Czym jest łożysko ślizgowe
Łożysko przegubowe GE i łożysko ślizgowe to elementy, w którym wał lub czop ślizga się po powierzchni łożyska, bez kulek i wałeczków (łożysko przegubowe dodatkowo ma kulistą powierzchnię ślizgową). Obciążenie przenosi cała powierzchnia styku, a nie kilka punktów jak w łożysku tocznym. Taka konstrukcja jest prosta, zwarta i lekka, a Wikipedia opisuje łożyska ślizgowe jako tanie, zwarte i lekkie, o dużej nośności (Plain bearing).
Ten poradnik opisuje dwa typy, które najczęściej trafiają do zapytań o wycenę: tuleje ślizgowe (cylindryczne, na wale lub w oprawie) oraz łożyska przegubowe GE (z kulistą powierzchnią ślizgową). Łożyska toczne (kulkowe, walcowe, stożkowe) porównasz w poradniku Rodzaje łożysk: jak wybrać typ.
Tuleje ślizgowe: brąz, PTFE i POM
Tuleja ślizgowa to cienkościenny lub grubościenny pierścień, który pracuje jako panewka. Najczęściej spotkasz trzy grupy materiałów.
- Brąz. Klasyczny wybór w parze z utwardzonym wałem stalowym. Wikipedia wymienia stopy brązu (SAE 841, SAE 660, CDA 954) o różnych zakresach temperatur i obciążeń.
- PTFE na podłożu stalowym. Tuleje dwumetalowe lub z powłoką PTFE, według tego samego źródła dopuszczają większe obciążenia niż wiele innych tulei dwumetalowych i nadają się do ruchu obrotowego i wahliwego.
- Tworzywa (POM, poliamid, PEEK). Lekkie, odporne na korozję i bezobsługowe. POM (poliacetal) to tanie rozwiązanie o umiarkowanych parametrach.
Wiele tulei z tworzywa to materiały samosmarujące. Producent igus opisuje je jako układ polimeru bazowego, włókien i wypełniaczy oraz stałych środków smarnych, które uwalniają się stopniowo w czasie pracy, więc smarowanie zewnętrzne nie jest potrzebne (igus, łożyska ślizgowe).
Ograniczenia tulei
Tuleję ogranicza iloczyn nacisku i prędkości, czyli wskaźnik PV. Po jego przekroczeniu tuleja szybko się nagrzewa i zużywa. Tworzywa mają dodatkowo pełzanie, rozszerzalność cieplną i chłoną wilgoć, dlatego wymagają zaplanowanego luzu. Zbyt mały luz kończy się zatarciem, zbyt duży uderzaniem i szybszym zużyciem (te zależności omawia igus w tym samym źródle).
Łożysko przegubowe GE: budowa
Łożysko przegubowe (radialne łożysko przegubowe, często zapisywane GE 20, GE 25 i tak dalej) składa się z pierścienia wewnętrznego z kulistą powierzchnią zewnętrzną i pierścienia zewnętrznego z wklęsłą powierzchnią wewnętrzną. Obie części ślizgają się po sobie, więc łożysko pozwala się odchylić, a nie tylko obracać.
Wymiary i oznaczenia radialnych łożysk przegubowych opisuje norma ISO 12240-1, do której odwołuje się Schaeffler w katalogu łożysk przegubowych, tulei ślizgowych i końcówek przegubowych (Schaeffler, katalog 238). Producenci używają różnych oznaczeń tej samej konstrukcji. Schaeffler zapisuje łożysko stal na stali jako GE..DO, a w innych katalogach spotyka się GE..E i GE..ES. Dlatego numer od jednego producenta zawsze sprawdź w jego katalogu przed zamówieniem odpowiednika.
Odchylenie i niewspółosiowość
Katalog Schaefflera rozróżnia ruch wahliwy (swivel) i ruch odchylający (tilt). Dopuszczalny kąt odchylenia podaje się w tabelach wymiarowych dla każdego rozmiaru. Ta cecha odróżnia łożysko przegubowe od zwykłego kulkowego, które niewspółosiowość znosi tylko w minimalnym stopniu. Jeśli potrzebujesz kompensacji niewspółosiowości przy ciągłym obrocie, rozważ łożysko baryłkowe lub wahliwe kulkowe.
Stal na stali czy bezobsługowe
To główny wybór przy zakupie. Schaeffler dzieli łożyska przegubowe na wymagające obsługi (stal na stali) i bezobsługowe.
| Cecha | Stal na stali (GE..DO, GE..E) | Bezobsługowe (np. GE..FW, GE..PW) |
|---|---|---|
| Para ślizgowa | stal po stali | twardy chrom i kompozyt PTFE lub stal i folia PTFE z brązem |
| Smarowanie | wymagane, okresowe | niewymagane |
| Obciążenia | duże, zmienne, udarowe | zależne od materiału ślizgowego |
| Uszczelnienie | opcja 2RS (uszczelki wargowe) | opcja 2RS |
| Typowe użycie | maszyny budowlane i rolnicze, cięgna | ruch wahliwy bez dostępu do smarowania |
Oznaczenia pary ślizgowej wzięto z listy typów w katalogu Schaefflera (GE..DO: stal na stali, GE..FW: twardy chrom i kompozyt PTFE, GE..PW: stal i folia PTFE z brązem). W katalogu SKF łożyska stal na stali są opisane jako dobry wybór przy dużych obciążeniach zmiennych, udarowych i statycznych, bo wytrzymałość powierzchni ślizgowych jest wysoka (SKF, łożyska przegubowe stal na stali).
Smarowanie i docieranie
Schaeffler opisuje, że łożyska przegubowe stal na stali są fosforanowane manganem i pokryte dwusiarczkiem molibdenu (MoS2). Podczas docierania nacisk w łożysku jest szczególnie duży, więc producent zaleca około dziesięciu ruchów wahliwych pod obciążeniem przed pierwszym smarowaniem, jeśli to możliwe. Zbyt obfite pierwsze smarowanie może wypłukać MoS2.
Łożyska stal na stali trzeba smarować okresowo. Katalog zaleca ustalać odstępy obliczeniowo lub w porozumieniu z producentem smaru, a nie dowolnie, bo zbyt częste smarowanie też skraca trwałość: tarcie po smarowaniu chwilowo rośnie. Smar do dosmarowania powinien być tym samym, którego użyto na początku, albo sprawdzony pod względem zgodności.
SKF opisuje system wielu rowków, który zwiększa ilość smaru w łożysku, poprawia jego rozprowadzenie i pozwala dosmarowywać łożysko pod obciążeniem. Uszczelki LS tego producenta z gumy NBR pracują w zakresie od minus 55 do plus 110 stopni Celsjusza, a krótkotrwale do plus 125 stopni. Uszczelnienie wargowe 2RS ma sens tam, gdzie jest woda, pył i błoto, na przykład w maszynach budowlanych i rolniczych.
Luz i montaż
W łożyskach przegubowych liczy się luz promieniowy pomiędzy powierzchniami ślizgowymi. Schaeffler podaje w katalogu osobne wartości luzu dla łożysk wymagających obsługi, a wpływ wcisku na luz opisuje w osobnej tabeli. Z tego wynika praktyczna zasada: zbyt mocny wcisk na wale lub w oprawie zmniejsza luz i może zablokować łożysko, więc tolerancje wału i oprawy dobierz z katalogu producenta.
Montaż jest podobny jak w łożyskach tocznych: siła tylko na pierścień, który jest wciskany, bez uderzeń w drugi pierścień. Szczegóły w poradniku Montaż i demontaż łożysk. Przy końcówkach przegubowych (z gwintem) pamiętaj o kontrnakrętce. Wikipedia zauważa, że takie końcówki mają zwykle gwint trochę dłuższy niż konieczny, by można było regulować długość cięgna po montażu i zablokować ją nakrętką (Rod end bearing).
Kiedy ślizgowe zamiast tocznego
Wybierz ślizgowe lub przegubowe, gdy:
- ruch jest wahliwy lub odchylający, a nie ciągły obrotowy (cięgna, siłowniki, zawiasy, przeguby ramion),
- występują uderzenia i duże obciążenia statyczne,
- potrzebna jest kompensacja niewspółosiowości w jednym łożysku,
- brakuje miejsca na łożysko toczne,
- element ma być tani i cichy przy małych prędkościach.
Wybierz toczne, gdy:
- wał obraca się szybko i ciągle,
- tarcie ma być małe, a nagrzewanie minimalne,
- potrzebujesz standardowych wymiarów i łatwej wymiany, np. łożysk serii 62.
Dla ruchu ciągłego, szybkiego i z małym tarciem łożysko toczne jest lepsze, bo tuleja ślizgowa ma ograniczenie PV.
Jak zamówić
- Podaj typ: tuleja czy łożysko przegubowe, radialne czy osiowe.
- Podaj wymiary: średnicę otworu, zewnętrzną i szerokość. Pomiar opisuje poradnik Jak zmierzyć łożysko.
- Wskaż wersję: stal na stali czy bezobsługowa, otwarta czy z uszczelnieniem 2RS.
- Opisz ruch (wahania lub obrót, kąt, obciążenia), żeby dobrać materiał.
- Przy tulei podaj materiał i luz.
Wyślij zapytanie o łożysko ślizgowe
Najczęstsze pytania
Czy łożysko przegubowe trzeba smarować?
Wersję stal na stali tak, okresowo, według zaleceń producenta. Wersje bezobsługowe (z PTFE) nie wymagają smarowania, ale mają własne ograniczenia obciążenia.
Czy tuleja z POM zastąpi tuleję z brązu?
Nie zawsze. POM jest lżejszy i nie koroduje, ale ma niższą odporność cieplną i obciążalność oraz chłonie wilgoć. Dobór oprzyj na obciążeniu, prędkości (PV) i temperaturze.
Czym się różni GE..E od GE..ES i 2RS?
Oznaczenia zależą od producenta. W praktyce dodatkowe litery wskazują wersję z rowkami smarowymi i uszczelnieniem. Dokładne znaczenie sprawdź w katalogu producenta, którego numer masz.
Czy łożysko przegubowe zastąpi łożysko kulkowe?
Tylko przy ruchu wahliwym i niskich prędkościach. Przy ciągłym szybkim obrocie wybierz łożysko toczne.
Podsumowanie
- Łożysko ślizgowe nie ma elementów tocznych, a obciążenie przenosi cała powierzchnia ślizgowa.
- Łożysko przegubowe GE znosi wahania, uderzenia i niewspółosiowość.
- Stal na stali wymaga okresowego smarowania, bezobsługowe (PTFE) nie.
- Tuleje ślizgowe ogranicza wskaźnik PV, a tworzywa dodatkowo luz i wilgoć.
- Przy ciągłym szybkim obrocie wybierz łożysko toczne.
- Oznaczenia (DO, E, ES, FW, PW) zależą od producenta, więc sprawdzaj katalog.