Łożysko walcowe NU, NJ, NUP, N i NN: czym się różnią

Czym jest łożysko walcowe

Łożysko walcowe to łożysko toczne, w którym elementami tocznymi są wałeczki walcowe, a nie kulki. Wałeczek styka się z bieżnią wzdłuż linii, a nie w punkcie, więc taka sama średnica zewnętrzna i szerokość łożyska przenoszą wyraźnie większe obciążenie promieniowe niż łożysko kulkowe. Cena za to: łożysko jednorzędowe bez specjalnych rantów nie przenosi obciążeń osiowych, a wał i oprawa muszą być wykonane dokładniej.

Typowe zastosowania to silniki elektryczne większej mocy, reduktory, pompy, wrzeciona i skrzynie przekładniowe. W małych urządzeniach domowych zwykle wystarcza łożysko kulkowe. Budowę pełnego oznaczenia łożyska opisujemy w poradniku Jak czytać oznaczenia łożysk.

Skąd się biorą litery NU, NJ, NUP i N

Litery przed numerem opisują konstrukcję pierścieni. Ranty to wystające brzegi bieżni, które prowadzą wałeczki. Producenci łożysk przyjmują ten sam podział, więc oznaczenia są czytelne niezależnie od marki.

Warto zapamiętać regułę: jeśli pierścień wewnętrzny ma rant z jednej strony lub z obu (NJ, NUP), łożysko trzyma wał osiowo. Jeśli któryś z pierścieni jest zupełnie gładki (NU, N), łożysko pozwala na przesuw osiowy i nie ustala wału.

NU: najczęstsze łożysko swobodne

W NU pierścień zewnętrzny ma dwa ranty, a wewnętrzny jest gładki. Wał z pierścieniem wewnętrznym może się przesuwać wzdłuż osi względem oprawy. To rozwiązanie jest popularne, bo pierścień wewnętrzny łatwo zdjąć z wału, a wałeczki z klatką zostają w pierścieniu zewnętrznym.

N: lustrzana wersja NU

W N rolę rantów przejmuje pierścień wewnętrzny, a zewnętrzny jest gładki. Działa podobnie jak NU, ale montaż przebiega inaczej: wygodniej wyjąć pierścień zewnętrzny z oprawy. Ma zastosowanie tam, gdzie konstrukcja korpusu lub wału wymaga takiego układu.

NJ i NUP: łożyska ustalające

NJ ma jeden rant na pierścieniu wewnętrznym, więc przenosi niewielkie obciążenie osiowe w jednym kierunku. NUP ma dodatkowo luźny pierścień oporowy po drugiej stronie, dzięki czemu ustala wał w obu kierunkach. Do NU można też dobrać kątownik HJ i uzyskać działanie zbliżone do NJ lub NUP, jeśli konstrukcja wymaga rozwiązania hybrydowego.

Łożysko swobodne i ustalające: jak z nich zbudować układ

Wał podparty dwoma łożyskami nagrzewa się i wydłuża. Jeśli oba łożyska będą ustalające, wydłużenie wprowadzi naprężenie, które zwiększy tarcie i skróci trwałość. Dlatego w klasycznym układzie jedna podpora ustala wał, a druga pozwala mu się przesuwać.

Najprostszy zestaw to NUP albo NJ po stronie ustalającej i NU albo N po stronie swobodnej. Zestaw dwóch łożysk NU wymaga wtedy innego elementu ustalającego, na przykład łożyska kulkowego obok. Ustalanie wału łożyskiem kulkowym obok walcowego to częste rozwiązanie w reduktorach i pompach.

Dwie uwagi praktyczne. Po pierwsze, łożysko swobodne przesuwa się po bieżni, więc nie może mieć wciskowego pasowania po obu stronach. Po drugie, przy łożysku z wciskiem na wale liczy się luz promieniowy po montażu: opisujemy go w poradniku Luz promieniowy łożyska C2, CN, C3, C4 i CM.

Łożysko walcowe NN i odmiany dwurzędowe

Seria NN to łożyska dwurzędowe, ze zwiększoną sztywnością i nośnością promieniową przy tej samej średnicy otworu. Najczęściej spotkasz je we wrzecionach obrabiarek, gdzie liczy się sztywność i dokładność biegu. Zwykle występują w klasach dokładności wyższych niż standardowa i z otworem walcowym lub stożkowym K.

Jeśli w katalogu urządzenia widzisz NN lub NNU, nie zamawiaj odpowiednika z jednego rzędu. Przy zmianie typu zmienia się nośność, sztywność i luz, więc warto zamawiać numer z dokładnością co do prefiksu i sufiksu.

Wymiary: ta sama seria, te same d, D i B

Łożyska walcowe NU, NJ, NUP i N z tej samej serii wymiarowej mają takie same wymiary otworu, średnicy zewnętrznej i szerokości. Zgodnie z planem wymiarowym ISO 15 różnią się tylko rantami. Poniżej przykłady serii 02, 03 i 22.

Zwróć uwagę, że NU205 ma wymiary 25 × 52 × 15 mm, identyczne jak łożysko kulkowe 6205. Oba pasują do tego samego gniazda pod względem wymiarów, ale nie są zamienne bez przeliczenia obciążeń. Wymiar 25 × 52 × 15 mm dla łożysk kulkowych znajdziesz na stronie łożyska 25x52x15, a ogólny przegląd serii 62 na stronie seria 62.

Sufiksy łożysk walcowych: E, ECP, M, J i inne

Po numerze bazowym pojawiają się litery opisujące konstrukcję wewnętrzną i klatkę. Dokładne znaczenie zależy od producenta, więc przy zamianie marek sprawdzaj katalog, a nie tylko literę.

Ten sam układ liter można zapisać w kilku wariantach, na przykład NU205ECP, NU205E.TVP2 lub NU205M. Oznaczają zbliżoną konstrukcję zaprojektowaną przez różne firmy, ale parametry (nośność, prędkość graniczna) różnią się. Zasady budowy pełnego oznaczenia opisujemy w poradniku o czytaniu oznaczeń łożysk.

Kiedy wybrać łożysko walcowe zamiast kulkowego

Wybierz łożysko walcowe, gdy obciążenie promieniowe jest duże, a miejsce ograniczone, albo gdy potrzebujesz dużej sztywności promieniowej. Zostań przy kulkowym, gdy wał jest wiotki, występuje niewspółosiowość albo pojawia się spore obciążenie osiowe.

Pamiętaj o trzech ograniczeniach. Łożysko walcowe źle znosi niewspółosiowość wału i oprawy, bo wałeczki obciążają się krawędziowo. Wymaga minimalnego obciążenia promieniowego, żeby wałeczki się toczyły, a nie ślizgały. Wymaga też czystego smarowania, ponieważ styk liniowy jest wrażliwy na zanieczyszczenia.

Montaż i bezpieczeństwo

Łożyska NU, NJ, NUP i N są rozbieralne: pierścień z wałeczkami i klatką montuje się osobno od drugiego pierścienia. Ułatwia to montaż z wciskiem, ale wymaga uwagi przy zakładaniu, żeby nie obciążyć krawędzi wałeczków.

Przy montażu używaj grzałki indukcyjnej lub nagrzewania w oleju zamiast ognia, a pierścień zakładaj całą powierzchnią czołową. Ostre krawędzie rantów mogą skaleczyć, więc używaj rękawic. Szczegóły techniczne montażu opisujemy w poradniku Montaż i demontaż łożysk.

Najczęstsze pytania

Czy NU i NJ są zamienne?

Wymiarowo tak, bo mają te same d, D i B. Funkcjonalnie nie: NJ ustala wał w jednym kierunku, a NU nie. Zamiana wymaga sprawdzenia, czy układ nadal ma jedno łożysko ustalające.

Czy łożysko walcowe przeniesie obciążenie osiowe?

Tylko w wersjach NJ i NUP i w ograniczonym zakresie, przez ranty. Wartość dopuszczalna zależy od numeru, smarowania i prędkości. Informacja jest w katalogu producenta.

Co oznacza dopisek E w NU205E?

To konstrukcja wewnętrzna o zwiększonej nośności względem wersji podstawowej. Wymiary zewnętrzne zostają takie same.

Czy mogę zastąpić 6205 łożyskiem NU205?

Wymiary są takie same, ale charakter pracy inny. NU205 nie przenosi obciążeń osiowych i wymaga ustalenia wału innym łożyskiem. Zamianę traktuj jako decyzję konstrukcyjną.

Podsumowanie

• Łożysko walcowe przenosi duże obciążenia promieniowe dzięki liniowemu stykowi wałeczków z bieżnią.
• NU i N są swobodne i pozwalają na przesuw osiowy, NJ ustala wał w jednym kierunku, NUP w obu.
• W klasycznym układzie jedna podpora jest ustalająca, a druga swobodna, żeby wydłużenie cieplne wału nie napinało łożysk.
• NU205, NJ205 i NUP205 mają wymiary 25 × 52 × 15 mm, ale nie są wymienne bez sprawdzenia ustalania wału.
• Sufiksy E, ECP, M i J opisują konstrukcję i klatkę, a ich znaczenie sprawdzaj w katalogu producenta.
• Łożyska walcowe nie lubią niewspółosiowości i wymagają minimalnego obciążenia promieniowego.

Źródła

• SKF, łożyska walcowe
• NTN, katalog 2203E, tabele łożysk walcowych jednorzędowych NU, NJ, NUP, N (wymiary d, D, B), otwarty; potwierdza wymiary NU204, NU205, NU206, NU207, NU305, NU2205 i NU2305 z tabeli w poradniku
• NTN, katalog 2203E, rozdział 8 (luz wewnętrzny), strony A-88 i A-89, otwarty
• ISO 15, Rolling bearings: Radial bearings, boundary dimensions, general plan (wymiary d, D, B serii 02, 03, 22, 23).
• ISO 5753-1, Rolling bearings: Internal clearance, radial internal clearance.
• Dane lozysko/data/dims_cylindrical_roller.csv i suffixes.csv (Łożyskownia.pl), wymiary zgodne z planem wymiarowym ISO 15; przed zamówieniem sprawdź numer w katalogu wybranego producenta.