Vřetenová ložiska NSK podrobněji

Přehled sortimentu

Kuličková ložiska s kosoúhlým stykem - Stykový úhel

Směry sil, přenášených z jednoho kroužku na druhý, svírají s rovinou kolmou k ose ložiska úhel, zvaný stykový.

Axiální zatížení je možné pouze v jednom směru

Ložisko lze axiálně zatížit pouze ve směru stykového úhlu
Pokud ložisko axiálně zatížíte proti směru stykového úhlu (síla bude směřovat na čelo vnějšího kroužku). ložisko se rozpadne a poškodí

Nejpoužívanější stykové úhly:

Standardní řada

15°
25°
30°

Vysokootáčková řada ROBUST

18°
25°

Axiální řada

30°
40°

Pro kuličkové šrouby

60°

Vliv velikosti stykového úhlu na únosnost a rychlost

Čím menší je stykový úhel, tím vyšší dosahuje ložisko otáček a tím vyšší je radiální únosnost.

Se zvyšujícím se stykovým úhlem se zvyšuje axiální únosnost, ale snižují se otáčky a radiální únosnost.

Stupně přesnosti

V tabulce je uvedeno porovnání různých standardů přesnosti

Přesnost valivých ložisek vyjadřují stupně přesnosti udávající přesnost rozměrů (rozměrovou toleranci) a přesnost chodu (házení).

NSK používá standard DIN. Čím nižší je P číslo, tím je menší rozměrová tolerance a vyšší přesnost. NSK používá navíc ještě přesnost P3.

Přesnost P3 u NSK znamená: Přesnost chodu (házení) P2 a rozměrová přesnost P4

Rozměrová přesnost - přesnost díry, vnějšího průměru a šířky ložiska je významná pro vytvoření správného uložení. Samozřejmě stejně důležitá je i přesnost souvisejících dílů - hřídele, tělesa.

Uložení díra ložiska - hřídel nebo vnější kroužek - těleso má vliv na vnitřní vůli nebo předpětí ložiska.

Porovnání rozměrových tolerancí přesného a standardního ložiska

Katalogové tolerance ložiska

7210 (rozměry 50 x 90 x 20 mm)

Vyšší přesnost ložiska nikdy nemůže být nevýhodou.

Jízda po rovné cestě je lepší než po hrbolaté.

Rozměry ložisek NSK (průměr díry, vnější průměr a šířka) jsou odstupňovány po mikronech. Lze nalézt přesné rozměry každého ložiska přímo na ložisku nebo na štítku na krabičce.

Příklad:

Ložisko 7008 CTR SUL P3 má jmenovité rozměry z katalogu:

vnější průměr = 68 mm

vnitřní průměr = 40 mm

šířka = 15 mm

Přesný vnější průměr = 68 mm – 4 µm = 67,996 mm

Přesný vnitřní průměr = 40 mm - 4 µm = 39,996 mm

Přesná šířka = 15 mm – 100 µm = 14,900 mm

Maximální otáčky ložiska

Katalogové maximální otáčky považujte jen za orientační hodnotu. Jedná se o dosažitelné otáčky, ale ne přípustné otáčky pro danou aplikaci.

Přípustné otáčky závisí nejen na ložisku, ale na tepelných podmínkách celého uložení. Rozhodující je:

Vnitřní teplo vznikající třením v ložisku
Teplo externí, působící z vnějších zdrojů
Teplo odváděné z ložiska - možnosti ochlazování ložiska

Z těchto důvodů je nutné považovat katalogové maximální otáčky za orientační hodnotu!

V některých případech je možné maximální otáčky překročit. Tuto možnost je třeba konzultovat s výrobcem ložisek a aplikaci ověřit výpočtem životnosti.
Provozovat ložisko na jeho maximálních katalogových otáčkách je obecně velmi riskantní, a to i krátkodobě. Míra rizika se částečně liší podle typu a velikosti ložiska. Zásadní vliv má aplikace, uložení a prostředí.
Časté nesprávné chápání maximálních otáček (i zkušenými pracovníky)
Příklad časté "nesprávné" otázky: "O kolik se mi zkrátí životnost ložiska v případě překročwní doporučených otáček?"

Odpověď: "ABSOLUTNĚ"

V těchto případech se životnost nezkracuje procentuálně, ale skokově. Při překročení určité hranice se ložisko dostane do nerovnovážného stavu, dojde k prudkému, nekontrolovanému nárůstu teploty a ložisko se zadře. To může nastat v řádech sekund.
Bezpečnostní koeficient min. 0,9 a v případě náročnějších podmínek i 0,8. Vždy je nutné zohlednit provozní podmínky, detaily uložení, dobu provozu v mezních otáčkách apod. Pokud jsou pochybnosti s omezením katalogových maximálních otáček, je nutné uložení přepočítat.

Příklad doporučení maximálních otáček

Vřetenové ložisko 7020 A5 TR SU L P3

Katalogová hodnota maximálních otáček při mazání tukem: 8000 ot/min
Pro tento typ ložisek NSK doporučuje bezpečnostní koeficient 0,8 .... takže 6400 ot/min
Je nutné vzít v úvahu uspořádání v sadě a stupeň předpětí - v tomto případě uspořádání DBD a lehké předpětí (L) - v tabulce vyhledáme koeficient 0,7

Výsledná hodnota doporučených maximálních otáček je 4480 ot/min

Uspořádání ložisek

Přesná ložiska s kosoúhlým stykem se dodávají nejčastěji v univerzálně párovatelném provedení nebo v sadách (sady sestavené z univerzálně párovatelných ložisek nebo sady z univerzálně nepárovatelných ložisek)

Univerzálně párovatelná ložiska mohou být použita v libovolném uspořádání díky tomu, že odsazení zadního čela vnitřního kroužku (b) a předního čela vnějšího kroužku (f) je shodné.

Univerzálně párovatelné ložisko tak může být použito v jakékoliv kombinaci do nejrůznějších sad.

Označení

SU = Single Universal = jednotlivé univerzální ložisko

DU = Univerzální pár (2ks SU)

DUD = Univerzální trojice (3ks SU)

QU = Univerzální čtveřice (4ks SU)

Příklad

2 ks ložisek 7005 CTR SU L P3 = 1 sada 7005 CTR DU L P3 lze montovat jako:

7005 CTR DB LP3
7005 CTR DF LP3
7005 CTR DT LP3

Uspořádání ložisek

DB - zády k sobě (uspořádání do "O")

Hodnota předpětí je dána "krokem zadního čela" x 2 = 2b (=2f)

Předpětí se vytváří pomocí "mezery" (2 x b) předních čelvnitřních kroužků dtlačených k sobě pomocí pojistné matice.

Toto uspořádání je poměrně tuhé a je zvláště vhodné pro přenos momentových zatížení.

DF - čely k sobě (uspořádání do "X")

Hodnota předpětí je dána "krokem předního čela" x 2 = 2f (=2b)

Předpětí se vytváří pomocí mezery (2 x f) předních čel vnějších kroužků společně stlačených koncovým víkem v tělese.

Toto uspořádání je vhodné tam, kde nelze zajistit souosost mezi tělesy.

DT - do tandemu (uspořádání do "T")

Předpětí je stanoveno hodnotou f=b

K dosažení předpětí je nutné montovat jiné ložisko nebo sadu v opačném směru.

Toto uspořádání je vhodné tam, kde je potřeba vyšší tuhost v důsledku vyšších axiálních zatížení vřetene.

Párování do sad

Tři základní kritéria pro správné sestavení do sad

Sada musí být řádně sestavena a namontována vzhledem ke směru působení axiální síly
Jednotlivá ložiska musí být poskládána tak, aby sada byla řádně předepnutá na požadovaný stupeň předpětí
Aby sada mohla být dobře namontována a správně fungovala, rozměrové tolerance ložisek musí být v rámci požadovaného rozpětí

1) Orientace sady ke směru působení síly

Pro některé typy sad je jejich správná orientace vzhledem ke směru působení síly zásadní

DT, DBD, DFD, DTD, DBT, DFT, DTT

Pro jiné typy sad nehraje jejich orientace ke směru působení síly žádnou roli

DB, DF, DBB, DFF

2) Předpětí mezi ložisky s kosoúhlým stykem je dosaženo upnutím páru nebo více ložisek dohromady.

Předpětí (záporná vůle) je pro použití přesných ložisek důležité z důvodu:

Zvýšení tuhosti
Zmenšení házení, zlepšení přesnosti chodu
Snížení hlučnosti
Brání prokluzu při rychlých startech do vysokých otáček i při zastaveních, také v aplikacích s vysokými otáčkami a malým zatížením

Předpětí konstantní silou (pružinou)

Se zvyšujícími se otáčkami a ohřevem se předpětí relativně nemění
Tento typ předpětí se využívá pro stanovení otáček uvedených v katalogu
Pro brusná a vysokootáčková vřetena

Předpětí axiálním posunutím kroužků

Mnohem vyšší tuhost
S nebo bez rozpěrných kroužků
Se zvyšujícími se otáčkami (změnou pozice kroužků) dochází k dalšímu nárůstu předpětí
Nutný přepočet mezních otáček podle velikosti předpětí a počtu ložisek v sadě - viz. tabulka

Tabulka korekčních koeficientů otáček

Čtyři základní stupně předpětí

Extra lehké předpětí (EL)

Lehké předpětí (L)

Nižší předpětí

vyšší rychlost
nižší tuhost

Střední předpětí (M)

Těžké předpětí (H)

Vyšší předpětí

nižší rychlost
vyšší tuhost

3) Výběr tolerancí pro sady univerzálně párovatelných ložisek

Pro rovnoměrné rozložení zatížení na všechna ložiska v sadě je nutné vybírat ložiska se stejnými či co nejbližšími hodnotami odchylek od jmenovitých průměrů jejich kroužků. Ložiska v sadě musí mít maximální rozdíl v toleranci vnitřního i vnějšího průměru 1/3 tolerančního pole dle normy pro danou třídu přesnosti.

Konkrétní odchylky průměru díry a vnejšího průměru jsou vyznačeny na štítku na krabičce a zároveň i přímo na kroužcích ložiska. Viz. značení přesných ložisek.

NSK nabízí přehlednou a jednoduchou pomůcku - posuvnou tabulku pro výběr ložisek podle rozměrů NSK, která umožňuje velmi snadný výběr ložisek do sad.