W idealnym świecie każdy wał silnika byłby idealnie dopasowany do każdego wału wejściowego pompy, wentylatora lub skrzyni biegów. W rzeczywistości wały uginają się pod własnym ciężarem, rozszerzalność cieplna zmienia wymiary, podstawy montażowe nigdy nie są idealnie płaskie, a tolerancje produkcyjne kumulują się. Nieprawidłowe ustawienie jest nieuniknione. Gdy wały nie są idealnie wyrównane, cierpią na tym standardowe łożyska. Przegrzewają się, szybko zużywają i przedwcześnie ulegają awariom. Jednak niektóre urządzenia obrotowe działają latami pomimo zauważalnej niewspółosiowości. Sekretem często są łożyska kulkowe wahliwe. Te niezwykłe komponenty tolerują niewspółosiowość kątową, która zniszczyłaby zwykłe łożyska. Ale jak dokładnie to robią? Zrozumienie geometrii wewnętrznej i zasady działania łożyska kulkowe wahliwe wyjaśnia, dlaczego są one niezbędne w przypadku długich wałów, sprzęgieł elastycznych i urządzeń narażonych na ruchy termiczne.
Podstawowy problem: dlaczego standardowe łożyska ulegają awarii w wyniku niewspółosiowości
Przed zbadaniem, jak działają łożyska wahliwe, warto zrozumieć, dlaczego zwykłe łożyska ulegają awariom, gdy wały nie są idealnie wyrównane.
Jak łożyska kulkowe poprzeczne reagują na niewspółosiowość
Standardowe łożysko kulkowe zwykłe ma pojedynczy rząd kulek poruszających się po dwóch sztywnych bieżniach — jednej na pierścieniu wewnętrznym i jednej na pierścieniu zewnętrznym. Obie bieżnie są szlifowane w celu uzyskania precyzyjnych krzywizn odpowiadających średnicy kulki. Kiedy pierścień wewnętrzny (zamontowany na wale) przechyla się względem pierścienia zewnętrznego (zamontowanego w oprawie), pojawia się kilka problemów:
- Ładowanie krawędziowe : Kulki stykają się z krawędziami bieżni zamiast z zakrzywionym środkiem. Koncentruje to naprężenia na bardzo małej powierzchni, często przekraczając granicę plastyczności materiału.
- Zwiększone tarcie : Piłki nie toczą się już gładko; ślizgają się i ocierają o krawędzie bieżni.
- Wytwarzanie ciepła : Tarcie zamienia się w ciepło, które rozszerza elementy łożyska, jeszcze bardziej zmniejszając luz wewnętrzny.
- Przedwczesne zmęczenie : Połączenie obciążenia krawędzi i przegrzania prowadzi do odpryskiwania (łuszczenia) powierzchni bieżni.
Nawet niewielka niewspółosiowość wynosząca od 0,5 do 1 stopnia może zmniejszyć trwałość łożyska kulkowego zwykłego o 50–90%. Przy niewspółosiowości wynoszącej 2 stopnie wiele standardowych łożysk ulega uszkodzeniu w ciągu godzin lub dni.
Dlaczego niewspółosiowość jest nieunikniona w wielu zastosowaniach
Niektóre konstrukcje sprzętu sprawiają, że idealne ustawienie jest prawie niemożliwe:
- Długie rozpiętości wałów : Przenośnik z wałem o długości 20 stóp zapadnie się w środku, powodując niewspółosiowość kątową pomiędzy wałem a łożyskami na obu końcach.
- Rozszerzalność cieplna : Ogrzewany parą cylinder suszący rozszerza się w miarę nagrzewania, zmieniając położenie obudów łożysk.
- Elastyczne struktury : Wały napędowe okrętów, walce maszyn papierniczych i duże wentylatory działają w konstrukcjach, które uginają się pod obciążeniem.
- Rozliczenie fundacji : Z biegiem czasu podstawy betonowe osiadają nierównomiernie, przechylając obudowy łożysk.
- Tolerancje montażowe : Sprzęt montowany w terenie rzadko osiąga precyzję jednostek montowanych fabrycznie.
Łożyska kulkowe wahliwe rozwiązują te problemy, umożliwiając przechylenie pierścienia wewnętrznego (i wału) względem pierścienia zewnętrznego bez powodowania obciążenia krawędziowego.
Wewnętrzna geometria wahliwego łożyska kulkowego
Magia samonastawności tkwi całkowicie w kształcie bieżni pierścienia zewnętrznego. Podczas gdy łożysko zwykłe ma pojedynczy promień sferyczny na bieżni zewnętrznej, łożysko kulkowe wahliwe ma promień sferyczny na wewnętrznej średnicy pierścienia zewnętrznego.
Dwa rzędy piłek na wspólnej powierzchni kulistej
Łożysko kulkowe wahliwe zawiera dwa rzędy kulek. Obydwa rzędy poruszają się po jednej ciągłej sferycznej bieżni wyfrezowanej w pierścieniu zewnętrznym. Bieżnia ta nie jest prostym okrągłym rowkiem — jest to odcinek kuli. Środek tej kuli pokrywa się z geometrycznym środkiem łożyska.
Pierścień wewnętrzny ma dwie oddzielne bieżnie, po jednej na każdy rząd kulek. Jednak kulista powierzchnia pierścienia zewnętrznego pozwala całemu zespołowi pierścienia wewnętrznego i kulki przechylać się niczym wahadło wewnątrz pierścienia zewnętrznego.
Wizualizacja ruchu
Wyobraź sobie przegub kulowy, przypominający ludzki staw biodrowy. Kula (zespół pierścienia wewnętrznego) może obracać się i przechylać wewnątrz gniazda (sferyczna bieżnia pierścienia zewnętrznego). Niezależnie od tego, jak pierścień wewnętrzny jest nachylony, kulki utrzymują pełny kontakt z obiema bieżniami, ponieważ sferyczna powierzchnia bieżni zewnętrznej ma tę samą krzywiznę w każdym kierunku.
Oto kluczowa obserwacja: w standardowym łożysku bieżnia zewnętrzna to zakrzywiony rowek, który odpowiada promieniowi kulki tylko w jednym kierunku (kierunkowi obrotu). W łożysku wahliwym bieżnia zewnętrzna jest kulistą powierzchnią, która w każdym kierunku odpowiada promieniowi kulki.
Porównanie przekrojów
| Funkcja | Łożysko kulkowe zwykłe | Samonastawne łożysko kulkowe |
|---|---|---|
| Liczba rzędów piłek | Jeden | Dwa |
| Kształt bieżni pierścienia zewnętrznego | Rowek kołowy (pojedynczy promień w jednej płaszczyźnie) | Powierzchnia kulista (ten sam promień we wszystkich płaszczyznach) |
| Kształt bieżni pierścienia wewnętrznego | Okrągły rowek | Dwa separate circular grooves |
| Tolerancja na niewspółosiowość | 0,5–1,0 stopnia (ze znaczną redukcją żywotności) | 1,5–3,0 stopnia (przy minimalnym skróceniu żywotności) |
| Względna nośność (ten sam rozmiar) | 100% (wartość bazowa) | 70–85% głębokiego rowka |
| Maksymalna prędkość | Bardzo wysoki | Umiarkowane do wysokiego |
Krok po kroku: Jak zachodzi samonastawność podczas pracy
Gdy wał jest idealnie wyrównany z obudową łożyska, łożysko wahliwe zachowuje się jak dwa standardowe łożyska umieszczone obok siebie. Kulki toczą się po środkach bieżni, a obciążenie rozkłada się równomiernie na oba rzędy.
Kiedy wystąpi niewspółosiowość
Teraz wyobraź sobie, że wał przechyla się względem obudowy. Pierścień wewnętrzny osadzony na wale przechyla się wraz z nim. Wewnątrz łożyska:
- Pierścień wewnętrzny przechyla się , ale pierścień zewnętrzny pozostaje nieruchomy w oprawie.
- Kulki podążają za pierścieniem wewnętrznym ponieważ są one chwytane pomiędzy bieżnią wewnętrzną i zewnętrzną.
- Sferyczna powierzchnia bieżni zewnętrznej kompensuje nachylenie . Gdy zespół kulek przechyla się, kulki po prostu toczą się do nieco innego położenia na sferycznej bieżni zewnętrznej.
- Geometria kontaktu pozostaje idealna . Ponieważ bieżnia zewnętrzna jest kulista, kulki zawsze stykają się ze środkiem krzywizny bieżni, a nie z krawędziami. Ładowanie krawędziowe nigdy nie występuje.
- Obydwa rzędy dzielą obciążenie , chociaż rozkład obciążenia może nieznacznie przesunąć się z jednego rzędu na drugi, w zależności od kierunku niewspółosiowości.
W rezultacie łożysko działa z niemal normalnym tarciem, normalnym wytwarzaniem ciepła i niemal normalną żywotnością pomimo niewspółosiowości kątowej, która mogłaby zniszczyć łożysko niewahliwe.
Działanie samonastawne podczas obrotu
Gdy wał się obraca, kulki krążą po bieżniach. Kąt pochylenia pozostaje stały względem wału. Piłki nie „polują” ani nie szukają wyrównania; po prostu toczą się po ścieżce nieco odsuniętej od środka zewnętrznej bieżni. Ponieważ sferyczna bieżnia nie ma „krawędzi” w kierunku przechyłu, ruch toczny pozostaje płynny.
Jak duże niewspółosiowość mogą wytrzymać łożyska kulkowe wahliwe?
Producenci określają dopuszczalny kąt niewspółosiowości swoich łożysk kulkowych wahliwych. Typowe wartości wahają się od 1,5 do 3 stopni, w zależności od rozmiaru i serii łożyska.
Czynniki wpływające na dopuszczalną niewspółosiowość
| Czynnik | Wpływ na zdolność do niewspółosiowości |
|---|---|
| Średnica otworu łożyska | Większe łożyska zazwyczaj pozwalają na nieco większą niewspółosiowość (do 3 stopni) |
| Seria łożysk (lekkie, średnie, ciężkie) | Cięższe serie mają większe kulki i solidniejsze klatki, co pozwala na większą niewspółosiowość |
| Prędkość robocza | Wyższe prędkości wymagają mniejszej niewspółosiowości (tarcie wzrasta wraz z prędkością) |
| Wielkość obciążenia | Wyższe obciążenia zmniejszają dopuszczalną niewspółosiowość (zwiększają się naprężenia kontaktowe) |
| Rodzaj smarowania | Smarowanie olejem radzi sobie z niewspółosiowością lepiej niż smar przy dużych prędkościach |
Praktyczne ograniczenia
- Niewspółosiowość statyczna (wał się nie obraca): Wiele łożysk wahliwych może tolerować 3–5 stopni bez uszkodzeń, ale nie jest to warunek pracy.
- Dynamiczna niewspółosiowość (wał obracający się): Bezpieczna granica pracy wynosi zazwyczaj 1,5–2,5 stopnia w przypadku pracy ciągłej.
- Okresowa niewspółosiowość : Sporadyczne przypadki niewspółosiowości (np. podczas rozruchu termicznego) mogą być wyższe, do 3 stopni.
Dla porównania, standardowe łożysko kulkowe zwykłe nie powinno nigdy przekraczać 0,25–0,5 stopnia dynamicznej niewspółosiowości. Łożysko wahliwe zapewnia 5–10 razy większą zdolność do niewspółosiowości.
Rozkład obciążenia w łożyskach kulkowych wahliwych przy niewspółosiowości
Częstym problemem jest to, czy niewspółosiowość powoduje, że cały ładunek przenosi jeden rząd kulek. Odpowiedź zależy od kierunku niewspółosiowości względem kierunku obciążenia.
Czyste obciążenie promieniowe z niewspółosiowością kątową
Kiedy łożysko wahliwe przenosi czyste obciążenie promieniowe i doświadcza niewspółosiowości kątowej, oba rzędy kulek w dalszym ciągu dzielą obciążenie, ale nie równomiernie. Rząd, w stronę którego przechyla się wał, przenosi nieco większe obciążenie. Ponieważ jednak bieżnia zewnętrzna jest sferyczna, rozkład obciążenia pozostaje znacznie bardziej równomierny niż w przypadku niewspółosiowego łożyska poprzecznego.
Połączone obciążenie promieniowe i osiowe
Łożyska kulkowe wahliwe mogą przenosić obciążenia osiowe w obu kierunkach, ale ich nośność osiowa jest mniejsza niż w przypadku łożysk skośnych. W przypadku niewspółosiowości nośność osiowa ulega dalszemu zmniejszeniu, ponieważ droga obciążenia staje się mniej bezpośrednia. W zastosowaniach, w których występują znaczne obciążenia osiowe i niewspółosiowość, często lepszym wyborem są łożyska wahliwe (łożyska baryłkowe).
Porównanie obciążenia
| Typ łożyska | Nośność dynamiczna (względna) | Tolerancja na niewspółosiowość | Nośność osiowa |
|---|---|---|---|
| Samonastawne łożysko kulkowe | 70–85% | Doskonały (1,5–3,0°) | Umiarkowane |
| Łożysko kulkowe zwykłe | 100% | Słaby (0,25–0,5°) | Umiarkowane |
| Łożysko baryłkowe | 120–150% | Doskonały (1,5–2,5°) | Bardzo wysoki |
| Łożysko kulkowe skośne | 90–110% | Słaby (0,1–0,3°) | Wysoka (w jednym kierunku) |
Łożyska kulkowe wahliwe zajmują złoty środek: lepszą zdolność do niewspółosiowości niż łożyska zwykłe, ale mniejszą nośność. Idealnie nadają się do umiarkowanych obciążeń ze znaczną niewspółosiowością.
Typowe zastosowania wykorzystujące łożyska kulkowe wahliwe
Niezawodne działanie niektórych branż i typów urządzeń zależy od funkcji samonastawności.
Maszyny rolnicze
Ciągniki, kombajny i prasy pracują na zapylonych, nierównych polach. Wały wyginają się, ramy skręcają, a niewspółosiowość jest stała. Łożyska kulkowe wahliwe są standardem w:
- Wały odbioru mocy ciągnika
- Bębny zbierające prasę do siana
- Połącz napędy hedera
- Rozsiewacze nawozów
Przenośniki i transport materiałów sypkich
Długie wały przenośników zwisają pomiędzy podporami. Rolki napinające w przenośnikach taśmowych również korzystają z samonastawności. Zastosowania obejmują:
- Koła pasowe głowicy i ogona przenośnika
- Rolki napinające korytowe
- Przenośniki ślimakowe (długie ślimaki)
- Wały podnośników kubełkowych
Maszyny włókiennicze i papiernicze
W tych branżach stosuje się długie, smukłe rolki, które nagrzewają się podczas pracy. Rozszerzalność cieplna powoduje wzrost rolek, co powoduje zmianę położenia łożysk. Łożyska wahliwe równoważą ten ruch.
- Cylindry suszące w maszynach papierniczych
- Rolki do nawijania tkaniny
- Rolki kalandrowe
- Rolki dociskowe drukarskie
Wentylatory i dmuchawy
Duże wentylatory przemysłowe często mają wały przechodzące przez obudowy z łożyskami zamontowanymi na elastycznych wspornikach. Często występuje niewspółosiowość spowodowana naprężeniami w kanałach i wzrostem temperatury.
- Wentylatory indukcyjne
- Wentylatory z wymuszonym przeciągiem
- Wentylatory wież chłodniczych
Wały okrętowe i napędowe
Wały napędowe statków są długie i elastyczne. Łożysko rury rufowej i łożysko oporowe silnika rzadko są idealnie dopasowane, zwłaszcza gdy kadłub ugina się na falach.
Ograniczenia: Kiedy łożyska kulkowe wahliwe nie są właściwym wyborem
Łożyska kulkowe wahliwe nie są rozwiązaniami uniwersalnymi. Mają określone ograniczenia.
Niższa nośność niż łożyska poprzeczne
Przy tych samych wymiarach powłoki (średnica otworu i średnica zewnętrzna) łożysko kulkowe wahliwe ma niższą nośność dynamiczną niż łożysko kulkowe zwykłe. Dlaczego? Ponieważ dwa rzędy kulek wymagają miejsca, co oznacza, że każda kulka może być mniejsza niż pojedynczy rząd większych kulek w łożysku poprzecznym. Jeśli w Twoim zastosowaniu występują duże obciążenia promieniowe i minimalne niewspółosiowość, lepsze będzie łożysko zwykłe.
Ograniczona nośność osiowa
Łożyska kulkowe wahliwe wytrzymują obciążenia osiowe, ale słabo w porównaniu z łożyskami skośnymi. Sferyczna bieżnia zewnętrzna nie zapewnia dużego kąta zwilżania sił osiowych. W przypadku zastosowań, w których występują znaczne obciążenia wzdłużne (np. wały pionowe, przekładnie ślimakowe), należy rozważyć łożyska skośne lub stożkowe.
Ograniczenia prędkości
Dwurzędowa konstrukcja i geometria koszyka łożysk kulkowych wahliwych ograniczają ich maksymalną prędkość w porównaniu z łożyskami zwykłymi. Przy bardzo dużych prędkościach (wartości DN powyżej 500 000) kulki wytwarzają więcej ciepła ze względu na nieco dłuższą drogę toczenia. W przypadku zastosowań wymagających bardzo dużych prędkości preferowane są łożyska zwykłe lub skośne.
Nie nadaje się do czystego obciążenia osiowego
Łożyska kulkowe wahliwe wymagają pewnego obciążenia promieniowego, aby utrzymać prawidłowy kontakt kulek z bieżnią. Pod czystym obciążeniem osiowym, bez składowej promieniowej, kulki mogą nie toczyć się prawidłowo, co prowadzi do poślizgu i zużycia.
Uwagi dotyczące instalacji i montażu
Aby uzyskać efekt samonastawności, łożysko musi być prawidłowo zamontowane. Najpopularniejsza metoda montażu wykorzystuje tuleję wciąganą lub otwór stożkowy.
Montaż tulei adaptera
Wiele łożysk kulkowych wahliwych ma otwór stożkowy (stożek 1:12). Montuje się je na gładkim wale za pomocą tulei wciąganej. Tuleja ślizga się pomiędzy wałem a otworem łożyska. W miarę dokręcania nakrętki zabezpieczającej tuleja rozszerza się, zaciskając łożysko na wale. Ta metoda:
- Umożliwia łatwe pozycjonowanie na wale
- Dostosowuje się do wahań średnicy wału
- Upraszcza wymianę łożysk
Jednakże nadmierne dokręcenie tulei wciąganej może spowodować wstępne obciążenie łożyska, zmniejszając luz wewnętrzny i eliminując zdolność samonastawności. Należy dokładnie przestrzegać specyfikacji dokręcania producenta.
Montaż w obudowach dzielonych
Łożyska kulkowe wahliwe są często dostarczane jako kompletne zespoły z oprawą stojakową (tzw. zespoły łożysk kulkowych wahliwych). Zespoły te mają sferyczną średnicę zewnętrzną łożyska, która pasuje do kulistego otworu w obudowie. Takie ustawienie umożliwia przechylenie całego łożyska wewnątrz obudowy, zapewniając drugi poziom samonastawności.
Typowe błędy instalacyjne
| Błąd | Konsekwencja |
|---|---|
| Zbyt mocne dokręcenie tulei adaptera | Zmniejsza luz wewnętrzny, zapobiega samonastawności, powoduje przegrzanie |
| Do montażu za pomocą młotka | Uszkadza bieżnie i kulki, tworzy brinelling (wcięcia) |
| Ignorowanie tolerancji otworu oprawy | Zbyt ciasna oprawa ogranicza ruch pierścienia zewnętrznego; zbyt luźna umożliwia kręcenie się |
| Wymuszanie niewyosiowania łożyska | Łożysko samonastawia się tylko wtedy, gdy jest swobodne; wciskanie go w źle dopasowaną obudowę mija się z celem |
Tryby konserwacji i awarii
W przypadku awarii łożysk kulkowych wahliwych przyczyny różnią się od uszkodzeń standardowych łożysk.
Typowe tryby awarii charakterystyczne dla łożysk wahliwych
- Utrata zdolności do samonastawności : Zanieczyszczenia, korozja lub odkształcenie sferycznej bieżni zewnętrznej uniemożliwiają swobodne przechylanie się pierścienia wewnętrznego.
- Nierównomierne zużycie rzędów kulek : Jeśli niewspółosiowość występuje stale w jednym kierunku, jeden rząd kulek zużywa się szybciej niż drugi.
- Uszkodzenie klatki : Dwuczęściowy koszyk z mosiądzu lub poliamidu może pęknąć, jeśli łożysko pracuje poza granicami niewspółosiowości.
- Brinelling od wibracji : Podczas postoju wibracje mogą powodować wgniecenia bieżni w punktach styku kulki.
Często zadawane pytania (FAQ)
P1: Czy wahliwe łożyska kulkowe mogą kompensować zarówno niewspółosiowość kątową, jak i równoległą?
Łożyska kulkowe wahliwe kompensują jedynie niewspółosiowość kątową (nachylenie wału). Nie kompensują przesunięcia równoległego (gdzie linia środkowa wału jest przesunięta na bok, ale równolegle do linii środkowej oprawy). W przypadku niewspółosiowości równoległej potrzebne są sprzęgła elastyczne lub inny układ łożysk. Jednak niewspółosiowość kątowa występuje znacznie częściej w sprzęcie obrotowym.
P2: Co się stanie, jeśli przekroczę zalecany kąt niewspółosiowości?
Przekroczenie zalecanego przez producenta kąta niewspółosiowości powoduje, że kulki stykają się z krawędziami bieżni pierścienia zewnętrznego. Powoduje to obciążenie krawędzi, wysokie naprężenia kontaktowe, szybkie zużycie i wytwarzanie ciepła. Łożysko ulegnie przedwczesnej awarii, często w ciągu kilku godzin. W przypadku skrajnego niewspółosiowości (ponad 5 stopni) kulki mogą całkowicie stracić kontakt z jedną bieżnią, powodując pęknięcie koszyka.
P3: Jak łożyska kulkowe wahliwe wypadają w porównaniu z łożyskami baryłkowymi pod względem niewspółosiowości?
Łożyska baryłkowe tolerują podobne kąty niewspółosiowości (1,5–2,5 stopnia), ale mają znacznie większą nośność, szczególnie w przypadku dużych obciążeń promieniowych i osiowych. Łożyska baryłkowe są jednak większe, droższe i generują więcej ciepła przy dużych prędkościach. Łożyska kulkowe wahliwe są lepsze przy umiarkowanych obciążeniach i wyższych prędkościach. Wybierz łożyska baryłkowe do ciężkich zastosowań przemysłowych (kruszarki, przesiewacze wibracyjne). Wybierz łożyska kulkowe wahliwe do wentylatorów, przenośników i maszyn rolniczych.
P4: Czy mogę wymienić łożysko kulkowe zwykłe na łożysko kulkowe wahliwe w istniejącej maszynie?
Nie bezpośrednio. Łożyska kulkowe wahliwe mają różne wymiary zewnętrzne (szerokość, kształt pierścienia zewnętrznego) i wymagają opraw z gniazdami kulistymi lub odpowiednim luzem. Nie można ich po prostu zamienić bez modyfikacji obudowy. Jednakże kompletne zespoły łożysk wahliwych (poduszki) mogą zastąpić istniejące zamontowane łożyska, jeśli średnica wału i wzór śrub montażowych są zgodne.
P5: Czy łożyska kulkowe wahliwe wymagają specjalnego smarowania?
Nie. Standardowe smarowanie smarem lub olejem działa dobrze. Ponieważ jednak kulki toczą się po kulistej powierzchni, film smarny musi dotrzeć do wszystkich obszarów bieżni zewnętrznej. Stosować smar na bazie litu o dobrych właściwościach przyczepnych. W przypadku zastosowań wymagających dużych prędkości preferowane jest smarowanie olejowe (kąpiel olejowa lub olej obiegowy). Nie przetłuszczaj; nadmiar smaru zwiększa opór i ciepło.
P6: Skąd mam wiedzieć, czy mój sprzęt potrzebuje łożysk wahliwych?
Jeśli awarie łożysk są częste (co kilka miesięcy), a uszkodzone łożyska wykazują oznaki nierównomiernego zużycia bieżni lub obciążenia krawędzi, przyczyną jest prawdopodobnie niewspółosiowość. Zmierz wyrównanie swoich wałów. Jeśli niewspółosiowość kątowa przekracza 0,5 stopnia i nie można jej skorygować (ze względu na ograniczenia konstrukcyjne, wzrost temperatury lub duże rozpiętości wałów), dobrym rozwiązaniem są łożyska wahliwe.
P7: Jaka jest różnica pomiędzy łożyskiem kulkowym wahliwym a zespołem łożyska wahliwego (poduszką)?
Łożysko kulkowe wahliwe to po prostu samo łożysko (pierścień wewnętrzny, pierścień zewnętrzny, kulki, koszyk). Zespół łożyska wahliwego (często nazywany blokiem poduszkowym lub zespołem napinającym) składa się z wahliwego łożyska kulkowego zamontowanego wewnątrz obudowy. Obudowa posiada kulisty otwór pasujący do sferycznej średnicy zewnętrznej łożyska, co pozwala na przechylenie całego łożyska wewnątrz obudowy. Zapewnia to jeszcze większą możliwość niewspółosiowości i upraszcza montaż.
P8: Czy wahliwe łożyska kulkowe mogą być stosowane w zastosowaniach z wałami pionowymi?
Tak, ale z zachowaniem ostrożności. Wały pionowe wywierają obciążenia osiowe z ciężaru wału i wszelkich dołączonych elementów. Łożyska kulkowe wahliwe mają ograniczoną nośność osiową. W przypadku wałów pionowych należy upewnić się, że obciążenie osiowe nie przekracza około 20% znamionowego obciążenia promieniowego łożyska. W przypadku ciężkich wałów pionowych należy zamiast tego rozważyć łożyska skośne lub łożyska stożkowe.
P9: Jak zmierzyć kąt niewspółosiowości w istniejącej instalacji łożyskowej?
Użyj czujnika zegarowego lub laserowego narzędzia do ustawiania. Zamontować wskaźnik na wale w pobliżu łożyska. Obróć wał i zmierz bicie w dwóch punktach na długości wału. Oblicz różnicę kątową. Alternatywnie można zastosować linijkę i szczelinomierze: umieścić precyzyjną linijkę na powierzchniach obudowy łożyska i zmierzyć szczelinę na wale. W przypadku zestrojenia laserowego narzędzia takie jak SKF TKSA lub Fluke 830 zapewniają bezpośrednie odczyty niewspółosiowości kątowej.
P10: Czy łożyska kulkowe wahliwe są zawsze lepsze niż sprzęgła elastyczne pod względem radzenia sobie z niewspółosiowością?
Nie. Sprzęgła elastyczne (sprzęgła zębate, sprzęgła siatkowe, sprzęgła elastomerowe) są zaprojektowane specjalnie do łączenia dwóch wałów i kompensują zarówno niewspółosiowość kątową, jak i równoległą. Nie należy polegać na łożyskach, które kompensują niewspółosiowość, którą powinno niwelować sprzęgło. Najlepszą praktyką jest możliwie najdokładniejsze ustawienie wałów (w granicach 0,25 stopnia) przy użyciu odpowiednich narzędzi do wyrównywania, a następnie użycie łożysk wahliwych jako czynnika zabezpieczającego przed resztkowym niewspółosiowością i ruchami termicznymi. Nie używaj łożysk wahliwych, aby zatuszować rażące błędy współosiowości.
