Wycena +48 533 886 972

Łożysko igiełkowe HK, BK, NA, RNA: kiedy zamiast kulkowego

Redakcja Łożyskownia.pl Opublikowano: Czas czytania: 8 min

Łożysko igiełkowe w widoku z czoła i w przekroju: długie, cienkie igiełki między wałem a obudową
Zdjęcie: Łożyskownia.pl (rysunek własny) · licencja: Rysunek własny Łożyskownia.pl · źródło zdjęcia

W skrócie

Łożysko igiełkowe ma bardzo cienkie i długie wałeczki, dzięki czemu przenosi duże obciążenie promieniowe przy małej wysokości przekroju. Wybiera się je, gdy brakuje miejsca na łożysko kulkowe, a wał może pełnić funkcję bieżni. Nie przenosi obciążeń osiowych i źle znosi niewspółosiowość, więc wymaga sztywnego, dokładnego wału i obudowy.

Czym jest łożysko igiełkowe

Łożysko igiełkowe to łożysko wałeczkowe walcowe, w którym wałeczki są cienkie i długie w stosunku do średnicy. Producenci nazywają je igiełkami, gdy wałeczek jest bardzo cienki, a jego długość wielokrotnie przekracza średnicę (dokładne granice podają katalogi). Długi kontakt liniowy z bieżnią daje dużą nośność promieniową przy bardzo małej wysokości przekroju.

Dobrze to widać na liczbach. Łożysko kulkowe 6205 ma wymiary 25 × 52 × 15 mm, więc od otworu do średnicy zewnętrznej jest 13,5 mm materiału. Łożysko HK 2020 o otworze 20 mm ma średnicę zewnętrzną 26 mm, czyli zaledwie 3 mm różnicy po jednej stronie. Tak cienkie łożysko mieści się tam, gdzie kulkowe nie ma szans.

Cztery rodziny łożysk igiełkowych: HK, NA, RNA i koszyk K w przekroju
Cztery najczęstsze wykonania łożysk igiełkowych Rysunek: Łożyskownia.pl

Cena za tę zwartość jest jedna: łożysko igiełkowe przenosi wyłącznie obciążenia promieniowe. Nie utrzyma wału w osi i nie zniesie siły wzdłuż osi, do czego służą łożyska kulkowe, skośne lub wzdłużne. Przegląd typów znajdziesz w poradniku Słownik pojęć łożyskowych.

Rodziny łożysk igiełkowych: HK, BK, NA, RNA, NK i K

Oznaczenia igiełkowych zaczynają się od liter, a nie od cyfr jak w serii kulkowej 60 czy 62. Litery mówią, jak zbudowane jest łożysko. Zasady czytania sufiksów opisuje poradnik Jak czytać oznaczenia łożysk, a tutaj skupiamy się na najczęstszych rodzinach.

OznaczenieBudowaPierścień wewnętrznyTypowy zapisDo czego
HKtłoczona cienka obudowa, otwarte końcebrak, bieżnia na waleHK 2020 (20 × 26 × 20 mm)oprawy z miejscem tylko na cienkie łożysko
BKjak HK, ale jeden koniec zamkniętybrakBK 0810 (8 × 12 × 10 mm)koniec wału wewnątrz obudowy, osłona przed brudem
NAtoczony, pierścień zewnętrzny z obróbki skrawaniemjestNA 4905 (25 × 42 × 17 mm)większe obciążenia, wał bez hartowania
RNAtoczony pierścień zewnętrznybrak, bieżnia na waleRNA 4905 (F 30, D 42, B 17 mm)większe obciążenia, wał hartowany
NKtoczony pierścień zewnętrznybrak, bieżnia na waleNK 25/20 (F 25, D 37, B 20 mm)jak RNA, w innej serii wymiarowej
Ksam koszyk z igiełkamibrak, bieżnie w częściach maszynyK 10 × 14 × 10skrajnie ciasne miejsca, gdzie wał i obudowa mają hartowane bieżnie

Dla RNA i NK zamiast średnicy otworu d podaje się średnicę bieżni F, czyli średnicę wału, na którym łożysko pracuje. To często myli przy zamawianiu. Dla NA oraz HK klasyczna średnica otworu d dotyczy łożyska z pierścieniem wewnętrznym lub wału o tej średnicy.

Kiedy zamiast kulkowego warto użyć igiełkowego

Łożysko igiełkowe wybiera się z konkretnych powodów, a nie dlatego, że jest "mocniejsze". Dobrze sprawdza się w trzech sytuacjach.

  • Mało miejsca radialnie. Gdy obudowa pozwala na kilka milimetrów grubości ścianki łożyska, a obciążenie jest duże, igiełkowe mieści się tam, gdzie kulkowe nie.
  • Duże obciążenie promieniowe przy małych obrotach lub ruchu wahliwym. Typowe przykłady to przeguby, dźwignie, wahacze zaworowe, przekładnie i pompy, gdzie wał wykonuje ruch obrotowo-zwrotny.
  • Wał może być bieżnią. Gdy stal wału jest odpowiednio utwardzona i szlifowana, rezygnuje się z pierścienia wewnętrznego i oszczędza się miejsce oraz koszt.

Igiełkowe nie jest dobrym wyborem, gdy wał pracuje z dużymi obrotami i ugina się, gdy w węźle pojawia się siła osiowa albo gdy oś wału jest niedokładna względem oprawy. W takich przypadkach lepsze jest łożysko kulkowe, na przykład serii 62 lub 63, ewentualnie baryłkowe. Przy zwykłym zastosowaniu w kosiarkach, hulajnogach i narzędziach ręcznych sięgaj raczej po łożyska kulkowe 608 i 6205.

Obciążenie minimalne

Łożyska wałeczkowe wymagają stałego, minimalnego obciążenia promieniowego, żeby igiełki toczyły się, a nie ślizgały po bieżni. Wartość tego minimum jest ułamkiem nośności dynamicznej C i zależy od serii, więc znajdziesz ją w katalogu producenta. Przy lekko obciążonym łożysku igiełki ślizgają się i po pewnym czasie niszczą bieżnię.

Bieżnia na wale: twardość, gładkość i tolerancje

Gdy kupujesz łożysko bez pierścienia wewnętrznego (HK, BK, RNA, NK lub koszyk K), wał staje się częścią łożyska. Bieżnia musi więc spełniać zalecenia z katalogu, a nie tylko mieć właściwą średnicę. Błąd na wale kosztuje więcej niż błąd na łożysku, bo wał trzeba wymienić.

Parametr bieżni na waleTypowe zalecenie katalogoweKonsekwencja zaniedbania
Twardośćod 58 do 64 HRC (stal hartowana na wskroś lub powierzchniowo)zmęczenie i wżery w miejscu styku z igiełkami
ChropowatośćRa około 0,2 µm dla wałów do około 80 mm (szlifowanie)przyspieszone zużycie, hałas
Tolerancja średnicywg katalogu producenta (klasy h)zbyt duży luz albo zatarcie
Głębokość utwardzeniazgodnie z obciążeniem, w kataloguwykruszenia pod obciążeniem

Jeśli wał nie jest hartowany, wybierz wersję z pierścieniem wewnętrznym (NA albo HK z osobno kupowanym pierścieniem wewnętrznym IR). Pierścień wewnętrzny kosztuje, ale pozwala zostawić wał ze zwykłej stali. Wartości dla swojego łożyska weź zawsze z katalogu producenta, bo zalecenia różnią się między seriami i markami.

Przekrój łożyska igiełkowego: wał jako bieżnia, igiełki i obudowa
Przekrój: wał jako bieżnia, długie igiełki i obudowa Rysunek: Łożyskownia.pl

Montaż igiełkowych tłoczonych (HK i BK)

Łożyska HK i BK mają cienką tłoczoną obudowę z twardej stali i są wciskane w otwór obudowy. Tolerancję otworu obudowy podaje katalog producenta dla danej serii. Zbyt luźna obudowa spowoduje obracanie się łożyska w gnieździe, a zbyt ciasna odkształci cienką ściankę.

  1. Oczyść i odtłuść otwór, sprawdź jego średnicę i chropowatość.
  2. Wciskaj łożysko prasą lub dociskiem śrubowym przez trzpień montażowy, który opiera się na czole z oznaczeniem producenta. Nie uderzaj młotkiem bezpośrednio w obudowę.
  3. Zatrzymaj wciskanie, gdy czoło łożyska zrówna się z krawędzią otworu lub osiągnie osadzenie wskazane w dokumentacji.
  4. Nasmaruj igiełki smarem plastycznym przed włożeniem wału.
  5. Wprowadź wał prosto, bez przechylania, żeby nie wyłamać igiełek z koszyka.

Jak dobrać wymiary i zamówić właściwe łożysko

Najpierw ustal, czy w węźle jest pierścień wewnętrzny. Jeśli stare łożysko miało własny pierścień, a wał jest zwykłą stalą, szukasz NA lub HK z IR. Jeśli igiełki toczyły się bezpośrednio po wale, szukasz RNA, NK, HK, BK lub K.

Potem zmierz trzy wymiary. Dla łożysk z pierścieniem wewnętrznym to d, D i B. Dla łożysk bez pierścienia to F (średnica wału pod bieżnią), D i B. Sposób pomiaru suwmiarką opisuje poradnik Jak zmierzyć łożysko, a przy łożyskach igiełkowych pamiętaj, że zniszczone łożysko tłoczone bywa odkształcone, więc mierz kilka razy w różnych miejscach.

Na koniec sprawdź wykonanie: otwarte (HK) czy zamknięte (BK), z uszczelką (2RS) lub bez, i czy koszyk jest stalowy, czy z tworzywa. Po stronie nośności katalogi podają dynamiczną nośność C i statyczną C0, a do obliczania trwałości służy wzór L10 opisany w słowniku. Jeśli nie masz pewności, który typ pasuje, napisz do nas, a podpowiemy, czego brakuje do jednoznacznego doboru.

Sprawdź łożyska kulkowe 6205-2RS

Najczęstsze pytania

Czy łożysko igiełkowe zastąpi kulkowe

Nie zawsze. Igiełkowe przenosi tylko obciążenia promieniowe i wymaga hartowanej, szlifowanej bieżni lub pierścienia wewnętrznego. Jeśli w węźle występuje siła osiowa albo wał się ugina, zostaje przy kulkowym, skośnym lub baryłkowym.

Co oznacza literę F w oznaczeniu RNA i NK

F to średnica bieżni, czyli średnica wału, na którym pracują igiełki. W łożyskach bez pierścienia wewnętrznego zastępuje ona średnicę otworu d. Zamawiając RNA lub NK, podajesz F, a nie d.

Czym różni się HK od BK

HK ma otwarte końce, a BK ma jeden koniec zamknięty. BK stosuje się, gdy wał kończy się wewnątrz obudowy i trzeba osłonić łożysko od strony otwartej przed brudem. W tej samej wielkości mają zwykle te same wymiary d, D i B.

Czy igiełkowe wymaga smarowania

Tak. Igiełki mają duży kontakt liniowy z bieżnią, więc wymagają dobrego smarowania, a przy małych obrotach i ruchu wahliwym łatwo o suchą pracę. Typ i ilość smaru dobierz do katalogu producenta i warunków pracy.

Jak sprawdzić, czy wał nadaje się na bieżnię

Zmierz twardość miernikiem lub sprawdź ją w dokumentacji rysunkowej. Potrzebna jest zwykle twardość od 58 do 64 HRC i szlifowana powierzchnia. Jeśli wał jest zwykłą stalą, użyj wersji z pierścieniem wewnętrznym.

Podsumowanie

  • Łożysko igiełkowe ma cienkie, długie wałeczki i bardzo małą wysokość przekroju, więc mieści się tam, gdzie kulkowe jest za duże.
  • Przenosi tylko obciążenie promieniowe: sił osiowych nie przejmie, a niewspółosiowości nie wybacza.
  • HK i BK to tłoczone obudowy, NA i RNA mają toczony pierścień zewnętrzny, a K to sam koszyk. Dla RNA i NK zamawia się według średnicy bieżni F.
  • Bez pierścienia wewnętrznego wał staje się bieżnią: potrzebuje twardości od 58 do 64 HRC, szlifu i tolerancji z katalogu.
  • Przy montażu HK wciskaj łożysko trzpniem przez oznaczone czoło i nie uderzaj w obudowę.

Źródła