ( rozdziły Łożysk kulkowe skośne jednorzędowe, początek n stronie 409, orz Prowne łożysk stożkowe jednorzędowe, początek n stronie 671). W przypdku obciążeń złożonych, przy brdzo dużej skłdowej osiowej, może być on przejęt, niezleżnie od obciążeni promieniowego, przez drugie łożysko. Oprócz wymienionych łożysk wzdłużnych, do tego celu ndją się również niektóre łożysk poprzeczne, np. łożysk kulkowe zwykłe lub łożysk kulkowe skośne dwukierunkowe ( rys. 14). W celu zpewnieni w tym przypdku przenoszeni przez łożysko tylko skłdowej osiowej pierścień zewnętrzny łożysk musi być zbudowny z luzem promieniowym w otworze oprwy. Rys. 13 Rys

9 Dobór rodzju łożysk Obciążenie momentem Przy mimośrodowym przyłożeniu siły łożysko jest obciążone momentem wywrotnym. Do przeniesieni momentów wywrotnych ndją się, obok łożysk dwurzędowych np. łożysk kulkowych zwykłych lub łożysk kulkowych skośnych, przede wszystkim sprowne jednorzędowe łożysk kulkowe skośne lub łożysk stożkowe ustwione w ukłdzie X lub jeszcze lepiej w ukłdzie O ( rys. 15). Niewspółosiowość Niewspółosiowość włu w stosunku do oprwy może występowć n przykłd wówczs, gdy wł ugin się pod obciążeniem roboczym lub gdy gnizd w oprwch nie były obrbine w jednym zmocowniu, lub przy zbudowie łożysk w oddzielne oprwy umieszczone w zncznej odległości od siebie. Tk zwne łożysk sztywne, czyli łożysk kulkowe zwykłe i łożysk wlcowe nie mogą kompensowć niewspółosiowości pierścieni łożysk lub kompenscj jest możliw tylko w brdzo ogrniczonym zkresie. Łożysk whliwe, to znczy łożysk kulkowe whliwe, łożysk bryłkowe, łożysk toroidlne i łożysk bryłkowe wzdłużne ( rys. 16), umożliwiją wyrównnie niewspółosiowości łożysk wywołnej obciążeniem roboczym i mogą również skompensowć błędy współosiowości, wynikjące z procesu produkcji i zbudowy. Wrtości dopuszczlnej niewspółosiowości są podne w tekście poprzedzjącym dny rozdził tbelrycznej części ktlogu. Jeżeli przewidywn niewspółosiowość przekrcz wrtość dopuszczlną prosimy skorzystć z usług dordców technicznych SKF. Łożysk kulkowe wzdłużne z pierścienimi kulistymi i podkłdkmi kulistymi, zespoły łożyskowe typu Y (zespoły z oprwmi) orz łożysk igiełkowe smonstwne ( rys. 17) mogą kompensowć niewspółosiowości, spowodowne błędmi wytwrzni lub zbudowy. Dokłdność W odniesieniu do łożyskowń o dużej dokłdności biegu (np. do wrzecion obrbirek), tkże łożyskowń prcujących przy brdzo wysokich prędkościch obrotowych stosowne są łożysk o dokłdnościch wyższych od normlnych. W tekście poprzedzjącym kżdy rozdził tbelrycznej części ktlogu podno informcje dotyczące kls tolerncji, w których dne łożysk są produkowne. Asortyment łożysk precyzyjnych produkownych przez SKF obejmuje łożysk kulkowe skośne jednorzędowe, łożysk wlcowe jednorzędowe i dwurzędowe orz łożysk kulkowe skośne wzdłużne jednorzędowe i dwurzędowe ( ktlog SKF Łożysk precyzyjne ). 40

10 Rys. 15 Rys. 16 Rys

11 Dobór rodzju łożysk Prędkość Prędkość obrotow łożysk tocznych jest ogrniczon przez dopuszczlną temperturę prcy. Njbrdziej odpowiednie do prcy przy wysokich prędkościch obrotowych są te rodzje łożysk, które cechuje młe trcie i odpowiednio niewielkie wytwrznie ciepł w łożysku. Przy obciążeniu ściśle promieniowym z njwiększymi prędkościmi obrotowymi mogą prcowć łożysk kulkowe zwykłe i łożysk kulkowe whliwe ( rys. 18), przy obciążenich złożonych łożysk kulkowe skośne ( rys. 19). Odnosi się to szczególnie do precyzyjnych łożysk kulkowych skośnych lub łożysk kulkowych zwykłych z cermicznymi elementmi tocznymi. Łożysk wzdłużne, ze względu n ich konstrukcję, nie mogą przenosić tk dużych prędkości obrotowych, jk łożysk poprzeczne. Rys. 18 Rys. 19 Cichobieżność W określonych przypdkch zstosowń, np. w młych silnikch elektrycznych do mszyn gospodrstw domowego i w mszynch biurowych, brdzo wżną rolę przy doborze łożysk odgryw wrunek cichobieżności. Łożysk kulkowe zwykłe SKF szczególnie dobrze ndją się do tego typu zstosowń. Sztywność Sztywność łożysk chrkteryzuje wielkość odksztłceni sprężystego (ugięci) w obciążonym łożysku. Zwykle odksztłceni te są brdzo młe i njczęściej mogą być pominięte. W niektórych przypdkch łożyskowni, jk np. w roboczych wrzecionch obrbirek lub w łożyskowniu zębnik sztywność łożysk m kluczowe znczenie. Zsdniczo, łożysk włeczkowe, np. łożysk wlcowe lub stożkowe ( rys. 20), ze względu n dużą powierzchnię styku między elementmi tocznymi i bieżnimi mją większą sztywność niż łożysk kulkowe. Sztywność łożyskowni może być zwiększon przez zstosownie podczs zbudowy npięci (zcisku) wstępnego ( rozdził Npięcie wstępne łożysk, początek n stronie 206). Rys

12 Rys. 21 Rys. 22 Rys. 23 Przemieszczenie osiowe Łożyskownie włu lub innego elementu mszynowego skłd się n ogół z łożysk ustljącego i łożysk swobodnego ( rozdził Ukłdy łożysk, początek n stronie 160). Łożysk ustljące zpewniją ustlenie osiowe elementu mszynowego w obu kierunkch. Njbrdziej odpowiednimi łożyskmi do spełnieni tego zdni są tkie łożysk, które mogą przenosić obciążeni złożone orz mogą zpewnić prowdzenie osiowe w powiązniu z drugim łożyskiem ( tblic n stronch 46 i 47). Łożysk swobodne mogą przemieszczć się wzdłuż osi, dzięki czemu unik się obustronnego npinni łożysk np. w wyniku zminy długości włu spowodownej rozszerzlnością cieplną. Jko łożysk swobodne njbrdziej odpowiednie są łożysk igiełkowe i łożysk wlcowe (typu NU lub N) ( rys. 21), jk również łożysk wlcowe typu NJ i pewne konstrukcje łożysk z pełną liczbą włeczków. W sytucjch, gdy wymgne przemieszczenie osiowe jest stosunkowo duże i wł może być nrżony n niewspółosiowość, w roli łożysk swobodnego doskonle sprwdz się łożysko toroidlne CARB ( rys. 22). Omwine rodzje łożysk pozwlją n swobodne przesunięcie wzdłużne bieżni łożysk względem siebie. Pierścienie wewnętrzny i zewnętrzny mogą być przy tym montowne przy zstosowniu psowni cisnego. Wrtości dopuszczlnego przemieszczeni osiowego są podne w odpowiednich tblicch łożysk. Jeżeli jko łożysko swobodne zstosowne jest łożysko nierozłączne, np. łożysko kulkowe zwykłe lub łożysko bryłkowe ( rys. 23), to jeden z pierścieni musi być luźno psowny ( rozdził Promieniowe osdzenie łożysk, początek n stronie 164). 43

13 Dobór rodzju łożysk Montż i demontż łożysk Łożysk z otworem wlcowym Łożysk z otworem wlcowym łtwiej montowć i demontowć jeżeli mją konstrukcję rozłączną, zwłszcz przy cisnym psowniu obu pierścieni. Łożysk rozłączne są również wskzne przy częstym montżu i demontżu, gdyż pozwlją n niezleżny montż jednego pierścieni z elementmi tocznymi i koszykiem od drugiego pierścieni, np. łożysk kulkowe skośne jednorzędowe dwukierunkowe, łożysk wlcowe, igiełkowe i stożkowe ( rys. 24), tkże łożysk kulkowe i włeczkowe wzdłużne. Rys. 24 Łożysk z otworem stożkowym Łożysk z otworem stożkowym ( rys. 25) możn łtwo zkłdć n czop stożkowy lub n czop wlcowy przy zstosowniu tulei rozprężnej wciągnej, lub wcisknej ( rys. 26). Rys. 25 Rys

14 Uszczelnieni zintegrowne Rys. 27 Dobór uszczelnieni jest brdzo istotny z punktu widzeni prwidłowej prcy łożysk. SKF dostrcz łożysk ze zintegrownymi blszkmi ochronnymi ( rys. 27) uszczelnienimi o obniżonym trciu ( rys. 28) usczelnienimi stykowymi ( rys. 29) djącymi w wielu wypdkch możliwość stworzeni ekonomicznego i zwrtego rozwiązni. Liczne rozmiry łożysk uszczelnionych są dostępne w rmch nstępujących rodzjów łożysk łożysk kulkowe zwykłe łożysk kulkowe skośne łożysk kulkowe whliwe łożysk wlcowe łożysk igiełkowe łożysk bryłkowe łożysk toroidlne CARB rolki nośne łożysk typu Y i zespoły łożyskowe typu Y. Rys. 28 Wszystkie łożysk ze zintegrownymi uszczelkmi z obu stron są npełnione smrem plstycznym odpowiedniej jkości i w odpowiedniej ilości. Rys

15 Dobór rodzju łożysk Zmieszczon tblic zwier tylko brdzo pobieżne informcje. W kżdym konkretnym przypdku nleży dokonć brdziej dokłdnej selekcji, powołując się n informcje podne w części technicznej lub brdziej szczegółowe informcje w tekście poprzedzjącym poszczególne rozdziły tbelrycznej części ktlogu. Jeśli dl dnego rodzju łożysk podnych jest obok siebie kilk typów lub wykonń, to wówczs zmieszczone dne odnoszą się do łożysk oznczonego młą literą. Rodzje łożysk konstrukcj i włściwości Cechy konstrukcyjne Przyjęte symbole brdzo dobre dobre dostteczne mł przydtność brk przydtności w jednym kierunku s w obu kierunkch Rodzj łożysk otwór stożkowy z blszkmi ochronnymi lub uszczelkmi smonstwne nierozłączne rozłączne Łożysk kulkowe zwykłe b Łożysk kulkowe skośne, jednorzędowe b zespoły prowne, dwurzędowe b c b, b c jednorzędowe dwukierunkowe Łożysk kulkowe whliwe Łożysk wlcowe, z koszykiem b c d z pełną liczbą włeczków, jednorzędowe b b z pełną liczbą włeczków, dwurzędowe b c d d Łożysk igiełkowe, z pierścienimi stlowym b c złożeni igiełkowe, łożysk cienkościenne b c b, c łożysk kombinowne b c b, c Łożysk stożkowe, jednorzędowe prowne jednorzędowe b c Łożysk bryłkowe Łożysk toroidlne CARB, z koszykiem z pełną liczbą włeczków Łożysk kulkowe wzdłużne b z kulistym pierścieniem zewnętrznym Łożysk igiełkowe wzdłużne Łożysk wlcowe wzdłużne b b Łożysk bryłkowe wzdłużne 46

16 Chrkterystyk Przydtność łożysk ze względu n: obciążenie ściśle promieniowe obciążenie ściśle osiowe obciążenie złożone obciążenie momentem dużą prędkość obrotową dużą dokłdność biegu wysoką sztywność cichobieżność młe trcie kompenscję niewspółosiowości w czsie prcy kompenscję niewspółosiowości montżowej (początkowej) łożyskownie ustljące łożyskownie swobodne możliwość przemieszczeni osiowego wewnątrz łożysk b s b s s s b b b b b b b s s s s s s b c d s b c d s c d s b c b c d s b b c d s s s b b b c b s b s c c s b c b c s b s c b c s b s b s b b s b s 47