Czym jest łożysko jednokierunkowe
Łożysko jednokierunkowe, nazywane też sprzęgłem jednokierunkowym lub kołem wolnobiegu, przenosi moment obrotowy w jednym kierunku, a w przeciwnym obraca się swobodnie. Wewnątrz są rolki lub zworniki, które po obrocie w jedną stronę zaklinowują się między pierścieniami, a po obrocie w drugą stronę się rozluźniają. Zamiast zapadki i sprężyny masz więc zwarty element, który działa płynnie i bez przerwy w ruchu.
Takie rozwiązanie spotkasz w mechanizmach, które mają napędzać tylko w jedną stronę: w wolnobiegach, w podajnikach i indeksatorach, w blokadach cofania (backstop) taśmociągów i przekładni oraz w rozrusznikach małych silników. W sklepie najczęściej pojawiają się dwie rodziny, które opisujemy niżej: CSK i HF.
CSK, CSK PP i CSK 2RS: sprzęgło w obwiedni łożyska 62
Typ CSK to sprzęgło ze zwornikami zintegrowane z łożyskiem kulkowym serii 62 (z wyjątkiem rozmiarów 8 i 40). Z zewnątrz wygląda jak 6201, 6202 lub 6203 z grupy serii 62, więc mieści się w tych samych oprawach, a dodatkowo samo podpiera wał. Producent podaje, że wymiary zewnętrzne odpowiadają serii 6200, a smar wkładany jest fabrycznie i nie wymaga uzupełniania. Ogólny układ serii wymiarowych opisujemy w poradniku Serie łożysk 60, 62, 63 i 64.
Oznaczenie ma kilka wersji, które decydują o sposobie osadzenia:
| Wersja | Cecha | Jak mocujesz |
|---|---|---|
| CSK | gładki otwór i gładka średnica zewnętrzna | wcisk na wale (n6) i w oprawie (N6) |
| CSK P | wpust w pierścieniu wewnętrznym | wpust na wale, pierścień zewnętrzny wciskany w oprawę (N6) |
| CSK PP | wpust w obu pierścieniach | wpusty po obu stronach, wał k6 i oprawa K6 |
| CSK 2RS | uszczelnienie wargowe po obu stronach | jak CSK, ale łożysko jest o 5 mm szersze |
Pasowania z tabeli podaje katalog Formsprag (Regal Rexnord). Zwróć uwagę, że bez wpustu moment przenosi wyłącznie wcisk, więc tolerancja wału i oprawy decyduje o tym, czy sprzęgło nie obróci się w oprawie. Ogólne zasady doboru pól tolerancji opisujemy w poradniku Montaż i demontaż łożysk.
Wymiary i moment wybranych rozmiarów CSK
Poniższe liczby pochodzą z katalogu producenta. Rozmiar CSK 12 ma wymiary zewnętrzne łożyska 6201, CSK 15 odpowiada 6202, a CSK 17 odpowiada 6203. Otwory i szerokości łatwo sprawdzisz suwmiarką, a poradnik Jak zmierzyć łożysko pokazuje, jak to zrobić dokładnie.
| Rozmiar | Odpowiednik serii 62 | d × D × B (mm) | Moment znamionowy (Nm) |
|---|---|---|---|
| CSK 12 | 6201 | 12 × 32 × 10 | 12 |
| CSK 15 | 6202 | 15 × 35 × 11 | 20 |
| CSK 17 | 6203 | 17 × 40 × 12 | 40 |
Moment znamionowy jest wartością katalogową dla danego rozmiaru, więc w konstrukcji dobierasz sprzęgło z zapasem względem momentu, który naprawdę występuje. Przy uderzeniach, rozruchach z obciążeniem i hamowaniu silnika zapas musi być większy.
HF i HFL: cienkie tuleje z rolkami
Typy HF i HFL to sprzęgła tulejowe z cienkim, precyzyjnie wytłaczanym stalowym pierścieniem zewnętrznym. Dzięki temu mają niewielką wysokość przekroju. W środku rolki igiełkowe są dociskane sprężynami do pochylni, a pochylnie mają kształt dobrany tak, żeby rolki zaklinowały się w jednym kierunku obrotu. Oznaczenie zaczyna się od liter HF lub HFL, a dalej występuje liczba, która koduje średnicę wałka i długość tulei (konkretny zapis sprawdź w katalogu danego producenta).
Różnica między nimi jest praktyczna:
- HF to samo sprzęgło. W oprawie potrzebujesz osobnego łożyska promieniowego (kulkowego, igiełkowego lub ślizgowego), które utrzyma wał w osi. Zobacz też poradnik o łożyskach igiełkowych.
- HFL ma po obu stronach wbudowane igiełkowe łożyska promieniowe z koszykiem, więc zewnętrzne łożysko promieniowe nie jest potrzebne.
Obie wersje wciska się w oprawę. Producent NTN podaje, że wcisk w oprawie wystarcza do przeniesienia momentu i nie trzeba dodatkowo zabezpieczać sprzęgła osiowo. To duża oszczędność miejsca, ale oznacza też, że otwór oprawy musi być wykonany dokładnie i z odpowiednio grubą ścianką.
Wał i oprawa: zalecenia dla HF i HFL
Tuleje HF i HFL pracują bezpośrednio na wale, więc wał jest bieżnią rolek. Katalog NTN podaje dla wału stal ulepszaną lub nawęglaną o twardości od 58 do 64 HRC, a przy nawęglaniu głębokość utwardzenia co najmniej 0,4 mm. Pasowanie w oprawie ma tolerancję N6 (lub N7) w oprawach stalowych albo R6 (lub R7) w oprawach ze stopów lekkich. Minimalna grubość ścianki zależy od materiału oprawy, a wartości liczbowe są w tabelach wymiarów katalogu.
Kierunek zaklinowania: jak go sprawdzić
Przed zakupem zdecyduj, w którą stronę sprzęgło ma blokować. W CSK kierunek wynika z budowy i zwykle jest zaznaczony na obudowie lub kolorem uszczelnień. W HF i HFL strzałka znajduje się na bocznej powierzchni pierścienia zewnętrznego: obrót pierścienia zgodny ze strzałką zaklinowuje sprzęgło. Katalog NTN podaje, że kierunki napędu i wolnego obrotu można odwrócić, więc warianty dla obu kierunków są dostępne.
Przed wciśnięciem w oprawę sprawdź ręką, czy sprzęgło blokuje w oczekiwanym kierunku. Ten test zajmuje kilka sekund i oszczędza demontażu, bo wciśnięte w oprawę sprzęgło wyciąga się trudno.
Montaż krok po kroku
- Sprawdź kierunek blokowania na sprzęgle, a potem w mechanizmie.
- Oczyść wał i oprawę, zaokrągl lub sfazuj koniec wału (katalog NTN wymaga minimum 0,3 mm).
- Wciskaj tuleję trzpniem prasy, ustawiając oznaczoną stroną do trzpienia. Nie uderzaj młotkiem w pierścień zewnętrzny i nie skręcaj go.
- Wał wprowadzaj, obracając go w kierunku wolnego obrotu, bo wtedy sprzęgło jest rozluźnione.
- Przy CSK ze wpustem zabezpiecz osiowo sprzęgło pierścieniem osadczym, tuleją dystansową lub odsadzeniem wału.
Zgodnie z katalogami sprzęgło HF i HFL jest fabrycznie wypełnione smarem i zwykle nie wymaga uzupełniania. Nadmiar smaru zakłóca pracę rolek, więc nie dosmarowuj bez potrzeby. Szczegółowe zasady bezpiecznego montażu (okulary, odłączone zasilanie, prasa z osłoną) opisuje poradnik Montaż i demontaż łożysk.
Jak dobrać i zamówić łożysko jednokierunkowe
Do zamówienia potrzebujesz pięciu informacji: typu (CSK, HF lub HFL), średnicy wału d, średnicy zewnętrznej D, szerokości B i kierunku zaklinowania. Dla CSK dopisz, czy potrzebujesz wpustu (P lub PP) i uszczelnień (2RS). Dla HF dopisz długość tulei i to, czy w oprawie jest osobne łożysko promieniowe.
Sprawdź też temperaturę pracy. Zwykłe łożyska do sąsiednich węzłów znajdziesz w grupie 6205-2RS.
Standardowy smar CSK pracuje według katalogu producenta w zakresie od minus 6 do 60 °C, a w wyższych lub niższych temperaturach stosuje się smar specjalny. Prędkość graniczna w katalogu CSK wynosi do 15 000 obr/min, ale sama wartość zależy od rozmiaru i trybu pracy (wolny obrót lub zaklinowanie), więc dla kluczowych zastosowań sprawdź tabelę dla konkretnego rozmiaru. Jeśli nie masz pewności, który wariant wybrać, napisz do nas z wymiarami i opisem węzła.
Najczęstsze pytania
Czy łożysko jednokierunkowe może zastąpić zwykłe łożysko kulkowe
Odmiana CSK ma własne łożysko serii 62, więc podpiera wał jak 6201 czy 6202 i dodatkowo blokuje jeden kierunek. Tuleje HF są tylko sprzęgłem i wymagają osobnego łożyska promieniowego. HFL ma je wbudowane w postaci igiełek.
Jak rozpoznać, w którą stronę blokuje
Na sprzęgłach HF i HFL jest strzałka. Obrót pierścienia zewnętrznego zgodny ze strzałką zaklinowuje sprzęgło. Na CSK sprawdź dokumentację producenta i sprawdź ręką przed montażem.
Czy CSK trzeba smarować
Producent fabrycznie wkłada smar i opisuje go jako bezobsługowy w całym okresie użytkowania. Przy wysokich temperaturach lub pracy w pyle zalecane są dodatkowe uszczelnienia.
Czym różni się CSK 2RS od zwykłego CSK
CSK 2RS ma uszczelnienia wargowe po obu stronach i jest o 5 mm szersze niż standardowe łożysko serii 62. Stosuje się je tam, gdzie sprzęgło jest zraszane lub zabrudzone.
Dlaczego sprzęgło obraca się w oprawie
Najczęściej oprawa lub wał mają zbyt luźną tolerancję, a bez wpustu moment przenosi sam wcisk. Sprawdź tolerancje, zużycie oprawy i to, czy moment obciążenia nie przekracza wartości z katalogu.
Podsumowanie
- Łożysko jednokierunkowe przenosi moment w jednym kierunku, a w drugim obraca się swobodnie.
- CSK to sprzęgło w obwiedni łożyska serii 62 (np. CSK 12 = 12 × 32 × 10 mm, jak 6201), dostępne w wersjach P, PP i 2RS.
- HF to sama tuleja z rolkami, a HFL ma wbudowane igiełkowe łożyska promieniowe.
- Wał pod HF i HFL ma mieć twardość od 58 do 64 HRC, a oprawa tolerancję N6 (stal) lub R6 (stopy lekkie).
- Przed wciśnięciem sprawdź ręką kierunek blokowania i nigdy nie uderzaj w pierścień zewnętrzny.
Źródła
- Regal Rexnord (Formsprag), katalog serii CSK P-1352-FC: konstrukcja w obwiedni serii 62, wersje P, PP i 2RS, tolerancje n6, N6, k6 i K6, smar, wymiary i momenty rozmiarów 12, 15 i 17: altraliterature.com, p-1352-fc
- NTN, katalog sprzęgieł jednokierunkowych 2900-E: typy HF i HFL, kierunek zaklinowania, zalecenia dla wału i oprawy, montaż: ntnglobal.com, 2900E.pdf