Łożyska baryłkowe – charakterystyka i zastosowania

Łożyska baryłkowe są stworzone do pracy w trudnych warunkach. Ich konstrukcja pozwala przenosić nie tylko duże obciążenia, ale też kompensować niewspółosiowość. Jest to bardzo ważna cecha, dzięki której mogą one być stosowane w wielu różnych gałęziach przemysłu.

Charakterystyka łożysk baryłkowych wymaga zdefiniowania pojęcia niewspółosiowości. Rozróżniamy dwa rodzaje niewspółosiowości: statyczną i dynamiczną. O statycznej mówimy wtedy, gdy geometryczny środek wału jednej podpory łożyskowej ma inną wysokość niż drugi. Innymi słowy: te same węzły łożyskowe wskutek niedoskonałości wykonania mają różne wysokości. Objawia się to tym, że po montażu wału jego oś nie jest równoległa do podłoża, tylko umiejscowiona pod pewnym kątem. Niewspółosiowość dynamiczna z kolei powstaje na skutek ugięć wału pod wpływem przenoszonego obciążenia i występuje tylko podczas pracy urządzenia. 

Kompensacja niewspółosiowości

Zasadniczo łożyska baryłkowe ze względu na swoją konstrukcję (wychylny pierścień wewnętrzny względem zewnętrznego) są stworzone do kompensacji niewspółosiowości dynamicznej. Oczywiście statyczną również skompensują, ale kiedy dodatkowo podczas pracy dojdzie niewspółosiowość dynamiczna, to łączna ich wartość może być wyższa niż dopuszczalne maksymalne wychylenie łożyska baryłkowego. Przekroczenie tej granicy skutkuje znaczącym obniżeniem nośności, ponieważ wewnętrzna powierzchnia styku jest pomniejszona o elementy toczne, wystające poza obrys pierścienia zewnętrznego. Przyczynia się to do znaczącego wzrostu naprężeń wewnątrz łożyska (siła działająca na łożysko rozkłada się na mniejszą powierzchnię), w konsekwencji powodując obniżenie jego trwałości.

Przyjmuje się, że wychylenia do 0,5° nie mają wpływu na nośność. Łożyska baryłkowe są w stanie skompensować nawet 1,5°, ale odbywa się to kosztem mniejszej nośności. 

Koszyki do różnych zastosowań

Aby lepiej dopasować łożyska baryłkowe do konkretnych zastosowań, są one oferowane z trzema różnymi koszykami: poliamidowym, stalowym i mosiężnym. Koszyk poliamidowy jest lekki, cichy i odznacza się bardzo dobrym prowadzeniem elementów tocznych. Tym samym łożysko może obracać się z wyższymi prędkościami obrotowymi. Minusem jednak jest maksymalna temperatura pracy ciągłej wynosząca 120°C. 

Koszyk stalowy jest najlepszym rozwiązaniem do aplikacji ze średnim obciążeniem. O jego atrakcyjności stanowi cena oraz możliwość pracy ciągłej w temperaturze do 200°C. Ciekawe rozwiązanie w koszykach stalowych stosuje firma NTN-SNR. Wewnątrz kieszeni prowadzących elementy toczne znajdują się specjalne wypusty ułatwiające prowadzenie baryłek (cichsza praca bez wibracji) i poprawiające przepływ smaru. 

Masywny jednoczęściowy koszyk mosiężny jest przeznaczony do trudnych warunków. Mosiądz ze względu na swoje właściwości bardzo dobrze nadaje się do dużych obciążeń, dobrze znosi drgania i ma właściwości samosmarujące. Jego zaletą jest też praca w temperaturze do 200°C. 

Osobną kategorię stanowią łożyska baryłkowe do maszyn wibracyjnych. Mają one specjalny luz wewnętrzny (aby zniwelować wzrost temperatury na skutek drgań) i zawężone tolerancje zewnętrzne (lepsze pasowanie na wale). Koszyk zastosowany w tym łożysku musi spełniać najwyższe wymagania. Dlatego NTN-SNR w łożyskach baryłkowych wibracyjnych stosuje tylko koszyki mosiężne.

Warto również wspomnieć o łożyskach baryłkowych uszczelnionych – są one nieznacznie szersze niż zwykła seria, ale dzięki zastosowanemu uszczelnieniu są dużo bardziej odporne na zanieczyszczenia.


Michał Tomala