Łożyska baryłkowe

Łożyska baryłkowe po raz pierwszy zostały zaprojektowane w 1907 roku. Wówczas, otworzona w Goteborgu fabryka AB Svenska Kullagerbabriken, stała się jedną z największych fabryk łożysk tocznych na świecie. Dzisiaj, znana pod nazwą SKF, jest jednym z największych producentów tych łożysk i produkuje łożyska baryłkowe na całym świecie. Budowa łożyska baryłkowego jest charakterystyczna dla jego nazwy. Elementem tocznym jest baryłka, zakończona w sposób sferyczny. Często baryłka ta jest zwężana celem lepszego prowadzenia po bieżni. Kulisty kształt bieżni, na których pracuje baryłka, powoduje, że łożyska baryłkowe mogą wychylać się od osi, dzięki czemu są stosowane tam, gdzie występuje znaczne ugięcie wału. Łożyska baryłkowe dzielą się na łożyska wahliwe oraz łożyska wzdłużne Łożyska baryłkowe to rodzaj łożysk z grupy wałeczkowych tocznych, a przy tym także łożyska samonastawne. Stosowane są one do podnoszenia bardzo dużych obciążeń promieniowych oraz osiowych. To wszystko za sprawą ukośnej orientacji elementów tocznych. Ze względu na nietypową konstrukcję możliwe jest wychylenie kątowe wału względem oprawy. 

Łożyska baryłkowe wahliwe

Łożyska baryłkowe wahliwe przenoszą obciążenia wzdłużne oraz obciążenia poprzeczne. Możliwość przenoszenia znacznych obciążeń poprzecznych to efekt ułożenia elementów tocznych skośnie na bieżni. Łożyska te występują głównie w postaci łożysk dwurzędowych, gdzie elementy toczne poruszają się po dwóch bieżniach. Wahliwość łożyska może dochodzi do 2 stopni.

Łożyska baryłkowe wzdłużne

Łożyska baryłkowe wzdłużne stosuje się do przenoszenia obciążeń wzdłużnych o wysokich wartościach. Pracują jednak również z powodzeniem przy bardzo dużych prędkościach obrotowych. W łożyskach wzdłużnych elementy toczne ułożone są asymetrycznie. Są to łożyska rozłączne i dzięki temu mogą pracować przy wałach i oprawach gdzie błąd współosiowości wynosi nawet 3 stopnie.

Zastosowanie łożysk baryłkowych

Projekt łożysk baryłkowych oraz możliwość wychylania się od osi pod kątem nawet 3 stopni powoduje, że są one przeznaczone do pracy w maszynach o wielkich gabarytach. Łożyskuje się nimi wały o dużych średnicach, dzięki czemu przenoszą duże obciążenia osiowe oraz promieniowe. Łożyska baryłkowe wahliwe są w pełni przystosowane do pracy na luźnych oprawach oraz tam, gdzie nie jest zachowana współosiowość wału oraz oprawy, podobnie jak łożyska baryłkowe wzdłużne, w których jednak występuje konieczność obciążenia ich siłą działającą wzdłuż osi łożyska. Łożyska baryłkowe stosuje się w maszynach wielkogabarytowych także ze względu na ich bardzo dużą masę oraz duże gabaryty, uniemożliwiające zamontowanie ich w niewielkich zespołach łożyskowych.

Smarowanie i trwałość

Ze względu na przenoszenie bardzo dużych obciążeń, możliwość wychylenia od osi, łożyska baryłkowe są niezwykle trwałe. Jednocześnie jednak konieczne jest w nich zastosowanie specjalnego koszyka, uniemożliwiającego silne skoszenie elementu tocznego, który jest zawężony na końcach. Zaleca się smarowanie za pomocą smarów, jednak z powodzeniem łożyska te pracują smarowane olejem. Są łożyskami rozłącznymi, ich montaż i konserwacja są więc ułatwione.

Łożyska baryłkowe zaliczają się do kategorii łożysk tocznych, a od znanych wszystkim łożysk kulkowych różnią się kształtem elementów tocznych. W ich przypadku elementy te przypominają baryłki i są ulokowane w dwóch rzędach.

Łożysko baryłkowe budowa

Łożysko baryłkowe zbudowane jest z trzech elementów, czyli z dwóch pierścieni, elementów tocznych, a także z koszyka. Elementy toczne w kształcie baryłek układają się w dwa rzędy. Poruszają się one po pierścieniu zewnętrznym ukształtowanym we wspólną kulistą bieżnię, a także po pierścieniu wewnętrznym, który wyposażony jest w dwie bieżnie ulokowane po skosie do osi łożyska. Efektywność łożyska kulkowego zależy przede wszystkim od jego budowy, do której powinny zostać wykorzystane najnowocześniejsze technologie produkcji oraz niezawodne materiały. Łożyska kulkowe składają się z: pierścienia zewnętrznego, pierścienia wewnętrznego, kulistej bieżni w pierścieniu zewnętrznym, jednej lub dwóch kulistych bieżni w pierścieniu wewnętrznym oraz jednego lub dwóch rzędów baryłek (będących elementami tocznymi).
Środek kuli tworzony przez bieżnię w pierścieniu zewnętrznym zlokalizowany jest na osi łożyska. Sprawia to, że łożyska baryłkowe są wahliwe i świetnie radzą sobie nawet podczas ugięcia wału, które może być spowodowane brakiem współosiowości wału wobec oprawy.

Zazwyczaj w łożyskach baryłkowych stosowane są koszyki tłoczone z blachy stalowej (w przypadku małych łożysk) lub masywne kosze ze stali lub mosiądzu (dla dużych i masywnych łożysk). Konstrukcja łożysk baryłkowych ma znaczący wpływ na ich nośność. Może być ona do trzech razy większa od tej, która jest obecna w łożyskach kulkowych wahliwych.

Do czego stosowane są łożyska baryłkowe?
Łożyska baryłkowe stosowane są do przenoszenia dużych obciążeń osiowych oraz promieniowych. Ze względu na swoją wahliwość używane są w ekstremalnych warunkach, czyli w mechanizmach z dużym obciążeniem, do których nie można zastosować łożysk kulkowych, a także w mechanice ciężkiej. Bardzo często łożyska baryłkowe w dużych rozmiarach mocowane są przy pomocy tulei łożyskowej, tworząc łożyska wahliwe. Łożyska baryłkowe znajdują zastosowanie m.in. w konstrukcji przekładni, maszyn odlewniczych czy też budowlanych, a także w wentylatorach przemysłowych i wszędzie tam, gdzie występują obciążenia promieniowe. 

Rodzaje łożysk baryłkowych

Łożyska baryłkowe występują w różnych rozmiarach i rodzajach. Najczęściej można spotkać łożyska stworzone w oparciu o konstrukcję dwurzędową, jednak w sprzedaży dostępne są także łożyska baryłkowe jednorzędowe. Najpopularniejsze łożyska baryłkowe to: łożyska otwarte, łożyska do maszyn wibracyjnych oraz łożyska uszczelnione.

Na rynku można kupić także łożyska baryłkowe, które są dostosowane do konkretnych zastosowań. Warto także wspomnieć o odrębnym rodzaju łożysk, czyli o łożyskach toroidalnych CARB. Mają dosyć specyficzną konstrukcję, która oparta na wahliwości łożyska baryłkowego oraz zdolności kompensacji przemieszczenia osiowego wewnątrz łożyska, co jest cechą łożysk walcowych. Łożyska baryłkowe najczęściej stosowane są przy maszynach ciężkich, w których występują bardzo duże obciążenia oraz jednocześnie możliwa niewspółosiowość lub znaczne odkształcenia.

Łożyska baryłkowe dzielą się na: łożyska poprzeczne (wahliwe) oraz łożyska wzdłużne (oporowe). Jednak znacznie popularniejszy podział sugeruje wyróżnienie: łożysk baryłkowych jednorzędowych, dwurzędowych oraz trzyrzędowych. Poniżej przedstawiamy charakterystykę każdej kategorii.

Łożyska baryłkowe jednorzędowe

Łożyska baryłkowe jednorzędowe posiadają tylko jeden rząd baryłek, a także kulistą bieżnię na pierścieniu zewnętrznym. Taka budowa sprawia, że możliwe są wychylenia kątowe wału wobec oprawy. Łożyska jednorzędowe montowane są na czopach stożkowych, zaś montaż na czopach walcowych wykonywany jest przy pomocy tulei wciskach oraz wciąganych. Ten rodzaj łożysk jest nierozłączny i stosuje się go przy dużych i złożonych obciążeniach. Co więcej, przyjmuje on na siebie obciążenia udarowe oraz promieniowe.

Łożyska baryłkowe dwurzędowe

Łożyska baryłkowe dwurzędowe nazywa się również łożyskami poprzecznymi. Posiadają dwa rzędy baryłek, które poruszają się po dwóch bieżniach w pierścieniu wewnętrznym. Taka konstrukcja wykorzystywana jest w dużych i złożonych obciążeniach. Bieżnia tychże łożysk jest sferyczna, co sprawia, że pierścienie wychylają się wzajemnie i gwarantują równowagę obciążenia elementów tocznych.

Łożyska baryłkowe trzyrzędowe

Łożyska baryłkowe trzyrzędowe zostały stworzone do przenoszenia dużych obciążeń. Składają się z jednego pierścienia niedzielonego i jednego dzielonego. Te łożyska nie wymagają wstępnego napinania, a oprócz tego mają zintegrowane uszczelnienia stykowe. Łożyska baryłkowe trzyrzędowe to połączenie łożysk walcowych poprzecznych oraz wzdłużnych. Z tego względu mają bardzo szerokie zastosowanie i znakomitą wydajność.