Czym jest łożysko skośne kulkowe
Łożysko skośne kulkowe ma bieżnie pierścieni przesunięte względem siebie w kierunku osi, więc kulki przenoszą obciążenie wzdłuż linii nachylonej do płaszczyzny promieniowej. Kąt między tą linią a płaszczyzną nazywa się kątem działania (α). Dzięki niemu łożysko przenosi naraz siłę promieniową i osiową, czego łożysko kulkowe zwykłe (np. 6205) robi tylko w ograniczonym zakresie.
Cena tej konstrukcji jest jedna, ale ważna: łożysko jednorzędowe przenosi siłę osiową tylko w jednym kierunku. Obciążenie promieniowe wytwarza w nim składową osiową, którą trzeba zrównoważyć drugim łożyskiem. Dlatego łożyska skośne występują zwykle w parach albo w układzie z innym łożyskiem po przeciwnej stronie wału. Podstawowe pojęcia (d, D, B, nośność C) znajdziesz w słowniku pojęć łożyskowych.
Gdzie stosuje się łożyska skośne
Typowe zastosowania to wrzeciona obrabiarek, pompy, sprężarki, przekładnie, koła i piasty, a także silniki i wały napędowe, gdzie obok siły promieniowej działa wyraźna siła osiowa. Łożysko skośne wybiera się, gdy zwykłe kulkowe nie wystarcza do siły osiowej, a łożysko stożkowe jest zbyt wolne lub zbyt kłopotliwe w regulacji.
Wersje o większym kącie wytrzymują większą siłę osiową, ale mają niższą prędkość graniczną. Wersje o mniejszym kącie pracują szybciej i dokładniej, więc trafiają do wrzecion.
Serie 72xx, 73xx, 32xx i 33xx
Oznaczenie podstawowe czyta się jak w innych łożyskach: pierwsza cyfra lub cyfry to typ i seria, a dwie ostatnie to kod otworu (dla 05 i większych: kod razy 5 mm). Szczegółowo opisuje to poradnik Jak czytać oznaczenia łożysk.
- 7 na początku oznacza łożysko skośne kulkowe jednorzędowe.
- 72xx to seria wymiarowa 02, 73xx to seria 03 (cięższa), a 70xx to seria 00 (lżejsza).
- 32xx i 33xx to łożyska skośne dwurzędowe, w jednym pierścieniu, o szerokości większej niż w serii 62 i 63.
Wymiary łożysk jednorzędowych 72xx i 73xx są takie same jak łożysk kulkowych zwykłych serii 62 i 63 o tym samym kodzie otworu. Różni się tylko wnętrze, więc fizycznie wejdzie w to samo gniazdo, ale zachowuje się inaczej pod obciążeniem osiowym.
| Oznaczenie | Typ | d, mm | D, mm | B, mm | Odpowiednik wymiarowy |
|---|---|---|---|---|---|
| 7205 | jednorzędowe, seria 72 | 25 | 52 | 15 | 6205 |
| 7305 | jednorzędowe, seria 73 | 25 | 62 | 17 | 6305 |
| 3205 | dwurzędowe, seria 32 | 25 | 52 | 20,6 | szersze niż 6205 |
| 3305 | dwurzędowe, seria 33 | 25 | 62 | 25,4 | szersze niż 6305 |
| 7206 | jednorzędowe, seria 72 | 30 | 62 | 16 | 6206 |
| 7207 | jednorzędowe, seria 72 | 35 | 72 | 17 | 6207 |
Źródło wymiarów: katalogi SKF i NTN, zebrane w bazie wymiarów łożysk Łożyskowni. Przed wymianą zawsze porównaj trzy wymiary (d, D, B) z oryginałem; jak je zmierzyć, wyjaśnia poradnik o pomiarze łożysk. Dla porównania wymiary 25 × 52 × 15 mm ma też zwykłe łożysko 25x52x15, a 25 × 62 × 17 mm łożysko 25x62x17, co łatwo pomylić przy zamawianiu po wymiarach.
Kąt działania i sufiksy B, BE, AC, A
Kąt działania zapisuje sufiks po oznaczeniu podstawowym. Wartości różnią się nieco u producentów, więc zawsze sprawdź katalog konkretnej marki. Najczęściej spotykany podział (SKF) wygląda tak:
| Sufiks | Kąt działania | Co daje |
|---|---|---|
| B, BE | 40 stopni | największa nośność osiowa, niższa prędkość graniczna |
| A | 30 stopni | kompromis dla typowych zastosowań |
| AC | 25 stopni | mniejsza nośność osiowa, wyższe obroty, większa dokładność |
Jeśli oznaczenie nie zawiera sufiksu kąta, wartość kąta wynika z katalogu producenta dla danej serii. Dlatego 7305 B i 7305 AC to nie to samo łożysko i nie wolno ich zamieniać bez przeliczenia obciążeń. Sufiks E lub BE oznacza dodatkowo wzmocnioną konstrukcję wewnętrzną o zwiększonej nośności, a litera przed kreską lub po niej opisuje też koszyk (np. TVP dla polimerowego, M dla mosiężnego, J dla stalowego). Pełny opis sufiksów jest u producenta, bo ich znaczenie bywa różne.
Łożyska dwurzędowe 32xx i 33xx
Łożysko dwurzędowe łączy dwa rzędy kulek w jednej parze pierścieni, więc przenosi obciążenie osiowe w obu kierunkach i jest sztywniejsze niż pojedyncze, a zajmuje mniej miejsca niż para łożysk jednorzędowych. Ma zwykle kąt około 30 stopni. Niektóre wersje mają uszczelki 2RS lub osłony 2Z (zob. uszczelnienia 2RS i 2Z).
Wadą jest mniejsza tolerancja na niewspółosiowość niż w układzie dwóch osobnych łożysk i niemożność regulacji luzu. W pojedynczej obudowie liczy się więc dokładność obróbki gniazda i wału.
Układy parowe DB, DF i DT
Łożyska skośne jednorzędowe montuje się parami. Producenci oferują też gotowe pary o kontrolowanym luzie lub wstępnym napięciu (łożyska uniwersalne), które można ustawić w dowolnym układzie.
DB (układ O, plecami do siebie)
Linie działania rozbiegają się w stronę łożysk, a podstawa podparcia jest szeroka. Para przenosi obciążenie osiowe w obu kierunkach i jest bardzo sztywna na przechylanie (momenty), dlatego jest to częsty wybór w wrzecionach i kołach. Nie znosi dobrze niewspółosiowości.
DF (układ X, twarzami do siebie)
Linie działania schodzą się do środka. Para też przenosi obciążenie osiowe w obu kierunkach, ale ma mniejszą sztywność na przechylanie, za to lepiej znosi niewielkie ugięcie wału i niewspółosiowość. Wybiera się ją, gdy obudowy lub wał nie są idealnie współosiowe.
DT (tandem)
Oba łożyska są ułożone w tę samą stronę, więc dzielą między siebie obciążenie osiowe jednego kierunku. Daje to wyższą nośność osiową, ale tylko w jednym kierunku, więc DT wymaga trzeciego łożyska lub drugiej pary po przeciwnej stronie.
Luz, napięcie wstępne i montaż
Łożysko skośne zwykle pracuje z niewielkim napięciem wstępnym, bo to poprawia sztywność i prowadzenie kulek. Ustawia się je dokręceniem nakrętki lub doborem przekładek, a niepoprawny luz zwiększa hałas i skraca trwałość. W łożyskach uniwersalnych luz jest już zapewniony fabrycznie, o ile pasują do siebie dwa elementy tej samej pary.
Nie mieszaj łożysk z różnych serii lub z różnym kątem w jednej parze. Przy montażu zwróć uwagę na kierunek obciążenia: łożysko musi być ustawione tak, by siła osiowa przechodziła przez nie zgodnie z linią działania, więc sprawdź oznaczenia kierunku u producenta. Zasady montażu, grzania i wyciągania opisuje poradnik Montaż i demontaż łożysk, a znaczenie grup luzu wyjaśnia poradnik o luzie promieniowym C3, CN i C4.
Jak wybrać łożysko skośne
- Ustal kierunek i wielkość siły osiowej. Jeśli działa w obu kierunkach, potrzebna jest para DB lub DF albo łożysko dwurzędowe.
- Dobierz kąt działania do obrotów: 40 stopni dla dużej siły osiowej, 25 stopni dla dużych obrotów.
- Wybierz układ pary w zależności od współosiowości i sztywności wału (DB lub DF).
- Sprawdź wymiary d, D, B oraz klasę luzu lub napięcie wstępne.
- Jeśli nie masz oznaczenia, odczytaj je z pierścienia i porównaj z katalogiem producenta, bo kąt i koszyk nie zawsze są oczywiste.
Jeśli łożysko, którego szukasz, ma wymiary jak 6205 lub 6305, a siła osiowa jest znaczna, warto porównać serię 62 z serią 72 w serii 62, żeby nie pomylić dwóch różnych łożysk o tym samym gnieździe.
Sprawdź wymiary i sufiksy łożyska
Najczęstsze pytania
Czy łożysko skośne zastąpi kulkowe zwykłe 6205?
Wymiarowo tak, bo 7205 ma 25 × 52 × 15 mm jak 6205. Pod względem pracy to nie jest zamiennik: łożysko skośne wymaga siły osiowej lub napięcia wstępnego, a pojedyncze przenosi siłę osiową tylko w jednym kierunku. Wymiana bez analizy obciążeń jest ryzykowna.
Co oznacza B w łożysku 7305 B?
Sufiks B oznacza w katalogach SKF kąt działania 40 stopni. Inni producenci mogą stosować inne oznaczenia, więc sprawdź katalog marki.
Czym różni się DB od DF?
W DB linie działania rozbiegają się i para jest sztywniejsza na przechylanie. W DF schodzą się do środka i para lepiej znosi niewspółosiowość. Obie przenoszą obciążenie osiowe w obu kierunkach.
Czy mogę zamontować dwa łożyska skośne jedno obok drugiego dowolnie?
Nie. Układ zależy od tego, jak mają być przenoszone siły osiowe, i od ustawienia pierścieni. Dla gotowych par uniwersalnych luz jest dobrany fabrycznie, a w innych przypadkach musisz sprawdzić zalecenia producenta.
Podsumowanie
- Łożysko skośne kulkowe przenosi jednocześnie siłę promieniową i osiową, jednorzędowe osiową tylko w jednym kierunku.
- Serie 72xx i 73xx mają wymiary jak 62xx i 63xx, a 32xx i 33xx są dwurzędowe i szersze.
- Kąt działania (B 40, A 30, AC 25 stopni wg SKF) decyduje o nośności osiowej i prędkości granicznej.
- Układ DB daje sztywność na przechylanie, DF tolerancję na ugięcie, DT wyższą nośność w jednym kierunku.
- Nie zamieniaj łożysk o różnym kącie, a każdą zamianę poprzedź sprawdzeniem w katalogu producenta.
Źródła
- SKF, strona rodziny „Angular contact ball bearings” (kąty działania A, AC, B, BE, układy DB, DF, DT; strona ładowana dynamicznie, szczegóły w katalogu produktu): skf.com
- NTN, katalog „Ball and roller bearings” 2203E, rozdział o łożyskach skośnych kulkowych: ntnglobal.com
- ISO 15:2017, „Rolling bearings, Radial bearings, Boundary dimensions, general plan” (opis wydawcy; wymiary d, D, B serii 02 i 03): iso.org
- Zdjęcie główne: R. Henrik Nilsson, Wikimedia Commons, CC BY 4.0: commons.wikimedia.org