Łożyska walcowe wzdłużne (oporowe)

Czym są łożyska walcowe wzdłużne?

Łożyska walcowe wzdłużne, znane również jako łożyska walcowe oporowe, to łożyska toczne przeznaczone wyłącznie do przenoszenia dużych obciążeń osiowych. W przeciwieństwie do łożysk poprzecznych, ich konstrukcja nie pozwala na przenoszenie sił promieniowych. Elementami tocznymi są walce cylindryczne, ustawione w taki sposób, aby przenosiły obciążenia wzdłuż osi obrotu.

Stosuje się je wszędzie tam, gdzie występują znaczące siły działające wzdłuż osi wału, a konstrukcja wymaga kompaktowego i sztywnego rozwiązania. Znajdują zastosowanie w układach pracujących pod dużym naciskiem, w warunkach wymagających bardzo dobrej osiowej sztywności.

Budowa i właściwości łożysk walcowych oporowych

Typowa konstrukcja łożyska walcowego wzdłużnego składa się z:

• Pierścienia oporowego od strony wału (pierścień wewnętrzny),
• Pierścienia oporowego od strony oprawy (pierścień zewnętrzny),
• zespołu wałeczków z koszykiem.

Wszystkie elementy mają budowę rozłączną, co znacznie ułatwia montaż oraz umożliwia osobną kontrolę każdego komponentu. Łożyska te charakteryzują się:

• Bardzo dużą nośnością osiową,
• Niską wysokością osiową,
• Dużą sztywnością wzdłużną,
• Stabilną pracą przy odpowiednim smarowaniu,
• Niską dopuszczalną prędkością obrotową, wynikającą z konstrukcji i występującego tarcia między walcami a bieżniami.

Zalety i ograniczenia

Zalety:

• Wysoka nośność osiowa – szczególnie przy niskich i średnich prędkościach,
• Prosta, rozłączna budowa ułatwiająca serwis i montaż,
• Dobra sztywność osiowa – minimalizacja ugięć pod obciążeniem,
• Możliwość pracy w ciężkich warunkach (np. w układach z dużymi siłami nacisku).

Ograniczenia:

• Nie nadają się do przenoszenia sił promieniowych – wymagają osobnego łożyska poprzecznego,
• Ograniczona prędkość obrotowa,
• Wymagają precyzyjnego montażu – szczególnie ustawienia współosiowego,
• Konieczne zapewnienie odpowiedniego smarowania (najczęściej olejowego).

Smarowanie i eksploatacja

Z uwagi na bardzo duże naciski powierzchniowe, łożyska walcowe oporowe wymagają:

• wysokiej jakości środka smarnego – zwykle olejów o wysokiej lepkości lub smarów plastycznych w niskich prędkościach,
• rowków i otworów smarowych – często obecnych w standardzie,
• regularnej kontroli warunków pracy – monitorowania temperatury i stanu smaru.

Zanieczyszczenia są szczególnie niebezpieczne – mogą prowadzić do mikrozatarć i szybkiego zużycia powierzchni bieżni.

Typowe zastosowania

Łożyska walcowe wzdłużne znajdują zastosowanie w:

• Prasach hydraulicznych i mechanicznych,
• Wrzecionach tokarek i ciężkich obrabiarek,
• Napędach śrubowych,
• Wciągarkach, dźwigach i urządzeniach podnoszących,
• Maszynach walcujących i ciągnących,
• Przekładniach planetarnych i zespołach śrub napędowych.

W zależności od aplikacji, mogą być wykorzystywane pojedynczo lub w układzie tandemowym.

Dodatkowe warianty konstrukcyjne i oznaczenia

Łożyska walcowe wzdłużne występują w wielu wariantach konstrukcyjnych, które różnią się między sobą wymiarami, rodzajem koszyków oraz zastosowanymi materiałami. Spotyka się zarówno wersje z koszykami stalowymi tłoczonymi, z tworzywa sztucznego formowanego wtryskowo jak i z mosiądzu obrabianego maszynowo – te ostatnie są stosowane w aplikacjach o wyższych temperaturach pracy oraz większych wymaganiach odporności na zużycie.

Typowe oznaczenia zależne są od producenta, ale często zawierają litery 811 lub 812, np. 81110TN, gdzie:

• 81x / 82x – seria łożyska,
• TN – koszyk z tworzywa sztucznego (poliamid zbrojony),
• M – koszyk mosiężny,
• J – koszyk stalowy tłoczony.

Diagnostyka i żywotność

Aby maksymalnie wydłużyć żywotność łożysk walcowych oporowych, zaleca się:

• stosowanie czystych, dobrze uszczelnionych komór łożyskowych,
• stosowanie czujników temperatury i wibracji,
• cykliczną analizę smaru (np. obecność cząstek metalu),
• unikanie pracy w warunkach przekroczenia dopuszczalnych prędkości obrotowych.

Typowe objawy zbliżającego się uszkodzenia to:

• wzrost temperatury pracy,
• narastające drgania lub hałas,
• spadek sztywności układu lub pojawienie się luzów osiowych,
• widoczne ślady pittingu na bieżniach lub uszkodzenia koszyków.

Regularna konserwacja oraz właściwy dobór łożyska do warunków eksploatacji mają kluczowe znaczenie dla niezawodności całego układu napędowego.

Montaż i dobre praktyki eksploatacyjne

Podczas montażu łożysk walcowych oporowych kluczowe jest zachowanie współosiowości pomiędzy podkładką wałową a oporową. Jakiekolwiek odchylenie może prowadzić do nierównomiernego rozkładu obciążeń, a w konsekwencji do szybszego zużycia lub zniszczenia bieżni.

Rekomendacje montażowe:

• Montować na czystych, odtłuszczonych powierzchniach,
• Nie stosować nadmiernej siły – elementy powinny osiadać gładko,
• Zachować odpowiednie pasowania zalecane przez producenta,
• W przypadku smarowania olejowego – zapewnić odpowiedni przepływ i filtrację.

W trudnych warunkach pracy – np. w obecności wody, zapylenia, zmiennych temperatur – zaleca się:

• Używanie osłon i uszczelnień,
• Skrócenie interwałów serwisowych,
• Monitorowanie temperatury i hałasu pracy.

Przykłady zastosowań w konkretnych branżach

Przemysł ciężki:

• Walcarki do metali, ciągarki, maszyny hutnicze – gdzie duże siły osiowe są stałym elementem pracy,

Obrabiarki precyzyjne:

• Tokarki, wiertarki, frezarki – zapewnienie osiowego prowadzenia wrzeciona z wysoką precyzją,

Energetyka i przemysł morski:

• Przekładnie planetarne w turbinach,
• Napędy śrubowe w statkach i wciągarkach,

Maszyny budowlane:

• Podnośniki śrubowe, siłowniki mechaniczne,

Automatyka i przemysł maszynowy:

• Prasy, maszyny pakujące, urządzenia do formowania tworzyw sztucznych.

Podsumowanie

Łożyska walcowe oporowe są niezastąpionym elementem w maszynach, w których dominują siły osiowe. Dzięki swojej zwartej budowie, wysokiej nośności oraz sztywności znajdują zastosowanie w najbardziej wymagających warunkach przemysłowych. Przy odpowiednim doborze i eksploatacji zapewniają długą i bezawaryjną pracę.

Sprawdź również

• Łożyska walcowe
• Łożyska walcowe jednorzędowe
• Łożyska walcowe wielorzędowe
• Złożenia i pierścienie oporowe łożyska walcowego