Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych

Dzięki niskiej wysokości konstrukcji w porównaniu do jej szerokości, łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych są w stanie przenosić duże obciążenia przy małych wymiarach oprawy.

Zawierają maksymalną liczbę wałeczków nie posiadając koszyka, co stwarza inne warunki kinetyczne przenoszenia obciążeń, przez co łożyska te nie mogą pracować z tak dużymi prędkościami, jak łożyska walcowe z koszykami.
W niniejszym katalogu znajduje się wybór łożysk walcowych z pełną ilością elementów tocznych jednorzędowych, dwurzędowych i dwurzędowych osadzonych. Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych nadają się do układów, w których duże obciążenia idą w parze z niską prędkością obrotową.

Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych


 

Charakterystyka

Wymiary główne

Wymiary główne łożysk walcowych z pełną ilością elementów tocznych podane w tabelach wymiarów są zgodne z normą międzynarodową ISO 15, za wyjątkiem serii NNF 50, gdzie pierścień zewnętrzny jest o 1 mm węższy. Pozostałe wymiary są takie same.

Budowa

Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych składają się z trzech głównych części – pierścienia wewnętrznego z obrzeżami, wałeczków oraz pierścienia zewnętrznego. W zależności od układu, dodaje się sprężynujące pierścienie osadcze, pierścień kątowy lub uszczelki.

Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych

Najpopularniejsze są następujące konstrukcje

NCF
Są to najpopularniejsze z łożysk walcowych z pełną ilością elementów tocznych. Mają dwa obrzeża na pierścieniu wewnętrznym a na pierścieniu zewnętrznym jedno obrzeże i sprężynujący pierścień osadczy po drugiej stronie, który utrzymuje zespół łożyska w całości. Łożyska serii NCF mogą przenosić obciążenia osiowe działające w jednym kierunku oraz umożliwiają kompensowanie niewielkich osiowych przemieszczeń wału. Dopuszczalne wartości przemieszczeń znajdują się w tabelach wymiarowych.

Łożyska dwurzędowe

Łożyska walcowe dwurzędowe z pełną liczbą elementów tocznych posiadają w pierścieniu zewnętrznym rowek oraz trzy otwory smarowe, ułatwiające pełny dostęp potrzebny do smarowania przestrzeni tocznej każdego rzędu wałeczków.
Pierścień wewnętrzny serii NNC, NNCL i NNCF ma trzy obrzeża prowadzące zapewniające precyzyjność wałeczków. Różnią się liczbą obrzeży prowadzących i sprężynujących pierścieni osadczych w pierścieniu zewnętrznym. Elementy te zapobiegają wypadaniu elementów tocznych.

NNC
Po jednej stronie pierścienia zewnętrznego jest obrzeże prowadzące, po drugiej sprężynujący pierścień osadczy utrzymujący w miejscu wałeczki. Te łożyska mogą przenosić obciążenie osiowe działające w dwóch kierunkach.

NNCL
Łożyska serii NNCL mają pierścień zewnętrzny bez obrzeża, co umożliwia kompensowanie niewielkich osiowych przemieszczeń pierścieni łożyskowych wzglądem siebie.

NNCF
Pierścień zewnętrzny ma jedno obrzeże i jeden sprężynujący pierścień osadczy. Te elementy umożliwiają przeniesienie obciążeń osiowych działających w jednym kierunku oraz niewielkie osiowe przemieszczenie wału i oprawy.

NNF
Łożyska serii NNF produkowane są z obrzeżem prowadzącym na dwuczęściowym pierścieniu wewnętrznym, który utrzymywany jest na miejscu przez pierścień podtrzymujący. Pierścień zewnętrzny ma obrzeże prowadzące. Te łożyska mogą przenosić obciążenie osiowe działające w dwóch kierunkach a w związku z większą odległością pomiędzy dwoma rzędami wałeczków, łożyska są dostosowane do występowania momentów przechyłu. Pierścień zewnętrzny łożyska NNF jest o 1 mm węższy niż pierścień wewnętrzny i posiada dwa rowki na pierścień osadczy sprężynujący. Łożyska te mają standardowo uszczelki z dwóch stron oraz są wewnątrz wypełnione smarem umożliwiającym pracę łożyska w normalnych warunkach pracy w temperaturze do 110°C.

Tolerancje

Łożyska walcowe z pełną liczbą elementów tocznych produkowane są standardowo w klasie dokładności P0. Łożyska w wyższej klasie dokładności produkowane są na specjalne zamówienie. Tolerancje wymiarowe są zgodne z normami międzynarodowymi i określone w normie ISO 492.
Seria NNC stanowi wyjątek od powyższej reguły, ponieważ wytwarzana jest z różnymi szerokościami pierścienia zewnętrznego. Wartości tolerancje mogą się różnić nawet podwójnie.

Luz promieniowy

Łożyska walcowe z pełną liczbą elementów tocznych są standardowo produkowane i dostarczane z normalnym luzem promieniowym lub luzem C3. Luz promieniowy C2 (mniejszy niż normalny), lub C4, C5 (większy niż normalny i C3). Wartości luzu promieniowego są zgodne z normą ISO 5753. Wartości te odnoszą się do łożysk wyprodukowanych i niezmontowanych.

Stabilizacja do pracy w wyższych temperaturach

Do pracy w temperaturach wyższych niż 120°C dostarcza się specjalnie ustabilizowanych łożysk o komponentach poddanych specjalnej obróbce cieplnej, by zapewnić stałość wymiarów i kształtu przy długotrwałym wystawieniu na działanie temperatur w zakresie od 150°C do 400°C (S0, S1, S2, S3 and S4). Łożyska stabilizowane dostarczane są na specjalne zamówienie.

Wychylenie

Budowa wewnętrzna stycznej powierzchni tocznej pozwala łożyskom walcowym na pracę z pewnym wychyleniem obu pierścieni. Standardowe wartości to:
3´ – seria łożyska 18
2´ – seria łożyska 22, 23, 29 a 30

Zastępcze obciążenie dynamiczne

Gdy do łożyska walcowego przyłoży się obciążenie promieniowe przy braku sił osiowych, obciążenie dynamiczne oblicza się następująco:

Pr = Fr

Gdy do łożyska walcowego przyłoży się obciążenie promieniowe oraz osiowe, obciążenie dynamiczne oblicza się następująco:

Pr = Fr dla Fa/Fr ≤ e
Pr = 0,92.Fr + Y.Fa dla Fa/Fr > e

gdzie:
e = współczynnik obliczeń
e = 0,15 dla łożysk dwurzędowych
e = 0,2 dla łożysk serii 18
e = 0,3 dla innych łożysk

Y = współczynnik obciążenia osiowego
Y = 0.6 dla łożysk serii 18
Y = 0,4 dla innych łożysk

W celu zapewnienia bezproblemowej pracy łożysk walcowych należy przykładać jednocześnie obciążenie osiowe i promieniowe a współczynnik Fa/Fr nie powinien przekraczać wartości 0,5.

Zastępcze obciążenie statyczne

Gdy łożysko walcowe obciążymy statycznie, to:

Por = Fr

Minimalne obciążenie łożyska

By zapewnić bezpieczną pracę łożysk należy stosować określone obciążenie. Wymagane obciążenie oblicza się następująco:

Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych

gdzie:
Fm – minimalne obciążenie
kr – współczynnik minimalnego obciążenia
kr = 0,1 dla łożysk serii 18
kr = 0,2 dla łożysk serii 29 a 48
kr = 0,25 dla łożysk serii 49
kr = 0,3 dla łożysk serii 22, 30
kr = 0,35 dla łożysk serii 23
kr = 0,4 dla łożysk serii NNF 50
n – szybkość pracy
nr – dopuszczalna szybkość dla smarowania olejowego
dm – średnia średnica łożyska

Jeśli minimalne obciążenie nałożone przez ciężar elementów osadzeniowych nie jest wystarczające, łożysko należy odpowiednio dociążyć – np. napinając pas klinowy, itp.

Prędkości graniczne

Prędkości graniczne określone w niniejszym katalogu wyrażają liczbę obrotów, jaką łożysko może wykonać, by pracować bezproblemowo z zachowaniem określonego poziomu bezpieczeństwa

Wskaźnik obciążenia dynamicznego osiowego

Łożyska mogą również przenosić siły osiowe. Wskaźnik obciążenia dynamicznego osiowego określany jest w tym przypadku jako wskaźnik obciążenia powierzchni stycznych elementów tocznych oraz obrzeży prowadzących.
Można go obliczyć następująco z wystarczającą dokładnością:

Łożyska walcowe z pełną ilością elementów tocznych

gdzie:
Fap = maksymalne dopuszczalne obciążenie osiowe
C0 = wskaźnik obciążenia statycznego
Fr = rzeczywiste obciążenie promieniowe
N = szybkość pracy
d = średnica otworu
D = zewnętrzna średnica
k1 = dla jednorzędowych łożysk smarowanych olejem
k1 = 0,5 dla jednorzędowych łożysk smarowanych smarem
k2 = 0,3 dla jednorzędowych łożysk smarowanych olejem
k2 = 0,15 dla jednorzędowych łożysk smarowanych smarem
k1 = 0,35 dla dwurzędowych łożysk smarowanych olejem
k1 = 0,2 dla dwurzędowych łożysk smarowanych smarem
k2 = 0,1 dla dwurzędowych łożysk smarowanych olejem
k2 = 0,06 dla dwurzędowych łożysk smarowanych smarem

Powyższe obliczenia mają zastosowanie, jeśli przyłożona jest siła osiowa. Wartość wskaźnika obciążenia może się podwoić, jeśli siła przykładana jest przez krótki okres czasu oraz potroić, jeśli całe obciążenie przyłoży się od razu.
Maksymalna siła nie powinna przekraczać poniższych wartości:

1,2 D2 dla obciążenia stałego
3,0 D2 dla obciążenia przerywanego