Obsah
- Použitie guličkových ložísk
- Typy guličkových ložísk
- Druhy materiálu guličkových ložísk
- Oceľové guličkové ložiská
- Keramické guličkové ložiská
- Plastové guličkové ložiská
Najužitočnejšie zariadenia vo fyzike a technike sú niekedy najjednoduchšie. Guličkové ložiská ukazujú, ako môžu byť kovové krúžky mimoriadne univerzálne. Ako vidíte v mnohých bežných položkách, ako sú vozidlá, bicykle, skateboardy a iné stroje, ktoré zahŕňajú pohyblivé kovové časti, ľudia používajú guľkové ložiská už po stáročia.
Použitie guličkových ložísk
Predstavte si, že pri nosení topánok kĺzate po mäkkom koberci. Môže to byť ťažké kvôli treniu medzi kobercom a vašou obuvou, ktoré by mohlo byť vyrobené z čohokoľvek vrátane kože, plastu, dreva alebo gumy. Ak ste namiesto toho nosili ponožky, bolo by to oveľa jednoduchšie kvôli oveľa menšiemu treniu medzi mäkkým kobercom a materiálmi ponožiek. Guličkové ložiská fungujú rovnako.
Guľkové ložiská znižujú mieru trenia medzi zaťaženiami, ktoré na ne pôsobia. Robia to preto, lebo sú to kovové gule alebo valčeky, ktoré sa pohybujú okolo hladkého kovového povrchu vo vnútornej slučke a vonkajšej slučke (niekedy nazývanej krúžky). O mnohých aplikáciách s guľôčkovými ložiskami sa môžete dozvedieť prostredníctvom ich fyziky. Guľkové ložiská nesú druhy zaťaženia v radiálnom smere a tieto zaťaženia pôsobia kolmou silou na os otáčania guľôčkového ložiska.
Posúvanie kovových guličiek okolo slučiek guľôčkového ložiska spôsobuje trenie medzi predmetom a jeho povrchom, ktoré spomaľuje predmet. V niektorých prípadoch sa objekt priblíži k zastávke. Tento mechanizmus umožňuje použitie guličkových ložísk v kladkových alebo rotačných systémoch, ktoré je potrebné regulovať. Napríklad, náboj kolesa automobilu využíva radiálne zaťaženie od hmotnosti automobilu a ťah z pohybu okolo zákruty.
Vo všetkých prípadoch guľkových ložísk spôsobuje rovnováha medzi prítlačným a radiálnym zaťažením guľkové ložiská, ktoré znižujú trenie medzi guľkami vo vnútornom a vonkajšom krúžku a zvládajú zaťaženie predmetu. Guličkové ložiská berú bremeno a prenášajú ho z vonkajšieho krúžku do vnútorného krúžku, aby sa gule v strede každého krúžku mohli ľahko otáčať.
Každá guľa je spojená s dvoma krúžkami, ale iba tam, kde je to potrebné na zníženie trenia medzi komponentmi samotného guľôčkového ložiska. Z týchto dôvodov sú guľkové ložiská vytvorené na zníženie trenia a uľahčenie rýchlosti otáčania.
Typy guličkových ložísk
Typy guličkových ložísk sa veľmi líšia podľa zapojeného mechanizmu. Najčastejšie používaným druhom je tuhý jednoradový rad, alebo radiálne guľôčkové ložisko, Táto konštrukcia spôsobuje, že gule bežia v hlbokých drážkach a usporiadanie guľôčkových ložísk v hlbokej drážke im umožňuje znášať radiálne aj axiálne zaťaženie. Utesnené verzie guľkových ložísk sú trvalo mazané, aby sa znížila ich údržba.
Dvojradové guľkové ložiská použite dve rady gúľ. Dizajn dáva väčšiu tuhosť pohybu samotného ložiska. Nachádzajú sa v elektrických motoroch, odstredivých čerpadlách a elektromagnetických spojkách. Niektoré guľôčkové ložiská sa vyrovnávajú takým spôsobom, ktorý umožňuje, aby hriadeľ zodpovedal za akékoľvek vyrovnanie v uhle vzhľadom na puzdro guľôčkového ložiska.
typ uhlového kontaktu Guľôčkové ložisko má odrezanú jednu stranu vonkajšieho krúžku, aby sa viac guľôčok mohlo vložiť. Tieto ložiská potom môžu držať vysoké množstvá axiálneho zaťaženia v jednom smere, ako aj použiť viac guličiek v samotných ložiskách. To znamená, že inžinieri ich používajú v pároch v oboch smeroch na prepravu ťažkých bremien v zostave, ktorá ich robí guľkové ložiská s kosouhlým stykom s dvojitým radom, Tieto typy guličkových ložísk sa líšia aj v závislosti od ich materiálu.
Druhy materiálu guličkových ložísk
Guľôčkové ložiská sa líšia materiálom s oceľovými, keramickými alebo plastovými guľôčkovými ložiskami pre rôzne použitia. Tieto typy guličkových ložísk sa líšia v tom, ako rýchlo môžu pracovať, aké teploty môžu dosiahnuť a ďalšie vlastnosti súvisiace s použitím guličkových ložísk. Pochopenie pozitív a negatívov každého druhu materiálu vám umožní urobiť múdrejšie rozhodnutie, ak potrebujete guľôčkové ložiská.
Oceľové guličkové ložiská
Oceľové guličkové ložiská používajú buď komponenty, ktoré sú celé vyrobené z ocele alebo zliatin ocele so stopami ďalších prvkov v zložení. Sú ideálnymi kandidátmi na manipuláciu s veľmi ťažkými bremenami a súčasne dosahujú veľké otáčky pri otáčaní okolo.
Tieto typy guličkových ložísk vám môžu poskytnúť veľmi presné merania, pretože sa vyrábajú s vysokou presnosťou. Ich vlastnosti umožňujú, aby sa oceľové karbónové ložiská okrem iného využili v zámkoch, bicykloch, kolieskových korčuliach, vozíkoch a dopravných pásoch.
Materiál oceľového guličkového ložiska môže nanešťastie spôsobiť koróziu v prítomnosti vody alebo plynov, ktoré menia chemické zloženie samotnej ocele. Tieto typy guličkových ložísk môžu byť tiež veľmi ťažké a hlučné, keď sa používajú vo výrobnom a inom prostredí.
Oceľové guličkové ložiská môžu byť veľmi drahé a technici tiež musia neustále mazať oceľové kovy, aby ich udržali efektívnu prácu. Ak nie sú správne udržiavané, môžu spôsobiť zlyhanie ložiska a nedosiahnu koniec svojej zamýšľanej životnosti.
Výrobcovia vyrábajú a predávajú oceľové guličkové ložiská v rôznych štýloch. Môžete si kúpiť oceľové gule s väčším množstvom uhlíka, ktoré sú vystavené tepelnému spracovaniu alebo boli kalené inými spôsobmi. Rozdiely v obsahu uhlíka medzi oceľovými guličkovými ložiskami ovplyvňujú ich vlastnosti. Nízko uhlíkové ocele sa nachádzajú v aplikáciách, ktoré musia byť odolné voči korózii, ale nemusia mať nevyhnutne tvrdený povrch.
Aj keď je možné pri lineárnom hriadeli guľôčkového ložiska použiť nízkouhlíkový oceľový materiál, nie je vhodný na kontakt medzi samotnými guľôčkami. V týchto prípadoch sa zvyčajne používajú s polymérom, aby sa zabránilo poškodeniu. Oceľové guličkové ložiská s miernym množstvom uhlíka sú silné, odolné proti vode a tuhé, a vďaka týmto vlastnostiam sú vhodné pre ozubené kolesá, nápravy, čapy a ďalšie súčasti stroja. Ocele s vysokým obsahom uhlíka sú najsilnejšie a najtvrdšie a zároveň odolávajú korózii.
Keramické guličkové ložiská
Keramické guličkové ložiská sa zvyčajne vyrábajú ako „hybridy“, ktoré používajú vonkajší krúžok, vnútorný krúžok a klietku vyrobené z ocele a samotné gule sú vyrobené z keramiky. Keramické vlastnosti umožňujú, aby pracovali pri vysokých otáčkach za minútu, pričom udržiavajú svoju prevádzkovú teplotu v chlade a obmedzujú množstvo vytváraného hluku.
Tieto hybridné keramicko-oceľové konštrukcie sú poškodené koróziou, ale samotné keramické guličky sú menej náchylné na koróziu ako oceľové materiály a sú odolnejšie a ľahšie ako oceľové guličkové ložiská.
Tieto typy guľôčkových ložísk sa dajú použiť v elektrických aplikáciách, kde oceľové guľôčkové ložiská nie sú vodivé, pretože keramické guľôčkové ložiská sú nevodivé, ale sú tiež veľmi drahé. Keramické guličkové ložiská odolávajú vysokým teplotám a umožňujú ich prevádzku pri vyšších rýchlostiach. Ceny za niektoré z týchto guličkových ložísk môžu byť vo všeobecnosti drahé, ale nájdete aj ich lacné verzie.
Keramický materiál týchto guličkových ložísk im dáva hmotnosť nižšiu ako 40% ako hmotnosť oceľových guličkových ložísk. Inžinieri ich zvyčajne vyrábajú pomocou keramického nitridu kremíka, ktorý spôsobuje tieto chemické a fyzikálne vlastnosti. Používajú sa v uhlových ložiskách, axiálnych ložiskách, vankúšových ložiskách, ihlových ložiskách a valivých ložiskách. Keramické materiály môžu byť pevnejšie ako oceľ, ale spravidla sú tuhšie ako guľôčkové ložiská.
Leštiace gule z keramickej ocele využívajú magnetické pole s prúdom plazmy. Tento spôsob výroby im poskytuje vyššie rýchlosti otáčania ako oceľové guličkové ložiská. Sú elektricky izolujúce, čo znamená, že nevedú elektrinu, takže zlyhajú, ak nimi prechádza prúd, a môžu fungovať bez toho, aby boli namazané ako oceľové guľôčkové ložiská.
Plastové guličkové ložiská
Posledné novinky priniesli plastové guličkové ložiská, ktoré používajú plastové krúžky a plastové klietky a dajú sa kúpiť vo forme guličiek z plastu, skla alebo nehrdzavejúcej ocele. Najbežnejším materiálom gule pri tomto type guľôčkového ložiska je guľa z nehrdzavejúcej ocele. Sú to najdostupnejšia možnosť, ale sú ťažšie ako druhy plastov alebo skla. Môžu sa tiež ľahko stať magnetickými, čo môže narušiť pohyb a fyziku blízkych materiálov.
Plastové guličkové ložiská so sklenenými guličkami sú skvelou voľbou, keď nemôžete používať kov. Majú vysokú chemickú odolnosť a majú nižšiu hmotnosť ako oceľové gule. Plastové guličky pre plastové guličkové ložiská vážia ešte menej a ponúkajú odolnosť proti opotrebeniu, pretože sa časom používajú. Väčšina plastových guličkových ložísk je samomazných, ľahkých a odolných proti korózii pri tichej prevádzke.
Tieto typy guľkových ložísk nanešťastie nevydržia vysoké teploty, rovnako ako iné guľôčkové ložiská a nedokážu zvládnuť také vysoké zaťaženie, aké sú niekedy.