Wiele awarii przekładni i napędów zaczyna się od niewłaściwie dobranego elementu tocznego. Gdy w konstrukcji brakuje miejsca na masywną oprawę, a zespół przenosi duże siły promieniowe, projektanci i służby utrzymania ruchu sięgają po rozwiązanie o wyjątkowo małym przekroju. Łożysko igiełkowe zawdzięcza tak zwartą konstrukcję cienkim wałeczkom o długości kilkukrotnie większej od średnicy, które stykają się z bieżnią wzdłuż linii, a nie w punkcie. Dzięki temu element zachowuje wysoką nośność, ale wymaga też odpowiednio przygotowanego wału i gniazda. W tym artykule omawiamy parametry i warunki pracy, od których zależy trafny wybór oraz bezawaryjna praca maszyny. Zapraszamy do lektury!
Wymiary i sposób zabudowy
Dobór zaczyna się od sprawdzenia, ile miejsca konstrukcja przewiduje na podparcie wału. Każde łożysko igiełkowe ma w katalogu trzy podstawowe wymiary podawane w milimetrach, czyli średnicę otworu, średnicę zewnętrzną oraz szerokość. W odmianach bez pierścienia wewnętrznego pierwszy z tych parametrów musi odpowiadać rozmiarowi czopa, po którym bezpośrednio toczą się igiełki. Z kolei cienkościenna, tłoczona obudowa uzyskuje docelowy kształt dopiero po wciśnięciu w gniazdo, więc od jego tolerancji zależy luz całego węzła. Na końcu wału, który nie przechodzi przez korpus na wylot, sprawdza się natomiast wersja nieprzelotowa, zamknięta denkiem z jednej strony. Takie rozwiązanie zabezpiecza wnętrze przed zabrudzeniem i często pozwala zrezygnować z osobnej zaślepki.
Rodzaj i kierunek obciążeń
O trwałości węzła w dużej mierze decyduje charakter sił, które przenosi wał. Łożysko igiełkowe dobrze radzi sobie z wysokim obciążeniem promieniowym, czyli prostopadłym do osi, natomiast nacisk wzdłużny musi przejąć inny element. Katalogi podają dla każdego modelu nośność dynamiczną, istotną przy ruchu obrotowym, oraz statyczną, ważną przy postoju lub powolnych wahaniach. Wybierając rozmiar, warto zostawić zapas względem wartości obliczeniowych, szczególnie gdy maszyna pracuje z udarami. Zależnie od układu działających sił stosuje się następujące rodzaje konstrukcji:
- jednorzędowe – podstawowa odmiana do podparcia czopa obciążonego promieniowo w ciasnej zabudowie,
- dwurzędowe – dwa rzędy igiełek zwiększają nośność i stabilizują prowadzenie na dłuższym odcinku wału,
- wzdłużne (oporowe) – płaskie złożenia z igiełkami ułożonymi promieniście, które przenoszą siły działające wzdłuż osi,
- kombinowane – połączenie części igiełkowej z kulkową lub walcową, stosowane tam, gdzie w jednym miejscu występują jednocześnie siły promieniowe i osiowe.
Prędkość obrotowa, temperatura i smarowanie
Sam rozmiar i nośność nie przesądzają jeszcze o trwałości, jeśli model nie odpowiada warunkom eksploatacji. Łożysko igiełkowe osiąga zwykle niższe prędkości graniczne niż konstrukcje kulkowe, a odmiany z pełną liczbą igiełek mają w tym zakresie jeszcze mniejszy margines. Przy szybkich obrotach lepiej więc wybrać wersję z koszykiem, który utrzymuje stałe odstępy między wałeczkami i ogranicza tarcie. Znaczenie ma również materiał, z którego go wykonano, bo tworzywo jest lżejsze i cichsze, lecz gorzej znosi wysoką temperaturę niż stal. W środowisku zapylonym lub wilgotnym, np. w maszynach rolniczych i budowlanych, warto sięgnąć po odmiany z uszczelnieniem stykowym, jednostronnym albo obustronnym. Równie ważny jest sposób smarowania, ponieważ wąska szczelina między igiełkami a bieżnią mieści niewielką ilość środka, który trzeba regularnie uzupełniać.
Przygotowanie wału i gniazda
Nawet dobrze wybrany model szybko się zużyje przy niestarannie przygotowanych częściach współpracujących. Gdy łożysko igiełkowe pracuje bezpośrednio na wale, rolę bieżni przejmuje czop, który musi być utwardzony i dokładnie szlifowany. Jeśli ten warunek nie jest spełniony albo widać na nim ślady wytarcia, lepiej zastosować odmianę z pierścieniem wewnętrznym. Długie igiełki źle tolerują także ugięcia i niewspółosiowość gniazd, ponieważ nacisk skupia się wtedy na krawędziach, co skraca żywotność. Do wciskania używa się czystego trzpienia o dopasowanej średnicy, który rozkłada siłę równomiernie na całym obwodzie. Uderzenia młotkiem łatwo odkształcają cienkościenną obudowę, przez co igiełki tracą równomierne podparcie i zaczynają się zakleszczać.
Łożysko igiełkowe łączy dużą nośność z niewielkim przekrojem, jednak ta zaleta oznacza zarazem mniejszy margines błędu niż w przypadku masywniejszych konstrukcji. Właściwy wybór wynika więc z analizy całego miejsca pracy, a nie wyłącznie z odczytania wymiarów z katalogu. Pomocny jest przy tym szeroki asortyment sklepu internetowego ctonline.pl, w którym łatwo znaleźć model dopasowany do konkretnych wymagań.
