Osnove radijalnih kugličnih ležajeva

Radijalni kuglični ležajevi ključne su komponente strojeva koji tiho omogućuju glatko i učinkovito kretanje u mnogim primjenama.

U ovom opsežnom vodiču zadubit ćemo se u osnove radijalnih kugličnih ležajeva, istražujući njihove funkcije, primjene, konstrukciju, vrste brtvila, materijale, mogućnosti radijalnog zazora i još mnogo toga.

Bez obzira jeste li iskusni inženjer ili znatiželjni entuzijast, cilj ovog članka je baciti malo svjetla na svijet radijalnih kugličnih ležajeva i istaknuti njihovu vitalnu ulogu u strojevima.

Što su radijalni kuglični ležajevi?

Radijalni kuglični ležajevi su vrsta ležaja s kotrljajućim tijelima koja omogućuju rotaciju vratila i osi te smanjuju trenje.

Poznati su po svojoj svestranosti i učinkovitosti u nošenju radijalnih i aksijalnih opterećenja. Međutim, oni su ograničeni u pogledu aksijalnih opterećenja, jer su prvenstveno dizajnirani kao radijalni ležajevi. Drugim riječima, mogu izdržati mnogo veća radijalna opterećenja u usporedbi s aksijalnim opterećenjima, što znači da imaju prednost u primjenama s velikim radijalnim opterećenjima.

Ključna značajka dizajna radijalnih kugličnih ležajeva su duboki utori koji omogućuju ležajevima da izdrže širok raspon vrsta opterećenja.

Prema poznatom proizvođaču SKF, radijalni kuglični ležajevi mogu raditi pri velikim brzinama rotacije jer su optimizirani za nisku buku i vibracije.

Funkcija radijalnih kugličnih ležajeva

Glavna funkcija radijalnih kugličnih ležajeva je nositi radijalna i aksijalna opterećenja uz određena ograničenja, a njihova glavna funkcija je smanjiti trenje u rotirajućoj opremi.

Duboke kanalne staze doprinose sposobnosti ležajeva da nose radijalna i aksijalna opterećenja u oba smjera, što ih čini prikladnima za dvosmjernu primjenu sile.

Osim toga, radijalni kuglični ležajevi dizajnirani su za rad pri velikim brzinama, ali također mogu raditi pri različitim brzinama, osiguravajući gladak i pouzdan rad u različitim okruženjima.

Konstrukcija radijalnih kugličnih ležajeva

Radijalni kuglični ležajevi imaju jednostavnu konstrukciju koja se sastoji od vanjskog prstena, unutarnjeg prstena, kompleta kuglica i kaveza koji drži kuglice u tračnici.

Unutarnji i vanjski prstenovi obično su izrađeni od visokokvalitetnog čelika, što osigurava čvrstoću i izdržljivost. Materijal kaveza varira ovisno o zahtjevima primjene i može biti izrađen od materijala kao što su najlon, čelik ili mesing.

Vrste brtvi radijalnih kugličnih ležajeva

Radijalni kuglični ležajevi općenito su dostupni u tri oblika: otvoreni, zabrtvljeni limom i zabrtvljeni gumenom brtvom. Izbor ovisi o zahtjevima primjene, ali najčešće se preferiraju zatvoreni tipovi, što povećava njihovu učinkovitost i vijek trajanja.

Zatvoreni tipovi općenito su poznati kao ležajevi bez održavanja, što ih čini vrlo privlačnima za mnoge primjene.

Radijalni kuglični ležajevi često su opremljeni raznim opcijama brtvljenja. Uobičajene vrste brtvljenja uključuju:

1. Limene brtve: poznate i kao beskontaktne brtve, ove brtve pružaju umjerenu zaštitu od onečišćenja i prikladne su za primjene s manjim rizikom od kontaminacije. Nisu prikladni za zaštitu od vode.

Na vanjski prsten je pričvršćena limena brtva. Unutarnji prsten ima V-utor i labirint za sprječavanje ulaska prljavštine i brtvljenje masti.

2. Gumene brtve: Gumene brtve idealne su za visoko onečišćena okruženja i pružaju poboljšanu zaštitu od prašine, vlage i drugih vanjskih elemenata.

Ove brtve se obično dijele u dvije skupine: beskontaktne i kontaktne.

Beskontaktne gumene brtve uključuju sintetičku gumu oblikovanu u čeličnu ploču u vanjskom prstenu. Ove brtve vrlo dobro sprječavaju ulazak prašine i drugih onečišćenja. Međutim, nisu dobri za hidroizolaciju.

Kontaktne gumene brtve vrlo su slične bezkontaktnim gumenim brtvama, ali je rub ovih brtvi uvijek u kontaktu s V-utorom duž površine unutarnjeg prstena. Ova značajka ih čini najboljim izborom za primjene koje su jako izložene zagađivačima, jer ove brtve mogu spriječiti ulazak zagađivača u mazivo, uključujući vodu.

Materijali radijalnih kugličnih ležajeva

Odabir materijala u kugličnim ležajevima s dubokim utorima ključan je za njihovu izvedbu i dugovječnost.

Visokokvalitetni čelik najčešći je materijal za unutarnji i vanjski prsten, dok kuglice mogu biti izrađene od čelika, keramike ili drugih naprednih materijala.

Na primjer, keramičke kuglice pružaju prednosti kao što su manje trenje, veća krutost i otpornost na koroziju.

Kao što smo spomenuli u prethodnoj točki, možemo pronaći brtve izrađene od metala, ali najčešći materijal za brtvljenje je ekološki prihvatljiva smjesa nitrilne gume.

Zazori radijalnih ležajeva

Radijalni zazor, ili unutarnji zazor između kotrljajućih tijela i tračnica, ključni je faktor kod radijalnih kugličnih ležajeva. Utječe na toplinsko širenje ležajeva i mogućnost podešavanja za neusklađenost. Uobičajene mogućnosti radijalnog zazora uključuju:

1. CN (normalni zazor): Prikladno za standardne radne uvjete pri umjerenim brzinama i temperaturama.

2.C3 (veći od normalnog): Idealan za korištenje na višim temperaturama ili većim brzinama, dopuštajući toplinsko širenje.

3. C4 (veći od C3): Koristi se u ekstremnim uvjetima gdje se javljaju visoke temperature ili vrlo velike brzine. Također omogućuje toplinsko širenje.

4. C0 (manji razmak): Idealan za primjene koje zahtijevaju manji radijalni razmak. 

Upotreba radijalnih kugličnih ležajeva

Radijalni kuglični ležajevi koriste se u raznim industrijama i strojevima. Od automobilskih sustava i električnih motora do kućanskih aparata i industrijskih strojeva, ovi ležajevi igraju ključnu ulogu u osiguravanju glatkog kretanja. Svoju široku primjenu zahvaljuju učinkovitosti, trajnosti i prilagodljivosti različitim uvjetima rada.

Najvažnije primjene uključuju:

1. Automobilska industrija: glavčine kotača, mjenjači, Elektromotori, Komponente motora

2. Elektromotori: AC i DC elektromotori, Generatori, alternatori, 

3. Industrijski strojevi: Transportni sustavi, Ventilatori i puhala, Pumpe, Kompresori

4. Kućanski aparati: Perilice rublja,Hladnjaci, Klima uređaji, Usisavači

5. Zrakoplovna i svemirska industrija: Zrakoplovna oprema: stajni trapovi za zrakoplove, Sustavi kontrole leta

6. Rudarska oprema: Transportne trake: rudarska oprema: transportne trake, Drobilice, Pulverizatori

7. Električni alati: Strojevi za bušenje, Mlinovi

8. Medicinski proizvodi: Stomatološki aparati: zubarske bušilice, Oprema za medicinsko snimanje

9. Tekstilni strojevi: Strojevi za predenje: Tekstilni strojevi, Strojevi za tkanje

10. Poljoprivredni strojevi: Traktori, Žetelice, Sadilice

11. Građevinska oprema: Građevinski strojevi: bageri, Buldožeri, Dizalice

12. Oprema za rukovanje materijalom: Viljuškari, pokretne trake, Dizala

13. Željezničke aplikacije: Lokomotive, Sastavni dijelovi željezničkih vagona

14. Industrija nafte i plina: Pumpe, Kompresori, Oprema za bušenje

15. Pomorstvo: Pomorstvo: propulzijski sustavi, Vitla, pumpe

16. Obnovljivi izvori energije: Vjetroturbine: generatori vjetroturbina, Solarni sustavi za praćenje

17. Oprema za sport i fitnes: Sportska oprema: oprema za vježbanje, Trake za trčanje, Sobni bicikli

18. Robotika: Ruke robota, Automatizirani proizvodni sustavi

19. Instrumentacija i mjerni uređaji: Mjerenje i mjerni instrumenti: precizni instrumenti: precizni instrumenti, Mjerni uređaji

20. Industrija hrane i pića: Transportni sustavi: pića i industrija pića: transportni sustavi, Strojevi za pakiranje

Ovaj popis nipošto nije konačan, budući da su radijalni kuglični ležajevi sastavni dio rada bezbrojnih mehaničkih sustava u raznim industrijama. Zbog svoje svestranosti, učinkovitosti i sposobnosti nošenja raznih tereta nezamjenjivi su u svijetu strojeva i tehnologije.

Zaključak

Ukratko, radijalni kuglični ležajevi osnova su učinkovitih strojeva, pružajući savršenu ravnotežu između svestranosti i pouzdanosti.

Razumijevanje nijansi ovih ležajeva, od njihove osnovne konstrukcije do zamršenih detalja tipova brtvi i opcija radijalnog zazora, ključno je za optimizaciju njihove izvedbe u različitim primjenama.

Dok krećete na putovanje iskorištavanja snage kretanja, radijalni kuglični ležajevi spremni su pokrenuti vaše strojeve u budućnost besprijekornog i učinkovitog rada.

Referenca:

https://www.skf.com/group/products/rolling-bearings/ball-bearings/deep-groove-ball-bearings