Aké sú využitie dvojradových guľkových ložísk?

Dvojradové guľkové ložiská sa používajú v aplikáciách, ktoré vyžadujú vyššia radiálna únosnosť, väčšia axiálna tuhosť a schopnosť zvládnuť kombinované radiálne a axiálne zaťaženie v kompaktnom axiálnom priestore — potreby, ktoré jednoradové ložisko nemôže úplne uspokojiť. Dva rady guľôčok usporiadané vedľa seba v jedinom vonkajšom krúžku účinne zdvojnásobujú radiálnu nosnosť v porovnaní s ekvivalentným jednoradovým ložiskom, pričom pridávajú významnú axiálnu tuhosť. Bežné aplikácie zahŕňajú elektrické motory, vretená obrábacích strojov, náboje automobilových kolies, prevodovky, poľnohospodárske stroje a dopravníkové systémy – všade tam, kde intenzita zaťaženia, tuhosť hriadeľa alebo kombinované požiadavky na zaťaženie presahujú to, čo môže poskytnúť jednoradová konštrukcia.

Elektrické motory a hriadele generátorov

Dvojradové guľkové ložiská sú široko používané v nepoháňaných častiach elektromotorov – najmä v stredných a veľkých veľkostiach rámu – kde ložisko musí zvládnuť radiálnu hmotnosť hriadeľa rotora kombinovanú s axiálnymi silami generovanými nevyváženosťou rotora a tepelným predĺžením hriadeľa. Dvojradové guľôčkové ložisko na nepoháňanom konci poskytuje axiálne umiestnenie potrebné na riadenie plaváka hriadeľa pri zachovaní hladkej rotácie s nízkym trením pri rýchlostiach motora, ktoré sa bežne pohybujú od 1 500 do 6 000 ot./min.

Pre aplikácie, ako sú ventilátory HVAC, čerpadlá a kompresory – kde motor pracuje nepretržite a výmena ložísk je nákladná – predĺžená životnosť vďaka vyššiemu rozloženiu zaťaženia dvojradového ložiska znižuje intervaly údržby a celkové náklady na vlastníctvo.

Vretená obrábacích strojov a zariadenia na presné obrábanie

V aplikáciách vretena obrábacích strojov – sústruhy, frézky, brúsne vretená a obrábacie centrá – sú dvojradové guľkové ložiská s kosouhlým stykom štandardným riešením pre zadnú časť vretena (bez rezného konca). Dvojradový dizajn poskytuje:

• Vysoká tuhosť voči axiálnym silám zo záberu nástroja tam a späť a tepelného rastu vretena
• Kompaktná axiálna stopa, ktorá minimalizuje previs vretena a maximalizuje pomer tuhosti k priestoru
• Predpätá prevádzka, ktorá eliminuje vôle a zachováva rozmerovú presnosť obrábaných dielov

Pre vysokorýchlostné obrábacie centrá sa dvojradové valčekové ložiská v zadnej polohe vretena často kombinujú s dvojradovými guľkovými ložiskami s kosouhlým stykom vpredu – toto tandemové usporiadanie zvláda radiálne rezné sily aj axiálne polohovacie zaťaženia, ktoré generuje prevádzka vretena.

Automobilové náboje kolies a kĺby riadenia

Moderná ložisková jednotka náboja kolesa pre automobily – komponent, ktorý spája koleso so závesom – je postavená na dvojradových guľôčkových ložiskách s kosouhlým stykom konfigurovaných v usporiadaní X (chrbtom k sebe alebo lícom k sebe). Táto geometria je špeciálne zvolená, pretože ložiská kolies vozidla musia súčasne zvládnuť:

• Radiálne zaťaženia od hmotnosti vozidla a síl na povrchu vozovky
• Obojsmerné axiálne zaťaženia od síl v zákrutách, ktoré menia smer v závislosti od zákruty
• Momentové zaťaženie z pákového ramena medzi kontaktnou plochou kolesa a stredom ložiska

Žiadne jednoradové ložisko nedokáže spoľahlivo zvládnuť túto kombináciu zaťaženia počas typickej životnosti ložísk kolies 150 000 – 250 000 km. Utesnená, vopred namazaná dvojradová nábojová jednotka eliminuje potrebu mazania v teréne a poskytuje bezúdržbové riešenie pre životnosť vozidla.

Prevodovky a prenos výkonu

V priemyselných a automobilových prevodovkách sa dvojradové guľôčkové ložiská používajú na hriadeľoch ozubených kolies, ktoré sú vystavené vysokému radiálnemu zaťaženiu od síl záberu ozubených kolies v kombinácii s axiálnym ťahom zo špirálového prevodu. Dvojradové guľkové ložiská s hlbokými drážkami dokážu zvládnuť kombinované zaťaženie v jednej kompaktnej jednotke – obzvlášť cenné v konštrukciách prevodoviek, kde je axiálny priestor medzi prevodovými stupňami obmedzený a inštalácia dvoch samostatných jednoradových ložísk nie je možná.

Poľnohospodárske prevodovky – používané v traktoroch, kombajnoch a zariadeniach na obrábanie pôdy – sa vo veľkej miere spoliehajú na dvojradové guľkové ložiská kvôli veľmi variabilným podmienkam zaťaženia: ložiská musia zvládať rázové zaťaženie od nárazov na skaly a tvrdú zem, trvalé vysoké radiálne zaťaženie počas prevádzky a široké teplotné cykly zo studených štartov do horúcich prevádzkových podmienok.

Dopravníkové systémy a zariadenia na manipuláciu s materiálom

V pohonoch dopravníkových pásov, vodiacich valcoch a triediacich zariadeniach, dvojradové guľkové ložiská sa používajú v navíjacích kladkách a hnacích bubnoch, ktoré sú vystavené nepretržitému vysokému radiálnemu zaťaženiu v dôsledku napätia remeňa v kombinácii s nesúosovosťou v dôsledku tepelnej rozťažnosti a vychýlenia rámu. Samonaklápacie dvojradové guľkové ložiská sú obzvlášť cenené v dopravných aplikáciách, pretože tolerujú vychýlenie hriadeľa až o 2–3 stupne bez vytvárania vnútorného napätia alebo zaťaženia hrán na obežných dráhach ložísk – kritická vlastnosť v dlhých dopravníkových systémoch, kde je dokonalé vyrovnanie hriadeľa naprieč viacerými nosnými rámami nepraktické.

Zhrnutie aplikácie podľa odvetvia