- Czym jest napięcie wstępne łożyska?
- Jak je najlepiej uzyskać?
- Dlaczego warto wstępnie obciążać łożyska?
- Co mamy na myśli, kiedy mówimy o wstępnym napięciu łożyska?
Łożyska są konstruowane z myślą o swobodnym poruszaniu się i składają się z wielu komponentów, które pracują razem w złożeniu. Nakładanie się na siebie różnych tolerancji, wynikających zarówno z procesu produkcji komponentów, jak i z montażu finalnego produktu, łatwo może skutkować wystąpieniem problemów. Właśnie wtedy ujawniają się zalety wstępnego napięcia łożysk. Napięcie wstępne wiąże się z przyłożeniem ciągłej siły osiowej do łożyska.
Jak najlepiej uzyskać taki efekt? Czy są rożne rodzaje napięcia wstępnego?
Zasadniczo są dwie metody wstępnego obciążania łożyska. Jedną z nich jest metoda sztywnego napięcia wstępnego z wykorzystaniem mechanizmu odpowiednio utrzymującego wewnętrzny i zewnętrzny pierścień łożyska. Bardziej popularna, a zarazem prostsza i tańsza jest metoda obciążenia wstępnego z wykorzystaniem sprężyny, która zapewnia przyłożenie stałej siły osiowej z danej strony łożyska. Jednozwojowe sprężyny faliste Smalley zapewniają niezbędną siłę nacisku wstępnego między wewnętrznymi i zewnętrznymi bieżniami łożyska, jednocześnie kompensując różnego rodzaju nakładające się na siebie tolerancje czy niewspółosiowość termiczną. Luz ulega redukcji, zarówno w wymiarze promieniowym, jak i osiowym, co ilustruje rysunek poniżej.
Dlaczego więc obciążamy wstępnie łożyska?
Kontrolowanie luzu ma zasadnicze znaczenie dla zachowania funkcjonalności i długotrwałości łożyska. Nacisk zapewnia stały kontakt między elementami łożyska (typu kulki czy igiełki) a bieżniami. Wśród zalet takiego rozwiązania jest między innymi redukcja luzów osiowych i promieniowych. Głównym celem wstępnego obciążania jest przedłużenie trwałości łożyska, a co za tym idzie, także Państwa urządzeń.
Korzyści płynące z napięcia wstępnego łożysk
Prawidłowe obciążenie łożyska przedłuży jego trwałość. Użycie do tego celu sprężyny sprawdzi się w zastosowaniach o znaczeniu krytycznym, a więc o wysokiej precyzji, czy też o wysokich prędkościach obrotowych. Zasadniczo wykorzystanie sprężyny wiąże się z zmniejszeniem wymagań w zakresie tolerancji samego łożyska, a jednocześnie pomaga wytrzymać wyższe prędkości robocze.
Główne zalety wstępnego napięcia za pomocą sprężyny:
- Kontrola luzu osiowego i promieniowego – kulki i bieżnie łożyska przylegają do siebie w niezawodny sposób, kompensujący odchyłki wymiarowe.
- Mniejsze zużycie łożyska – lepszy rozkład obciążeń między łożyskami dzięki konstrukcji falistej.
- Redukcja wibracji i hałasu – ciche złożenia, nawet w zastosowaniach o wysokim poziomie drgań.
- Eliminacja poślizgu kulek – oddziaływanie stałej siły napinającej zapewnia płynność ruchu.
- Precyzyjne pozycjonowanie wału – sprężyna falista utrzymuje wał w pozycji centralnej, co powoduje optymalne rozłożenie siły odśrodkowej.
Wybór sprężyny do wstępnego obciążenia łożyska – jakiego rodzaju sprężyny użyć?
Każde zastosowanie ma unikalny charakter, co sprawia, że dobór właściwej sprężyny jest bardzo istotny.
Należy wziąć pod uwagę tolerancje w ujęciu całościowym, gdyż umieszczenie zbyt dużego obciążenia wstępnego na łożysku może skutkować jego przyspieszonym zużyciem. Z kolei zbyt małe obciążenie może wiązać się ze zwiększeniem poziomu hałasu w układach o wysokim poziomie drgań.
Seria SSB sprężyn falistych firmy Smalley do wstępnego obciążenia łożysk została precyzyjnie zaprojektowana pod kątem potencjalnych zastosowań. Podstawowe dwa typy jednozwojowych sprężyn falistych w naszej ofercie to sprężyny z odstępem między końcówkami i sprężyny z końcówkami nakładającymi się „na zakładkę”.
Jak sama nazwa wskazuje, w konstrukcji sprężyn z odstępem, końcówki zwoju oddzielone są przerwą, podczas gdy w drugim wariancie końcówki zwojów zachodzą na siebie. Sprężyny w obu konfiguracjach mogą swobodnie obracać się po obwodzie łożyska, również podczas ugięcia i kompresji, co stanowi istotną zaletę w porównaniu do konwencjonalnych podkładek falistych. Zbyt mocno wciśnięte podkładki mogą ulec zakleszczeniu czy usztywnieniu, co sprawia, że obciążenie sprężyste staje się nieprzewidywalne.
Oferujemy ponad 300 standardowych części wykonanych ze stali nierdzewnej lub węglowej, odpowiadających najbardziej popularnym rozmiarom łożysk. Właściwy rozmiar znajdą Państwo w tabeli odnośników.
Jeśli interesują Państwa sprężyny do zastosowań wymagających większej siły, mogą Państwo wziąć pod uwagę sprężyny o zagnieżdżonych zwojach z naszej oferty, zapewniające większą siłę napięcia wstępnego. Poniżej przedstawiono zagnieżdżoną sprężynę falistą o trzech zwojach w przykładowym zastosowaniu.
Podsumowanie
Wstępne napięcie łożyska ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia optymalnego funkcjonowania i trwałości – poprzez kontrolę luzu i utrzymanie stałego kontaktu pomiędzy elementami łożyska. Możemy wyróżnić dwa typy napięcia wstępnego: obciążenie sztywne oraz częstsze, bardziej ekonomiczne obciążenie sprężyną, realizowane przy użyciu jednozwojowych sprężyn falistych firmy Smalley. Tego rodzaju sprężyny zapewniają obciążenie osiowe, przyczyniając się do redukcji zarówno osiowego, jak i promieniowego luzu, a także dodatkowe zalety, takie jak korzystniejszy rozkład obciążeń, ograniczenie zużycia i redukcja hałasu. Oferowane przez firmę Smalley sprężyny faliste, w konfiguracji z odstępem lub zakładką między końcówkami, umożliwiają swobodny ruch sprężyny pod obciążeniem – bez ryzyka zakleszczenia, typowego dla podkładek falistych. W zastosowaniach wymagających większej siły napięcia, rekomendujemy wykorzystanie sprężyny o zagnieżdżonych zwojach.
- Zapraszamy do zamawiania próbek do testów w Państwa zastosowaniach.
- Aby omówić szczegóły konstrukcyjne, zachęcamy do kontaktu z inżynierami firmy Smalley.
