Aký je rozdiel medzi otvorenými, tienenými a utesnenými guľôčkovými ložiskami s hlbokou drážkou – a ktoré by ste mali špecifikovať?

Priama odpoveď: Tri dizajny, tri rôzne kompromisy kontaminácie a mazania

Otvorené, tienené a zapečatené guľkové ložiská s hlbokými drážkami sú rovnaké jadrové ložiská – rovnaké dráhy, rovnaký doplnok guľôčok, rovnaké únosnosti – líšia sa len tým, čo pokrýva strany dutiny ložiska. Otvorené ložiská nemajú bočné kryty , ktorý umožňuje voľný prístup k obežnej dráhe pre externé mazanie, ale neponúka žiadnu ochranu pred kontamináciou. Tienené ložiská (prípona Z alebo ZZ) používajú kovovú platňu pripevnené k vonkajšiemu krúžku s malou bežnou vôľou na vnútornom krúžku – blokujú veľké znečistenie časticami, ale nie sú odolné voči prachu alebo vlhkosti. Utesnené ložiská (prípona RS alebo 2RS) používajú gumený alebo PTFE kontaktný okraj pritlačené na vnútorný krúžok – sú to efektívne uzavreté systémy, predmazané vo výrobe a počas väčšiny životnosti nevyžadujú žiadne ďalšie mazanie.

Voľba medzi nimi nie je primárne o nákladoch - náklady na utesnené ložisko 6205-2RS o 10-25% viac ako otvorené ložisko 6205 rovnakej kvality. Voľba sa týka prispôsobenia prístupu k mazaniu a odolnosti ložiska voči kontaminácii skutočnému prevádzkovému prostrediu. Určenie otvoreného ložiska v prašnom alebo mokrom prostredí je jednou z najbežnejších príčin predčasného zlyhania ložísk v priemyselných zariadeniach a ktorým sa dá najviac predchádzať.

Guličkové ložiská s otvorenou hlbokou drážkou: maximálny prístup k mazaniu, nulová ochrana

Otvorené ložisko nemá žiadne štíty ani tesnenia na oboch stranách dutiny ložiska. Guľôčky, klietka a obežné dráhy sú plne vystavené okolitému prostrediu.

Čo robia dobre otvorené ložiská

• Vysokorýchlostná prevádzka: žiadny kontakt alebo dokonca tesnenie blízko kontaktu znamená nulové dodatočné trenie od bočných krytov. Otvorené ložiská dosahujú najnižšiu prevádzkovú teplotu zo všetkých troch typov pri ekvivalentných rýchlostiach – kritické pri ložiskách vretena a presných obrábacích strojoch bežiacich vyššie 70 % medznej rýchlosti ložiska
• Flexibilita opätovného mazania: mazivo alebo olej môžu byť privedené priamo do obežnej dráhy počas plánovanej údržby. Vďaka tomu sú otvorené ložiská správnou voľbou v systémoch centralizovaného mazania olejom, olejových kúpeľoch a systémoch olejovej hmly, kde je dodávka maziva mimo ložiska.
• Vysokoteplotné aplikácie: gumové tesnenia na ložiskách 2RS sú zvyčajne dimenzované na 120 °C (248 °F) nepretržite pre gumu NBR príp 150 °C (302 °F) pre varianty pier HNBR alebo PTFE. Nad týmito prahmi sú jedinou možnosťou otvorené ložiská s vysokoteplotným mazivom alebo cirkulujúcim olejom
• Aplikácia umývania a čistenia: v zariadeniach na spracovanie potravín, kde musia byť ložiská prečistené čerstvým mazivom, aby sa odstránili nečistoty počas čistiacich cyklov, otvorené ložiská umožňujú úplné vyplavenie starého tuku a nečistôt – utesnené ložiská zachytávajú nečistoty vo vnútri

Tam, kde zlyhajú otvorené ložiská

• Akékoľvek prostredie so vzduchom prenášaným prachom, kovovými časticami, vlhkosťou alebo procesnou kontamináciou. Štúdie SKF a NSK to neustále ukazujú kontaminácia predstavuje 14–16 % všetkých predčasných porúch ložísk — väčšina z nich sa vyskytuje v otvorených ložiskách, ktoré by mali byť špecifikované ako tienené alebo utesnené
• Aplikácie, kde sú premazávacie intervaly dlhé alebo kde je obtiažny prístup k údržbe – otvorené ložiská bez pravidelného premazávania schnú rýchlejšie ako utesnené typy, pretože mazivo migruje von z obežnej dráhy bez bariéry, ktorá by ho zadržala

Tienené guľôčkové ložiská s hlbokou drážkou (Z / ZZ): Čiastočná ochrana pri minimálnej rýchlosti

Tienené ložisko má jednu (prípona Z) alebo dve (prípona ZZ) lisované oceľové platne pripevnené k vonkajšiemu krúžku. Štít sa rozprestiera dovnútra smerom k vnútornému krúžku, ale nedotýka sa ho – je tu malá jazdná vôľa približne 0,1–0,3 mm medzi okrajom štítu a ramenom vnútorného prstenca.

Čo znamená jazdná vôľa v praxi

• Pevné častice väčšie ako medzera sú blokované – zvyčajne čokoľvek vyššie 0,1–0,3 mm v priemere. To zvládne väčšinu kovových nečistôt, veľkých prachových častíc a vláknitého znečistenia bežného v textilnom, drevospracujúcom prostredí a v ľahkej výrobe.
• Jemné častice – kremičitý prach, sadze, jemné kovové častice z brúsnych operácií – prechádzajú cez medzeru a vstupujú do obežnej dráhy. Tienené ložiská sú nie je vhodný do prostredia s jemným abrazívnym prachom
• Kvapalná kontaminácia voľne prechádza cez medzeru - tienené ložiská v podstate nekladú žiadnu odolnosť voči vode alebo chladiacej kvapaline

Výhody rýchlosti a teploty oproti utesneným ložiskám

• Pretože sa štít nedotýka vnútorného krúžku, existuje žiadne trenie tesnenia — rýchlostná trieda tieneného ložiska ZZ je zvyčajne v podstate rovnaká ako ekvivalentného otvoreného ložiska o 15-25% vyššie ako rovnaké ložisko v utesnenej konfigurácii 2RS
• Nárast prevádzkovej teploty v dôsledku štítu je zanedbateľný – menej ako 2–3 °C nad otvoreným ložiskom pri ekvivalentnej rýchlosti a zaťažení, v porovnaní so zvýšením o 5–15 °C pre ložiská 2RS s kontaktným tesnením pri vysokých rýchlostiach
• Tienené ložiská možno v niektorých konfiguráciách premazať cez medzeru v štíte, aj keď je to menej účinné ako premazanie otvoreného ložiska – štít obmedzuje objem a distribúciu maziva

Utesnené guľôčkové ložiská s hlbokou drážkou (RS / 2RS): Mazané vo výrobe, odolné voči znečisteniu, bezúdržbové

Utesnené ložisko používa gumové tesnenie – zvyčajne NBR (nitrilbutadiénový kaučuk), HNBR alebo PTFE – s okrajom, ktorý sa dotýka alebo prebieha v tesnej blízkosti vnútorného krúžku. Prípona RS označuje jednu pečať; 2RS označuje tesnenia na oboch stranách.

Kontaktné verzus nízkokontaktné tesnenia

• Kontaktné tesnenie (štandard 2RS): gumený okraj tlačí na vnútorný krúžok ľahkým kontaktným tlakom. To poskytuje najlepšie vylúčenie kontaminácie – účinné proti jemnému prachu, rozstrekovaniu vody a ľahkému striekaniu chladiacej kvapaliny – ale vytvára merateľné trenie. Ložisko 6205-2RS má pribl O 20–30 % nižšia rýchlosť ako otvorené ložisko 6205 rovnakých rozmerov
• Tesnenie s nízkym trením alebo bezkontaktné tesnenie (prípona RZ, LLB v závislosti od výrobcu): okraj beží skôr s veľmi malou vôľou ako kontaktom – trecími charakteristikami bližšie k tienenému ložisku, ale s oveľa lepším vylúčením jemných častíc ako kovový štít. Rýchlostná trieda spadá medzi ZZ a 2RS ložisko. SKF to označuje ako RZ; FAG používa príponu RSR; NTN používa LLB

Továrenská tuková náplň a bezúdržbová životnosť

• Štandardné ložiská 2RS sú naplnené mazivom na báze lítia na približne 25–35 % voľného vnútorného objemu vo fabrike. Preplnenie spôsobuje straty vírením a zvýšenie teploty; nedostatočné naplnenie spôsobuje skorý nedostatok mazania – továrenská náplň je kalibrovaná na vnútornú geometriu ložiska a nedá sa ľahko replikovať v teréne
• Za normálnych prevádzkových podmienok (pod 80 °C, mierne otáčky, bez silného znečistenia) poskytuje náplň maziva 2RS ložiska vypočítanú životnosť maziva 20 000 – 50 000 hodín pre malé až stredné veľkosti rámov – efektívne celá konštrukčná životnosť ložiska L10 v mnohých aplikáciách
• Utesnené ložiská nie je možné v prevádzke premazať bez odstránenia tesnenia – tým sa ruší ochrana pred kontamináciou a riskuje sa vnesenie kontaminantov. Sú navrhnuté tak, aby sa vymenili ako celok, keď sa skončí životnosť maziva alebo ložisko dosiahne vypočítanú životnosť

Porovnanie špecifikácií vedľa seba

Ktoré špecifikovať: Rozhodovací rámec podľa typu aplikácie

Špecifikujte otvorené ložiská, keď:

• Ložisko pracuje v olejovom kúpeli, olejovej hmle alebo cirkulačnom olejovom mazacom systéme, kde je externý prívod maziva nepretržitý a riadený
• Prevádzková rýchlosť presahuje 80 % medznej rýchlosti ložiska a teplotný rozpočet je napätý — vretená elektromotorov, vysokorýchlostné prevodovky, presné brúsne vretená
• Prevádzková teplota nepretržite prekračuje 150 °C a nie je k dispozícii vhodný vysokoteplotný tesniaci materiál
• Aplikácia vyžaduje odstraňovanie mastnoty počas čistiacich cyklov – zariadenia na spracovanie potravín, farmaceutické výrobky a zariadenia na čistenie na mieste (CIP).

Špecifikujte tienené (ZZ) ložiská, keď:

• Prostredie obsahuje veľké pevné častice (kovové triesky, vláknité úlomky, veľký prach), ale nie jemný abrazívny prach alebo kvapalinu – ľahká výroba, dopravníkové systémy, textilné stroje
• Požiadavky na rýchlosť sú blízko medznej rýchlosti otvoreného ložiska a penalizácia trenia kontaktného tesnenia je neprijateľná, ale je potrebná určitá ochrana pred kontamináciou
• Ložisko je umiestnené v dobre utesnenej prevodovke alebo kryte, kde vonkajšie tesnenie krytu zabezpečuje vylúčenie primárnej kontaminácie a štít ložiska je len sekundárna bariéra

Špecifikujte utesnené (2RS) ložiská, keď:

• Prostredie obsahuje jemný prach, vlhkosť, striekajúcu chladiacu kvapalinu alebo akékoľvek riziko kontaminácie kvapalinou – to pokrýva väčšinu všeobecných priemyselných, poľnohospodárskych, stavebných a HVAC aplikácií.
• Prístup k údržbe je zložitý alebo intervaly sú dlhé — elektromotory, čerpadlá, ventilátory a motory spotrebičov, kde domazávanie ložísk nie je súčasťou programu údržby
• Aplikácia je spotrebný alebo ľahký komerčný produkt, kde bezúdržbová prevádzka počas projektovanej životnosti výrobku je požiadavka — domáce spotrebiče, elektrické náradie, bicykle, malé motory
• Prevádzková rýchlosť je nižšia 70 % medznej rýchlosti otvoreného ložiska — rýchlostný stupeň utesneného ložiska je pohodlne v rámci rozsahu a výhoda ochrany pred kontamináciou prevažuje nad penalizáciou trenia

Kódy prípon od hlavného výrobcu: Správne čítanie označenia ložiska

Príponové kódy štítov a tesnení nie sú úplne štandardizované medzi výrobcami. Ložisko špecifikované ako 6205-2RS od jedného dodávateľa môže používať iný materiál tesnenia alebo geometriu ako 6205-2RS od iného dodávateľa. Pri krížových odkazoch medzi značkami si vždy overte význam prípony v katalógu výrobcu.

Bežné chyby v špecifikácii, ktorým sa treba vyhnúť

• Špecifikácia otvorených ložísk na úsporu nákladov v kontaminovanom prostredí: cenový rozdiel medzi otvoreným ložiskom 6205 a utesneným ložiskom 6205-2RS od rovnakého výrobcu je zvyčajne menej ako 3-5 dolárov pre štandardné metrické ložisko. Náklady na predčasné zlyhanie – neplánované prestoje, práca, následné škody – sú rádovo vyššie
• Použitie utesnených ložísk 2RS nad ich menovitou teplotou tesnenia: Gumové tesnenia z NBR začínajú tvrdnúť a praskať pri teplote nad 120 °C, čo umožňuje vniknutie kontaminácie, pričom sa vizuálne javí stále neporušené. Vo vysokoteplotných aplikáciách špecifikujte tesnenia HNBR (dimenzované do 150 °C) alebo varianty PTFE explicitne – nepredpokladajte, že ložisko 2RS je vhodné pre použitie pri vysokých teplotách bez kontroly špecifikácie materiálu tesnenia
• Za predpokladu, že tienené ložiská sú vodotesné: jazdná vôľa na vnútornom krúžku umožňuje vniknutie vody pri akomkoľvek významnom striekaní alebo kondenzácii. Tienené ložiská vo vlhkom alebo umývanom prostredí korodujú zvnútra – pre tieto podmienky špecifikujte 2RS s krytmi z nehrdzavejúcej ocele alebo ložiskom z nehrdzavejúcej ocele
• Pridanie vonkajšieho maziva do utesneného ložiska 2RS: aplikovanie mazacej pištole na utesnené ložisko vtláča mazivo do tesniaceho okraja zvonku. To narúša geometriu britu, preruší kontakt tesnenia a vnesie akúkoľvek kontamináciu na mazaciu armatúru alebo vsuvku priamo do dutiny ložiska – opak zamýšľaného účinku.
• Krížové odkazy len podľa čísla ložiska bez kontroly prípony: 6205 a 6205-2RS majú identickú nosnosť a rozmery, ale úplne odlišné servisné požiadavky. Zadanie základného čísla bez prípony v nákupnej objednávke často vedie k prijatiu otvorených ložísk, keď boli zapečatené – vždy uveďte úplné označenie vrátane prípony v obstarávacích dokumentoch