Jaké jsou použití dvouřadých kuličkových ložisek?

Dvouřadá kuličková ložiska se používají v aplikacích, které vyžadují vyšší radiální únosnost, větší axiální tuhost a schopnost zvládnout kombinované radiální a axiální zatížení v kompaktním axiálním prostoru — potřeby, které jednořadé ložisko nemůže plně uspokojit. Dvě řady kuliček uspořádané vedle sebe v jediném vnějším kroužku účinně zdvojnásobují radiální únosnost ve srovnání s ekvivalentním jednořadým ložiskem a zároveň přidávají významnou axiální tuhost. Mezi běžné aplikace patří elektromotory, vřetena obráběcích strojů, náboje automobilových kol, převodovky, zemědělské stroje a dopravníkové systémy – všude tam, kde intenzita zatížení, tuhost hřídele nebo kombinované požadavky na zatížení přesahují to, co může poskytnout jednořadá konstrukce.

Elektromotory a hřídele generátorů

Dvouřadá kuličková ložiska jsou široce používána v nehnaných koncích elektromotorů – zejména u středních a velkých velikostí rámu – kde ložisko musí zvládnout radiální hmotnost hřídele rotoru v kombinaci s axiálními silami generovanými nevyvážeností rotoru a tepelným prodloužením hřídele. Dvouřadé kuličkové ložisko s hlubokou drážkou na nehnaném konci poskytuje axiální umístění potřebné pro řízení plovoucího pohybu hřídele při zachování hladké rotace s nízkým třením při otáčkách motoru, které se běžně pohybují od 1 500 do 6 000 ot./min.

U aplikací, jako jsou ventilátory HVAC, čerpadla a kompresory – kde motor pracuje nepřetržitě a výměna ložisek je nákladná – prodloužená životnost díky vyššímu rozložení zatížení dvouřadého ložiska snižuje intervaly údržby a celkové náklady na vlastnictví.

Vřetena obráběcích strojů a zařízení pro přesné obrábění

V aplikacích vřeten obráběcích strojů – soustruhy, frézky, brusná vřetena a obráběcí centra – jsou dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem standardním řešením pro zadní vřeteno (bez řezného konce). Dvouřadý design poskytuje:

• Vysoká tuhost vůči axiálním silám ze záběru nástroje tam a zpět a tepelného růstu vřetena
• Kompaktní axiální stopa, která minimalizuje přesah vřetena a maximalizuje poměr tuhosti k prostoru
• Předepjatý provoz, který eliminuje vůli a zachovává rozměrovou přesnost obráběných dílů

U vysokorychlostních obráběcích center jsou dvouřadá válečková ložiska v zadní poloze vřetena často kombinována s dvouřadými kuličkovými ložisky s kosoúhlým stykem vpředu — toto tandemové uspořádání zvládá jak radiální řezné síly, tak axiální polohovací zatížení, která provoz vřetena generuje.

Automobilové náboje kol a čepy řízení

Moderní jednotka ložisek náboje kola pro automobily — součást, která spojuje kolo se svislým závěsem — je postavena na dvouřadých kuličkových ložiscích s kosoúhlým stykem konfigurovaných v uspořádání X (zády k sobě nebo čela k sobě). Tato geometrie je specificky zvolena, protože ložiska kol vozidla musí současně zvládnout:

• Radiální zatížení od hmotnosti vozidla a sil na povrchu vozovky
• Obousměrná axiální zatížení od sil v zatáčkách, které střídají směr v závislosti na zatáčce
• Momentové zatížení z pákového ramene mezi kontaktní plochou kola a středem ložiska

Žádné jednořadé ložisko nedokáže spolehlivě zvládnout tuto kombinaci zatížení během typické životnosti ložisek kol 150 000–250 000 km. Utěsněná, předem namazaná dvouřadá nábojová jednotka eliminuje potřebu mazání v terénu a poskytuje bezúdržbové řešení pro životnost vozidla.

Převodovky a přenos výkonu

V průmyslových a automobilových převodovkách se dvouřadá kuličková ložiska používají na hřídelích ozubených kol, které jsou vystaveny vysokému radiálnímu zatížení silami záběru ozubených kol v kombinaci s axiálním tahem způsobeným spirálovým ozubením. Dvouřadá kuličková ložiska s hlubokou drážkou zvládnou kombinované zatížení v jedné kompaktní jednotce – zvláště cenné u konstrukcí převodovek, kde je omezený axiální prostor mezi převodovými stupni a instalace dvou samostatných jednořadých ložisek není možná.

Zemědělské převodovky – používané v traktorech, kombajnech a strojích na zpracování půdy – se do značné míry spoléhají na dvouřadá kuličková ložiska kvůli vysoce proměnlivým podmínkám zatížení: ložiska musí zvládat rázová zatížení od narážení na kameny a tvrdou zem, trvalé vysoké radiální zatížení během provozu a široké teplotní cykly ze studených startů do horkých provozních podmínek.

Dopravníkové systémy a zařízení pro manipulaci s materiálem

U pohonů dopravních pásů, napínacích válců a třídicích zařízení, dvouřadá kuličková ložiska se používají v navíjecích řemenicích a hnacích bubnech, které jsou vystaveny trvalému vysokému radiálnímu zatížení z napnutí řemenu kombinovaného s nesouosostí v důsledku tepelné roztažnosti a průhybu rámu. Samonaklápěcí dvouřadá kuličková ložiska jsou zvláště ceněna v dopravníkových aplikacích, protože tolerují nesouosost hřídele až o 2–3 stupně bez vytváření vnitřního pnutí nebo zatížení hran na oběžných drahách ložisek – kritická vlastnost u dlouhých dopravníkových systémů, kde je dokonalé vyrovnání hřídele přes více nosných rámů nepraktické.

Shrnutí aplikací podle odvětví