VALIVÁ LOŽISKA Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice
Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
VALIVÁ LOŽISKA V kluzném ložisku se čep přímo stýká s pevnou částí ložiska (pánví) a klouže po ní velkou plochou. Valivá ložiska umožňují vzájemný pohyb součástek v strojích a přenos působících sil podobně jako kluzná ložiska. Jsou charakteristické tím, že vzájemná poloha pohybujících se prvků (hřídele a ložiska) je vymezena prostřednictvím valivých tělísek. Valivá tělíska nahrazují kluzné tření valivým třením a jsou ve styku s hřídelem jen malou plochou. Prakticky se snažíme u obou druhů ložisek dosáhnout stavu, kdy jsou pohybující se plochy od sebe odděleny mazacím filmem. Mazací film výrazně snižuje jak tření, tak i opotřebení. Také předpoklad čistého valení není ve valivém ložisku splněn, protože dochází k částečnému skluzu.
VALIVÁ LOŽISKA Valivé tření je mnohem menší než kluzné, a to zhruba asi 10 krát. Jestliže se pro kluzná ložiska při dobrých provozních podmínkách uvažuje koeficient tření asi 0,2, pro valivá ložiska jsou zjištěné koeficienty tření 0,001 až 0,002. Tyto koeficienty se mohou měnit v závislosti na viskozitě maziva, zatížení, otáčkách apod. Toto srovnání ovšem platí pro běžné používané materiály. Dnes jsou stále více používána kluzná ložiska z progresivních materiálu, jejichž koeficienty tření se mohou měnit od zde uvedených.
VÝHODY VALIVÝCH LOŽISEK malé ztráty třením malá závislost od provozních podmínek (rozběh), bez potřeby záběhu dobré středění ploch hřídelů minimální opotřebení jednoduché mazání, úspora maziva, možnost mazání tukem schopnost provozu i při extrémních hodnotách teploty a vysokých otáčkách jednoduché údržba menší axiální rozměry ve srovnání s kluznými ložisky
NEVÝHODY VALIVÝCH LOŽISEK velká tuhost v důsledku dotyku tuhých částí uložení větší radiální rozměry ve srovnání s kluzným ložiskem náchylné na dlouhodobé rázové zatížení a větší přetížení. vyžadují vyšší přesnost při výrobě
ROZDĚLENÍ VALIVÝCH LOŽISEK Podle tvaru valivého tělíska: kuličková válečková kuželíková soudečková jehlová Speciální Podle směru zatížení: radiální - zatížení působí kolmo na osu ložiska axiální- zatížení působí ve směru osy ložiska kombinované
KONSTRUKCE VALIVÝCH LOŽISEK Podstatou valivých ložisek je převod tření smykového na valivé, a to prostřednictvím valivých elementů. I ve valivém ložisku dochází k určitému skluzu (tření), ale ten je ve většině případů velice malý. Konstrukce valivého ložiska je následující: valivé elementy obíhají v oběžných drahách, které jsou jemně obrobeny ve vnějším a vnitřním kroužku. Vnitřní kroužek je nasazen na čep, zatímco vnější kroužek se nasazuje do rámu. K udržování valivých tělísek v konstantní vzdálenosti a zabránění jejich vzájemnému kontaktu slouží klec.
KONSTRUKCE VALIVÝCH LOŽISEK Vzhledem k tomu, že oba kroužky i valivá tělíska přenáší zatížení, musí být vyrobeny z kvalitních, pevných a tvrdých materiálů. Valivé elementy a oběžné dráhy jsou zatíženy nejvíce kontaktní únavou, a proto se u nich klade velký důraz na tvrdost a dobrou jakost povrchu. Klec naopak většinou přenáší jen minimální část zatížení, a proto se ji snažíme vyrábět co nejlehčí, abychom snížili celkovou hmotnost ložiska. V současné době se často setkáváme s klecí z plastů a ložisko bývá často zakrytované, aby se zamezilo úniku maziva a vniknutí nečistot do ložiska. Valivá tělesa, kroužky a klec spolu tvoří nerozebíratelný celek. Ale obzvláště u ložisek pro zvláštní použití se setkáváme i s výjimkami. Ložisko může například postrádat jeden nebo dokonce oba kroužky nebo může být buď jeden, nebo oba kroužky dělené, pro snazší montáž.
KONSTRUKCE VALIVÝCH LOŽISEK Obr. 11.1 Konstrukce valivého ložiska vnitřní kroužek, 2) vnější kroužek, 3) valivé tělíska, 4) klec 5) těsnění
DRUHY VALIVÝCH TĚLÍSEK 1)kuličky 2) válce 3) kužely 4) soudky 5) jehly
MATERIÁL VALIVÝCH LOŽISEK Valivá tělesa a kroužky se převážně vyrábějí z ocelí. Vyžaduje se dobrá odolnost proti únavě a současně i dobrá prokalitelnost a docílení takové struktury povrchu materiálu, která je odolná vůči vzniku trhlin a opotřebení. V posledních letech technický vývoj umožnil splnit vyšší nároky na čistotu, což se výrazně projevilo na pevnosti a kvalitě ložiskové oceli. Snížení obsahu kyslíku a nekovových vměstků se projevilo výrazným zlepšením vlastností ložiskových ocelí.