- Blog
- Łożyska walcowe NU, NJ, NUP — różnice konstrukcyjne i dobór do wałów przekładniowych
Łożyska walcowe należą do podstawowych elementów stosowanych w przekładniach, reduktorach, silnikach i maszynach, w których wał pracuje pod dużym obciążeniem promieniowym. Ich przewaga nad wieloma łożyskami kulkowymi wynika z liniowego styku walców z bieżnią.
Dzięki temu mogą przenosić większe siły, zachowując wysoką sztywność układu i stabilne prowadzenie elementów obrotowych. Dobór nie kończy się jednak na średnicy wału i wymiarze zewnętrznym. Kluczowe znaczenie ma konstrukcja łożyska: NU, NJ lub NUP.
W przekładniach wał nie tylko się obraca, ale także pracuje pod wpływem sił od kół zębatych. Pojawiają się obciążenia promieniowe, czasem osiowe, a do tego dochodzi temperatura, prędkość obrotowa, smarowanie i dokładność osadzenia. Łożyska walcowe dobrze sprawdzają się tam, gdzie potrzebna jest duża nośność i sztywność, ale ich typ musi odpowiadać funkcji punktu podparcia.
Najczęściej jedno łożysko pełni rolę ustalającą, czyli ogranicza przesuw osiowy wału, a drugie umożliwia kompensację wydłużeń cieplnych. Błąd na tym etapie może prowadzić do przegrzewania, zbyt dużych naprężeń, hałasu albo szybszego zużycia bieżni.
Łożysko walcowe typu NU ma dwa obrzeża na pierścieniu zewnętrznym i pierścień wewnętrzny bez obrzeży. Taka konstrukcja pozwala na osiowe przemieszczanie wału względem oprawy w obu kierunkach. Z tego powodu typ NU stosuje się zwykle jako łożysko swobodne.
To dobre rozwiązanie w dłuższych wałach przekładniowych, gdzie podczas pracy pojawia się rozszerzalność cieplna. Łożysko NU pomaga uniknąć zakleszczenia układu i nie przenosi obciążeń osiowych. Jego zadaniem jest przede wszystkim przenoszenie dużych obciążeń promieniowych oraz utrzymanie sztywnego podparcia.
W typie NJ pierścień zewnętrzny ma dwa obrzeża, a pierścień wewnętrzny jedno obrzeże. Dzięki temu łożysko może prowadzić wał osiowo w jednym kierunku. Nadal pozostaje bardzo dobrym wyborem do obciążeń promieniowych, ale dodatkowo przejmuje jednostronne obciążenie osiowe.
W przekładniach typ NJ znajduje zastosowanie tam, gdzie siły od zazębienia działają w określonym kierunku lub gdzie układ wymaga częściowego ustalenia położenia wału. Należy jednak pamiętać, że samo NJ nie ustala wału w obu kierunkach. Jeśli obciążenia osiowe zmieniają zwrot, potrzebne jest inne rozwiązanie lub odpowiedni układ pary łożysk.
Łożysko walcowe NUP ma konstrukcję umożliwiającą osiowe prowadzenie wału w obu kierunkach. Wynika to z połączenia obrzeży na pierścieniu zewnętrznym, jednego obrzeża na pierścieniu wewnętrznym oraz dodatkowego pierścienia oporowego. Dzięki temu NUP może pełnić funkcję łożyska ustalającego w przekładni.
Typ NUP wybiera się tam, gdzie położenie wału musi być kontrolowane dokładniej, a w układzie występują siły osiowe działające raz w jedną, raz w drugą stronę. Sprawdza się między innymi przy wałach z kołami zębatymi, w reduktorach i mechanizmach wymagających stabilnej geometrii pracy.
Dobór łożyska do wału przekładniowego należy rozpocząć od określenia jego funkcji w układzie. Innego rozwiązania wymaga punkt podparcia kompensujący wydłużenia cieplne wału, a innego miejsce, w którym konieczne jest osiowe ustalenie elementu roboczego. W przekładniach ważne jest ustalenie, czy łożysko ma pracować jako swobodne, jednostronnie ustalające, czy ustalające wał w obu kierunkach.
W praktyce nie należy kierować się wyłącznie oznaczeniem starego łożyska. Trzeba uwzględnić kierunek obciążeń, temperaturę pracy, sposób smarowania, warunki montażu oraz stan wału i oprawy. Najczęściej przyjmuje się następujące zasady:
Prawidłowo dobrane łożyska walcowe ograniczają przegrzewanie, hałas i nadmiernenaprężenia w przekładni. Zastosowanie łożysk walcowych powinno więc wynikać z rzeczywistych warunków pracy maszyny, a nie tylko z wymiaru lub symbolu demontowanej części.
Łożysko swobodne pozwala na osiowe przesunięcie wału względem oprawy. Dzięki temu układ może kompensować wydłużenia cieplne i nie dochodzi do nadmiernych naprężeń między punktami podparcia.
Typowe objawy to hałas, wibracje, wzrost temperatury, wyczuwalny luz, nierówna praca wału lub ślady uszkodzeń na bieżni. W przekładniach może pojawić się również pogorszenie kultury pracy całego mechanizmu.
Mogą pracować z dużymi prędkościami, ale dopuszczalna prędkość zależy od konkretnego typu, wymiaru, koszyka, smarowania i warunków montażu. Zawsze należy sprawdzić parametry techniczne danego łożyska.
