- TEL:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- FAX:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- E-MAIL:
- ADRESA:
Průmyslová zóna Henghe Ningbo, Zhejiang, Čína.
- SLEDUJTE NÁS:
A kuličkové ložisko s hlubokou drážkou je valivé ložisko který využívá jako valivé elementy kuličky, usazené v hlubokých souvislých drážkách oběžné dráhy obrobených do vnitřního i vnějšího kroužku. Tato konstrukce umožňuje ložisku nést současně radiální zatížení, axiální zatížení v obou směrech a kombinovaná zatížení – což z něj činí nejrozšířenější typ ložiska na světě. Jeho jednoduchost, všestrannost, nízké tření, vysoká rychlost otáčení a nízké nároky na údržbu z něj činí výchozí volbu ložisek prakticky v každém strojním průmyslu, od elektromotorů a domácích spotřebičů po automobilové systémy a průmyslové stroje.
Standardní kuličkové ložisko se skládá ze čtyř základních součástí, z nichž každá je vyrobena přesně podle přesných tolerancí. Pochopení role každé součásti vysvětluje, proč tento typ ložiska spolehlivě funguje v tak široké škále aplikací.
Vnitřní kroužek pasuje na rotující hřídel a má na vnějším povrchu hlubokou zakřivenou drážku, která funguje jako vnitřní oběžná dráha. Poloměr drážky je typicky 51,5 %–53 % průměru koule poskytující přizpůsobivý kontakt, který rozděluje zatížení po povrchu koule a zároveň umožňuje odvalování s nízkým třením. Vnitřní kroužek se ve většině aplikací otáčí spolu s hřídelí.
Vnější kroužek zapadá do otvoru pouzdra a na vnitřním povrchu má odpovídající hlubokou drážku. Obvykle zůstává nehybný, zatímco se hřídel a vnitřní kroužek otáčejí. Drážka oběžné dráhy vnějšího kroužku zrcadlí geometrii drážky vnitřního kroužku a společně tvoří uzavřenou dráhu, ve které se kuličky odvalují.
Kuličky jsou vyráběny z ložiskové oceli s vysokým obsahem uhlíku (typicky GCr15 / 52100), nerezové oceli, keramiky (nitrid křemíku) nebo jiných materiálů v závislosti na prostředí aplikace. Průměr a množství kuliček jsou určeny velikostí ložiska — větší ložiska nesou více a/nebo větší kuličky pro rozložení zatížení. Kuličky se bodově dotýkají oběžných drah v podmínkách bez zatížení; při zatížení se tento kontakt pružně deformuje do malé eliptické kontaktní plochy, která přenáší působící síly.
Klec udržuje rovnoměrné obvodové rozestupy mezi kuličkami, zabraňuje kontaktu kuličky s kuličkou (což by způsobilo silné opotřebení a teplo) a vede kuličky zátěžovou zónou. Klece jsou vyráběny z lisované oceli, opracované mosazi, polyamidu (nylonu) nebo PEEK v závislosti na rychlosti, teplotě a požadavcích na mazání. Polyamidové klece jsou lehké a tiché, díky čemuž jsou běžné v aplikacích s nízkou hlučností; mosazné klece se používají pro vysokorychlostní nebo vysokoteplotní prostředí.
Kuličková ložiska s hlubokou drážkou jsou k dispozici v otevřené konfiguraci, s jednoduchým stíněním (Z), s dvojitým stíněním (ZZ), s jednoduchým těsněním (RS) a s dvojitým těsněním (2RS). Kovové štíty poskytují bezkontaktní bariéru, která vylučuje hrubé nečistoty. Pryžová těsnění (kontaktní nebo nízkokontaktní typ) poskytují vynikající těsnění proti prachu a vlhkosti a zadržují mazivo v ložisku. Utěsněná ložiska (2RS) jsou předmazána na celou dobu životnosti a ve většině standardních aplikací nevyžadují žádné domazávání, což výrazně zjednodušuje údržbu.
Charakteristickým znakem tohoto typu ložiska je hloubka drážky v obou kroužcích. Na rozdíl od konstrukcí s mělkou drážkou umožňuje hluboká geometrie oběžné dráhy usazení kuliček hluboko pod osazením kroužku, což dává ložisku schopnost zvládat kromě radiálního zatížení i axiální zatížení. Výška ramen na obou stranách oběžné dráhy působí jako stěna, která odolává axiálnímu posunutí kuliček.
Při čistě radiálním zatížení je zatížení rozloženo symetricky napříč spodní částí ložiska prostřednictvím několika kuliček současně. Když je aplikováno axiální zatížení, kontaktní úhel mezi kuličkou a oběžnou dráhou se zvětší z nuly (čistě radiální) na nenulovou hodnotu a osazení drážky oběžné dráhy přenáší axiální sílu. Typická axiální únosnost pro kuličkové ložisko s hlubokou drážkou je 20 %–50 % jeho statické radiální únosnosti v závislosti na velikosti ložiska a vnitřní vůli.
Tato vícesměrná nosnost v kombinaci s nízkým valivým třením kuličkového kontaktu umožňuje kuličkovým ložiskům s hlubokými drážkami efektivně pracovat v širokém rozsahu rychlostí – od velmi pomalých oscilačních pohybů až po velmi vysoké rotační rychlosti přesahující 100 000 ot./min v miniaturních přesných ložiskách.
Kuličková ložiska s hlubokou drážkou jsou k dispozici ve velmi široké škále velikostí – od miniaturních ložisek s průměrem díry až do 1 mm na velká průmyslová ložiska přesahující Průměr vrtání 320 mm . Dynamická únosnost (C) a statická únosnost (C0) se odpovídajícím způsobem mění, od několika Newtonů pro miniaturní ložiska až po stovky kilonewtonů pro velkosériová ložiska. Jmenovitá životnost ložiska (životnost L10 v milionech otáček) se vypočítá z aplikovaného zatížení ve vztahu k dynamickému zatížení.
Ze všech typů valivých ložisek mají kuličková ložiska nejvyšší rychlost díky nízkému tření při dotyku kuličky a oběžné dráhy a relativně nízké hmotnosti kuliček. Referenční otáčky (otáčky, při kterých teplota ložiska dosáhne tepelné rovnováhy za standardních podmínek) jsou uvedeny pro každou velikost ložiska v katalozích výrobců. S optimalizovaným mazáním a přesnými třídami, rychlostní faktory (n × dm) přesahující 1 500 000 mm·ot./min jsou dosažitelné ve vysokorychlostních aplikacích.
Kuličková ložiska jsou vyráběna podle norem pro nízkou hlučnost pro aplikace vyžadující tichý provoz, jako jsou elektromotory, ventilátory, domácí spotřebiče a kancelářské vybavení. Hladiny hluku jsou charakterizovány rychlostí vibrací měřenou v mm/s (normy ABEC/ISO) nebo testováním vibrací ložisek (např. hodnoty měřiče Anderon). Obvykle musí být dosaženo vysoce přesných a nízkohlučných ložisek pro elektromotory hodnoty vibrací pod 0,5 mm/s ve specifikovaných frekvenčních rozsazích.
Rozběhový a provozní moment kuličkových ložisek s hlubokou drážkou je nízký ve srovnání s jinými typy ložisek, které zvládají ekvivalentní zatížení. Díky tomu jsou energeticky účinné – důležité v aplikacích, jako jsou elektromotory a přesné přístroje. Standardní kuličková ložiska fungují spolehlivě od -20 °C až 120 °C se standardním tukovým mazáním. Speciální složení a materiály umožňují provoz od -60 °C do 200 °C nebo více.
Vnitřní vůle se vztahuje k celkovému pohybu vnitřního kroužku vzhledem k vnějšímu kroužku v radiálním směru před aplikací jakéhokoli předpětí. Standardní skupiny vnitřních vůlí podle ISO 5753 jsou C2 (menší než normální), CN (normální), C3 (větší než normální), C4 a C5. Vůle C3 je běžně specifikována pro aplikace s úzkými tolerancemi hřídele nebo zvýšenými provozními teplotami , kde tepelná roztažnost snižuje průběžnou vůli. Správný výběr vůle je rozhodující pro životnost ložiska a hlučnost.
Kuličková ložiska jsou označena standardizovaným systémem číslování definovaným v ISO 15, který kóduje velikost díry ložiska, sérii (rozměry průřezu) a případné přípony pro vnitřní vůli, těsnění a jakost přesnosti. Pochopení tohoto systému označení umožňuje inženýrům specifikovat správné ložisko a porovnávat ekvivalenty od různých výrobců.
| Přípona | Význam | Typický případ použití |
|---|---|---|
| Z / ZZ | Jednoduchý / dvojitý kovový štít | Středně znečištěné prostředí; olejové mazání přístupné |
| RS / 2RS | Jednoduché / dvojité pryžové kontaktní těsnění | Mazaný tukem, utěsněný na celý život; prašném nebo vlhkém prostředí |
| C2 / C3 / C4 | Třída vnitřní vůle (menší / větší než normální) | teplotní kompenzace; aplikace interferenčního uložení |
| P5 / P4 / P2 | Přesná třída (třída tolerance ISO) | Vřetena obráběcích strojů; přesné nástroje; vysokorychlostní motory |
| N / NR | Drážka pojistného kroužku ve vnějším kroužku / s pojistným kroužkem | Jednoduché axiální umístění v pouzdře bez ramene |
| M | Mosazná (obráběná) klec | Vysokorychlostní aplikace; zvýšené teploty |
Například označení 6205-2RS/C3 popisuje jednořadé kuličkové ložisko (6), řada 02 (střední průřez), vrtání 25 mm (05 × 5), dvojité pryžové těsnění (2RS), s vnitřní vůlí C3.
Kuličková ložiska se vyrábějí v řadě šířek a průměrů, které určují rozměry průřezu vzhledem k průměru díry. Výběr správné řady vyvažuje nosnost, rychlost a dostupný instalační prostor.
| série | Popis | Rozsah vrtání (mm) | Nejlepší pro |
|---|---|---|---|
| 618x / 619x | Extra lehký / tenký díl | 1,5–200 | Miniaturní nástroje, lékařské přístroje, omezený radiální prostor |
| 60xx | Extra lehké | 10–150 | Lehké motory, domácí spotřebiče, jízdní kola |
| 62xx | Světlo (nejběžnější) | 10–320 | Univerzální motory, čerpadla, ventilátory, dopravníky |
| 63xx | Střední / těžký | 10–320 | Vyšší radiální zatížení; převodovky, zemědělské stroje |
| 64xx | Těžký | 20–180 | Maximální radiální únosnost při dané velikosti vrtání |
Kuličková ložiska se nacházejí prakticky ve všech typech rotačních strojů. Jejich kombinace všestrannosti, rychlosti, nízkého tření a dostupnosti v utěsněných konfiguracích z nich činí ložiska první volby v pozoruhodné šíři průmyslových odvětví a aplikací.
Elektromotory – od motorů domácích spotřebičů s nepatrným výkonem až po velké průmyslové indukční motory – jsou jediným největším aplikačním segmentem pro kuličková ložiska. Typický střídavý indukční motor používá dvě kuličková ložiska s hlubokou drážkou k podpoře hřídele rotoru. Ložisko na straně pohonu musí zvládnout kombinované radiální a axiální zatížení způsobené napnutím řemenu nebo nesouosostí spojky; nehnané koncové ložisko zvládá primárně radiální zatížení a je často volně uloženo ve skříni pro umožnění tepelné roztažnosti. Každý rok se do elektromotorů instalují miliardy kuličkových ložisek.
V automobilovém průmyslu se kuličková ložiska používají v alternátorech, spouštěcích motorech, čerpadlech posilovače řízení, kompresorech klimatizace, elektrických chladicích ventilátorech a mnoha pomocných systémech. Jeden osobní automobil může obsahovat 20–30 kuličková ložiska s hlubokou drážkou napříč jeho různými systémy. V elektrických vozidlech (EV) jsou přesná kuličková ložiska rozhodující v aplikacích hnacích motorů a reduktorů, kde jsou prvořadými požadavky hluk, účinnost a životnost.
Pračky, ledničky, klimatizace, vysavače, elektrické nářadí a kuchyňské spotřebiče – to vše se spoléhá na kuličková ložiska pro své rotující součásti. V těchto aplikacích jsou primárními požadavky nízká hlučnost, dlouhá bezúdržbová životnost a kompaktní rozměry. 2RS (dvojitě utěsněná, předmazaná) ložiska jsou standardní u spotřebičů, protože po dobu zamýšlené životnosti výrobku nevyžadují žádnou údržbu v terénu.
Čerpadla, kompresory, převodovky, dopravníky, ventilátory, dmychadla, tiskařské stroje, textilní stroje, balicí zařízení a stroje na zpracování potravin ve velké míře používají kuličková ložiska s hlubokými drážkami. V průmyslovém prostředí jsou ložiska často otevřené nebo chráněné typy s možností domazávání, což umožňuje údržbářům prodloužit životnost ložisek pomocí pravidelného mazání podle vypočítaných intervalů domazávání.
Zemědělská zařízení, jako jsou kombajny, secí stroje a zavlažovací čerpadla, používají kuličková ložiska s hlubokou drážkou v aplikacích, kde je kritická odolnost proti znečištění, tolerance rázového zatížení a dlouhé servisní intervaly v podmínkách vzdáleného provozu. V těchto náročných prostředích jsou běžná ložiska větší série (63xx, 64xx) s vyšší radiální únosností.
Miniaturní a přístrojová kuličková ložiska (třída tolerance ABEC 5, 7 nebo 9) se používají v dentálních násadcích, laboratorních odstředivkách, servomotorech, systémech pro přesné polohování, robotice a měřicích přístrojích. Tato ložiska mají extrémně úzké rozměrové tolerance — tolerance vrtání ±0,003 mm nebo lepší — a jsou vyráběny s ultra hladkými oběžnými drahami a přesně sladěnými kuličkami, aby se minimalizovalo házení a vibrace při vysokých rychlostech.
Zatímco kuličková ložiska jsou nejuniverzálnější možností, jiné typy ložisek jsou vhodnější pro specifické podmínky zatížení nebo provozní prostředí. Níže uvedená tabulka porovnává kuličková ložiska s hlubokou drážkou a jinými často používanými typy ložisek, aby pomohla konstruktérům činit informovaná rozhodnutí při výběru.
| Typ ložiska | Radiální zatížení | Axiální zatížení | Rychlost | Tolerance nesouososti | Nejlepší aplikace |
|---|---|---|---|---|---|
| Kulička s hlubokou drážkou | Střední | Střední (oba směry) | Velmi vysoká | Nízká | Univerzální; motory; spotřebičů |
| Koule s hranatým kontaktem | Střední–High | Vysoká (jeden směr na ložisko) | Vysoká | Velmi nízká | Vřetena obráběcích strojů; čerpadla; vysoké axiální zatížení |
| Válcový válec | Velmi vysoká | Velmi nízká / None | Vysoká | Velmi nízká | Těžký radial loads; electric motors (large) |
| Kuželový válec | Vysoká | Vysoká (one direction) | Střední | Velmi nízká | Náboje kol; převodovky; kombinované zátěže |
| Samovyrovnávací kulička | Střední | Nízká | Vysoká | Vysoká (up to 3°) | Dlouhé hřídele; špatné podmínky vyrovnání |
| Tahová koule | žádný | Velmi vysoká (one direction) | Nízká | Velmi nízká | Pouze čistě axiální zatížení; vertikální hřídele |
Správné mazání je nejdůležitějším faktorem pro dosažení jmenovité životnosti kuličkového ložiska. Mazání slouží čtyřem účelům: snížení tření a opotřebení mezi valivými prvky a oběžnými drahami, poskytuje ochranu proti korozi, působí jako těsnicí prostředek proti vnikání nečistot (pro mazivo) a rozptyluje teplo vznikající při provozu ložisek.
Mazací tuk je nejběžnějším mazivem pro kuličková ložiska. Snadno se aplikuje, zůstává na místě bez utěsněného pouzdra a poskytuje dlouhé servisní intervaly. Doporučená mazací náplň pro kuličková ložiska s hlubokou drážkou je obvykle 25 %–35 % volného vnitřního objemu ložiska . Přeplnění mazivem způsobuje víření, tvorbu tepla a předčasnou degradaci maziva – běžnou příčinu předčasného selhání ložisek. Nejpoužívanější jsou plastická maziva na bázi lithia (NLGI Grade 2); vysokoteplotní aplikace mohou vyžadovat maziva na bázi polymočoviny nebo PTFE.
Olejové mazání (olejová lázeň, cirkulující olej, olejová mlha nebo olej-vzduch) se používá pro vysokorychlostní aplikace, prostředí s vysokou teplotou nebo tam, kde je ložisko integrováno do převodovky nebo jiného pouzdra naplněného olejem. Olej poskytuje vynikající odvod tepla a je průběžně doplňován v cirkulačních systémech. U vysokorychlostních vřetenových aplikací je přesný výběr viskozity rozhodující – obvykle ISO VG 15 až VG 46 pro kuličková ložiska – pro minimalizaci viskózního odporu při zachování dostatečné tloušťky filmu.
U otevřených nebo zakrytých (neutěsněných) ložisek v aplikacích mazaných plastickým mazivem je nutné intervaly domazávání vypočítat z provozních otáček, teploty a zatížení ložiska. Praktickým vodítkem je, že při středních otáčkách a teplotách se intervaly domazávání pro kuličková ložiska pohybují od 3 000 až 20 000 provozních hodin v závislosti na velikosti ložiska a provozních podmínkách. Utěsněná ložiska (2RS) jsou předem namazána a navržena pro bezúdržbovou životnost, obvykle 10 000 až 30 000 hodin za standardních podmínek.
Kuličková ložiska jsou vyráběna v přesných třídách definovaných normami ISO 492 (metrická ložiska) a ABEC. Každá třída specifikuje přísnější tolerance rozměrové přesnosti, přesnosti chodu (radiální a axiální házení) a u některých tříd vibrací. Třídy s vyšší přesností jsou určeny, když je vyžadován nízký házivost, tichý provoz nebo vysokorychlostní výkon.
Pochopení toho, proč ložiska selhávají, je zásadní pro prodloužení životnosti a zlepšení spolehlivosti stroje. Výzkum a zkušenosti z praxe ukazují, že většina poruch ložisek není způsobena vadami materiálu, ale faktory, kterým lze předejít při instalaci, mazání a provozních podmínkách.
Správná montáž je stejně důležitá jako správný výběr ložiska. Poškození způsobené během montáže je hlavní příčinou předčasného selhání, a to i u vysoce kvalitních ložisek. U všech instalací kuličkových ložisek s hlubokou drážkou by se měly dodržovat následující postupy:
Výběr materiálu pro kroužky, kuličky, klec a těsnění přímo určuje výkonnostní obálku ložiska, odolnost proti korozi a vhodnost pro konkrétní prostředí.
| Komponenta | Standardní materiál | Speciální materiál | Speciální výhoda |
|---|---|---|---|
| Prsteny | Ložisková ocel GCr15 (52100). | Nerezová ocel 440C | Odolnost proti korozi ve vlhkém nebo chemickém prostředí |
| Kuličky | Ložisková ocel GCr15 (52100). | Keramika z nitridu křemíku (Si3N4). | Nízkáer density (40% of steel), higher hardness, electrical insulation |
| Klec | Lisovaná ocel / Polyamid (PA66) | Mosaz (obráběná) / PEEK | Vysoká temp resistance; chemical resistance; high-speed capability |
| těsnění | NBR (nitril) pryž | FKM (Viton) / PTFE | Vysoká-temperature and chemical resistance |
Ningbo Wanshun Bearing Co., Ltd. je profesionální výrobce specializující se na výrobu vysoce přesná kuličková ložiska s nízkou hlučností — se zaměřením na malá a středně velká ložiska — a také dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem. Společnost má sídlo v Henghe Town, Cixi, Ningbo, provincie Zhejiang – uznávaném domovském městě ložisek v Číně, regionu s dlouhodobě zavedenou průmyslovou koncentrací výrobců ložisek, dodavatelů materiálů a odborných znalostí v oblasti přesného obrábění.
Na základě hlubokého výrobního dědictví a technických zdrojů klastru ložiskového průmyslu Ningbo se společnost Wanshun Bearing zaměřuje na dodávky ložisek, která splňují přísné požadavky elektromotorů, domácích spotřebičů, automobilových pomocných systémů a přesných strojů – kde je nízká hlučnost, rozměrová přesnost a konzistentní výkon napříč výrobními šaržemi rozhodující pro spokojenost zákazníků. Ať už požadujete standardní katalogová ložiska nebo přizpůsobené specifikace pro specializované aplikace, ložisko Ningbo Wanshun poskytuje kvalitu výroby a technické znalosti, které splní vaše požadavky.
"Kuličkové ložisko" je obecný pojem, který zahrnuje mnoho typů: hluboká drážka, kosoúhlý kontakt, samonastavovací, axiální a další. Kuličkové ložisko s hlubokou drážkou je nejběžnějším podtypem. Jeho charakteristickým rysem je hluboká, souvislá drážka oběžné dráhy – hlubší než u konstrukcí s mělkou drážkou – která umožňuje zvládat radiální i axiální zatížení, což je schopnost, kterou nesdílejí všechny typy kuličkových ložisek.
Životnost ložisek závisí na provozním zatížení, rychlosti, kvalitě mazání a úrovni znečištění. Životnost L10 – počet otáček, při kterých by selhalo 10 % šarže identicky zatížených ložisek – je standardní životnost. V typických průmyslových podmínkách se běžně dosahují správně vybraná a udržovaná kuličková ložiska s hlubokou drážkou 20 000 až 50 000 provozních hodin . V utěsněných, předem namazaných konfiguracích pro domácí spotřebiče je ložisko navrženo tak, aby vydrželo zamýšlenou životnost výrobku 5–15 let.
Ano – to je jedna z klíčových výhod konstrukce s hlubokou drážkou oproti jiným typům radiálních ložisek. Hluboká osazení oběžných drah umožňují ložisku nést axiální zatížení v obou směrech. Axiální únosnost je však ve srovnání s ložisky s kosoúhlým stykem nebo axiálními ložisky omezená. Jako obecné vodítko, axiální zatížení by nemělo překročit 50 % jmenovité statické radiální únosnosti ložiska (C0) a kombinované radiálně-axiální zatížení vyžaduje pečlivý výpočet životnosti, aby byl zajištěn vhodný výběr ložiska.
V systému označování ložisek ISO první číslice „6“ označuje typ ložiska jako a jednořadé kuličkové ložisko . Následující číslice kódují rozměrovou řadu a velikost otvoru. Například 6205: typ 6 (DGBB), řada 2 (lehký průřez), vrtání 25 mm (05 × 5). 6305: typ 6 (DGBB), řada 3 (střední průřez), vrtání 25 mm – fyzicky větší vnější průměr a šířka než 6205 pro stejnou velikost vrtání, a proto s vyšší únosností.
Záleží na aplikaci. Ložisko 2RS (double rubber-sealed) poskytuje vynikající těsnění proti prachu a vlhkosti, takže je lepší pro špinavé nebo mokré prostředí a pro utěsněné zadržování maziva po celou dobu životnosti. Pryžová kontaktní těsnění však vytvářejí o něco větší tření (vyšší rozběhový moment) než kovové štíty. Ložisko ZZ (dvojité kovové stínění) má nižší tření a je vhodnější pro vysokorychlostní aplikace nebo tam, kde je ložisko v prostředí mazaném olejem. Pro většinu univerzálních uzavřených aplikací na celou dobu životnosti, 2RS je preferovaná volba .