Czym jest końcówka przegubowa
Końcówka przegubowa (głowica przegubowa, ang. rod end) to gotowy węzeł: łożysko kuliste ślizgowe osadzone w oku korpusu, z trzpieniem, który wkręca się w cięgno, tłoczysko lub rurę. Według katalogu SKF służy przede wszystkim do łączenia tłoków hydraulicznych i pneumatycznych z elementem współpracującym. Dzięki kulistej powierzchni pochyla się o kilka stopni, więc wyrównuje niewspółosiowość cięgna i sworznia.
Nie jest to łożysko toczne, więc nie szukaj tu kulek ani wałeczków. Dla porównania typów zobacz poradnik Rodzaje łożysk: jak wybrać typ.
SI czy SA: gwint wewnętrzny i zewnętrzny
W systemie oznaczeń SKF litera I oznacza gwint wewnętrzny, a A zewnętrzny, więc końcówka przegubowa SI ma gwintowany otwór w trzpieniu, a SA gwintowany czop. Wybór wynika z elementu współpracującego.
| Cecha | SI (gwint wewnętrzny) | SA (gwint zewnętrzny) |
|---|---|---|
| Połączenie | wkręcana na gwintowany pręt lub czop tłoczyska | wkręcana w rurę lub tuleję z gwintem wewnętrznym |
| Typowe użycie | siłowniki, cięgna na pręcie gwintowanym | cięgna z rury, drążki, ramiona |
| Kontrnakrętka | na pręcie, przy końcówce | na gwincie zewnętrznym końcówki |
SKF opisuje też trzeci wariant, korpus ze stopką do przyspawania (seria SC), ale w tym poradniku zostajemy przy gwintowanych.
Gwint prawy i lewy: litera L
SKF dostarcza końcówki ze standardowo gwintem prawym. Prawie wszystkie wykonania są też dostępne z gwintem lewym, a oznacza je litera L w prefiksie: SIL, SAL (wyjątek stanowi wykonanie z dopiskiem VZ019). Brak litery L oznacza gwint prawy.
Po co gwint lewy? Typowy układ to cięgno regulowane długością: na jednym końcu końcówka z gwintem prawym, na drugim z lewym, a pomiędzy nimi rura lub łącznik gwintowany z gwintami przeciwnymi. Obrót łącznika skraca lub wydłuża całość, nie zdejmując końcówek z osi. Przy zamawianiu zawsze sprawdź, który kierunek ma stary element: gwint lewy jest rzadszy i łatwo go przeoczyć.
Czytanie oznaczenia: E, ES, C, 2RS
Po średnicy otworu (np. 15) stoi wykonanie, które określa parę ślizgową i smarowanie. Dane poniżej pochodzą z katalogu SKF.
| Wykonanie | Para ślizgowa | Smarowanie |
|---|---|---|
| E (małe średnice, 6 do 12 mm) | stal na stali | łożysko otwarte, bez smarowania uzupełniającego |
| ES (średnice 15 do 30 mm) | stal na stali | otwarte, smarowane przez kielich w korpusie i przez sworzeń |
| ES-2RS (od 35 mm) | stal na stali | z uszczelnieniami po obu stronach, smarowane uzupełniająco |
| C (np. SI 12 C) | stal na spiekanym brązie z PTFE | bezobsługowe, praca na sucho, nie smaruj |
Wykonanie stal na stali znosi duże obciążenia statyczne i zmienne oraz uderzenia, ale wymaga smarowania. Końcówki bezobsługowe C nie mają otworu smarowniczego. Z kolei SKF podaje, że do stal na brązie (seria SIKAC M i SAKAC M) zaleca smar LGMT 3.
Inni producenci stosują własne symbole (np. PHS). Przed zamianą porównaj parametry z katalogiem producenta, a nie samą nazwę.
Jak dobrać rozmiar: wymiary i nośność
Rozmiar podajemy według średnicy otworu d, czyli sworznia. Gwint zależy od tej średnicy: dla d = 12 to M12, a dla d = 20 gwint drobny M20x1,5. Poniżej fragment tabeli SKF dla końcówek SI i SA. C to nośność dynamiczna, C0 statyczna.
| d, mm | Gwint | SI: C, kN | SI: C0, kN | SA: C, kN | SA: C0, kN |
|---|---|---|---|---|---|
| 12 | M12 | 10,8 | 25,5 | 10,8 | 24,5 |
| 15 | M14 | 17 | 37,5 | 17 | 28 |
| 20 | M20x1,5 | 30 | 57 | 30 | 42,5 |
| 25 | M24x2 | 48 | 90 | 48 | 78 |
| 30 | M30x2 | 62 | 116 | 62 | 81,5 |
Zauważ, że przy tym samym d korpus SA ma niższą nośność statyczną. W katalogu SKF obliczenia zaczynają się od wymaganego C: dla przykładu z obciążeniem promieniowym 5,5 kN i wskaźniku C/P = 2 potrzebne jest C = 11 kN, więc wybrano SI 15 ES (C = 17 kN). Wskaźnik zależy od warunków, więc dla własnej konstrukcji zajrzyj do katalogu.
Montaż i zabezpieczenie gwintu
Końcówki zakłada się na sworzeń jak łożysko kuliste: lekkie nagrzanie zmniejsza siłę wciskania i ryzyko uszkodzeń. Według SKF przy wkręcaniu na pręt lub rurę trzeba użyć kontrnakrętki na pręcie albo na gwincie zewnętrznym końcówki i dokręcić ją mocno do powierzchni oporowej.
Przy demontażu najpierw poluzuj kontrnakrętkę i, jeśli się da, wykręć końcówkę z cięgna, a dopiero potem zdejmij ją ze sworznia ściągaczem lub prasą. Ogólne zasady pracy z łożyskami znajdziesz w poradniku Montaż i demontaż łożysk.
Smarowanie i luz
Końcówki stal na stali (ES) wymagają okresowego smarowania. W katalogu SKF większość z nich da się uzupełniać smarem przez otwór lub smarownicę w korpusie oraz przez sworzeń. Z kolei bezobsługowych C nie smaruj, bo pracują na sucho. Luz z czasem rośnie wraz ze zużyciem pary ślizgowej: gdy cięgno zaczyna stukać, wymień całą końcówkę.
Kiedy końcówka przegubowa, a kiedy łożysko toczne
Końcówka przegubowa ma sens, gdy cięgno pracuje w ruchu wahliwym i musi tolerować niewspółosiowość: drążki, dźwignie, siłowniki, układy cięgien w maszynach rolniczych i przemysłowych. Przy ciągłym obrocie z dużą prędkością lepsze jest łożysko toczne, np. kulkowe z grupy łożysk kulkowych zwykłych albo serii 62. Pasują też do niej pojęcia ze słownika pojęć łożyskowych. Ślizgowa para kulista pracuje dobrze przy małych kątach i małych prędkościach, a przy szybkim obrocie szybko się nagrzewa.
Na co patrzeć przy zamawianiu
Podaj pełne oznaczenie z katalogu lub z napisu na korpusie: rodzaj gwintu (SI lub SA), kierunek (L lub brak), średnicę otworu i wykonanie (E, ES, C). Zmierz też średnicę sworznia suwmiarką, bo zbyt luźny sworzeń wybija otwór. Jeśli końcówki nie da się zidentyfikować, wyślij zdjęcie i wymiary przez formularz wyceny, a sprawdzimy możliwe odpowiedniki wymiarowe.
Typowe błędy
- zamiana gwintu prawego na lewy w jednej parze końcówek, przez co cięgno nie reguluje się w ogóle;
- brak kontrnakrętki, po której gwint się poluzowuje pod drganiami;
- smarowanie końcówek bezobsługowych C, które mają pracować na sucho;
- obciążanie końcówki momentem zginającym zamiast siłą osiową w osi trzpienia, co szybko zużywa gwint.
Dlaczego końcówki się zużywają
Para ślizgowa kula na wewnętrznej powierzchni oka nie ma elementów tocznych, więc jej zużycie to głównie ścieranie i brak smaru. Szkodzą jej: brud wnikający w otwarte wykonanie, uderzenia, przeciążenie ponad nośność C0 i praca bez uzupełniania smaru w wykonaniach ES. Pierwszym objawem jest luz wyczuwalny rękami przy pochylaniu cięgna, a po nim stuki przy zmianie kierunku obciążenia. Dlatego w układach, gdzie liczy się dokładność prowadzenia, końcówki sprawdza się okresowo i wymienia parami, aby oba końce cięgna miały podobny luz.
Najczęstsze pytania
Czym różni się SI od SA?
SI ma gwint wewnętrzny, SA zewnętrzny. Wybierz według tego, co masz po drugiej stronie połączenia.
Jak rozpoznać gwint lewy?
Po literze L w oznaczeniu (SIL, SAL). Gwint lewy wkręca się w przeciwną stronę niż zwykła śruba, a brak litery L oznacza gwint prawy.
Czy mogę zamienić ES na C?
To zmiana pary ślizgowej i warunków pracy, więc najpierw sprawdź katalog. C pracuje na sucho i ma inne wartości nośności niż ES.
Czy końcówkę trzeba smarować?
Wykonania ES tak, wykonania C nie.
Podsumowanie
- Końcówka przegubowa to łożysko kuliste ślizgowe z trzpieniem gwintowanym.
- SI ma gwint wewnętrzny, SA zewnętrzny.
- Litera L oznacza gwint lewy, brak litery oznacza prawy.
- Rozmiar to średnica otworu d, nośność odczytaj z C i C0 w katalogu.
- ES wymaga smarowania, C jest bezobsługowa.
- Zabezpiecz połączenie kontrnakrętką.
Źródła
- SKF, "Spherical plain bearings and rod ends", katalog: konstrukcje i oznaczenia SI, SA, prefiks L, tabele 6.1 i 6.3, smarowanie, montaż rod ends: cdn.skfmediahub.skf.com, katalog PDF
- SKF, karta produktu SA 6 E (rodzina SA): skf.com, SA 6 E