Rozwój technologii całkowicie odmienił nasze życie. Przyczynił się do powstania wielu mechanizmów ułatwiających zarówno codzienne obowiązki, jak i funkcjonowanie sprzętów czy systemów. Obecnie nie dostrzegamy już nawet, że jesteśmy otoczeni rozmaitymi wynalazkami. Przykładem może być płynne kręcenie się kół w rowerze, cicha praca wentylatora w komputerze czy łatwa regulacja fotela w aucie – za te wszystkie udogodnienia odpowiadają różnego rodzaju łożyska. Są to jedne z części najpowszechniej stosowanych w urządzeniach mechanicznych, np. sprzętach AGD, elektronice czy specjalistycznych maszynach produkcyjnych.

Odpowiadają za swobodne obracanie się elementów ruchomych – podtrzymują je, jednocześnie umożliwiając względny ruch obrotowy. Co ważne, łożyska powinny być tworzone z łatwo obrabialnych tworzyw o wysokiej odporności na zatarcie i korozję, wytrzymałości zmęczeniowej i na nacisk oraz niskim współczynniku tarcia. Z uwagi na wszechstronność zastosowań wyszczególniono różne rodzaje łożysk. Pozwala to na odpowiednie dopasowanie ich do wykonywanej funkcji w wybranym układzie ruchomym.

Łożyska toczne – różne konstrukcje

Za najpowszechniej wykorzystywane w przemyśle łożyska uważa się modele typu tocznego. Komponenty te są złożone z pierścieni wewnętrznych i zewnętrznych, które wprowadzane są w ruch poprzez znajdujące się między nimi elementy toczne. Te specjalne kulki najczęściej były wytwarzane z metalu, co zapewniało częściom wyjątkową wytrzymałość. Obecnie tworzy się je z polimerów, dzięki czemu są lżejsze, odporne na korozje i nie wymagają smarowania. Oba rodzaje są wykorzystywane na różne sposoby: warianty polimerowe głównie w przemyśle chemicznym i spożywczym, a metalowe w układach o dużej precyzji czy obciążeniu. Sprawdzają się także w przemyśle maszynowym i rolniczym. Łożyska toczne to ogólne określenie dla całego systemu mechanizmów dzielącego się na kolejne podgrupy ze względu na:

• kształt elementu tocznego: kulkowe, walcowe, stożkowe, igiełkowe czy toroidalne
• rodzaj obciążeń przenoszonych przez łożysko: poprzeczne, skośne, wzdłużne
• możliwość wychylenia się pierścienia zewnętrznego: zwykłe, wahliwe
• liczbę rzędów elementów tocznych: jednorzędowe, dwurzędowe, wielorzędowe.

Przy wyborze łożyska dla danego mechanizmu stosuje się algorytmy, które biorą pod uwagę wiele czynników, takich jak prędkość obrotowa, ilość wolnego miejsca, obciążenie statyczne, intensywność użytkowania, niewspółosiowość, temperatura robocza, sposób smarowania i chłodzenia czy inne parametry pracy. Dzięki niemu w maszynach wolniej zużywają się komponenty i rzadziej odnotowuje się awarie, a sprzęt pracuje ciszej i zużywa mniej energii.

Łożyska kulkowe – szerokie zastosowanie

Ten rodzaj łożysk jest szczególnie pożądany w konstrukcjach mechanicznych pracujących z bardzo dużą prędkością obrotową, np. w silnikach elektrycznych. Łożyska kulkowe zalicza się do najpopularniejszych rodzajów tych elementów z uwagi na wiele możliwości zastosowania. Składają się z pierścienia wewnętrznego oraz zewnętrznego, a także elementów tocznych wyglądem przypominających kulki. Wyróżnia je nierozłączna budowa, niezwykła wytrzymałość oraz płynna i cicha praca. Są też w stanie przenosić obciążenia osiowe i promieniowe. Z uwagi na dynamikę działania zaleca się stosowanie smarów w czasie użytkowania. Są wykorzystywane niemal w każdej dziedzinie techniki – motoryzacji, produkcji maszyn czy przemyśle lekkim. Ponadto modele kulkowe stanowią jedną z podstawowych części mechanizmu każdego roweru, np. piasty bądź suportu. Alternatywnym wyborem są łożyska maszynowe. Te pracują nieco swobodniej, są odporne na warunki atmosferyczne, bardzo trwałe i dobrze uszczelnione.

Łożyska walcowe – wyjątkowa trwałość

Są uznawane za jedne z najtrwalszych łożysk. Mogą przenosić większe obciążenia niż modele kulkowe o podobnych wymiarach. Ich istotną cechą jest rozdzielna budowa – pierścień nie posiada bieżni, co sprawia, że możliwe jest wychylanie się łożyska z oprawy w dwie strony. Pozwala to na łatwiejszy montaż i przenoszenie większych obciążeń. Łożyska walcowe charakteryzuje przede wszystkim duża nośność promieniowa, dzięki czemu sprawdzą się w układach wymagających wysokich prędkości. Zapewniają też niski poziom szumu, sztywność i wieloletnią trwałość. Znajdują zastosowanie w obrabiarkach, dźwigach czy różnego typu przekładniach.

Łożyska stożkowe – dla dużych obciążeń

Wyróżniają je elementy toczne w kształcie ściętych stożków. Łożysko stożkowe sprawnie przenosi obciążenia osiowe i promieniowe do kolejnych podzespołów danego urządzenia. Oprócz tego dobrze radzi sobie również z brakiem osiowości. Cechuje je fakt, że jest łożyskiem dzielonym, w związku z czym w punkcie mocowania powinno być stale ściskane tzw. spoczynkową siłą osiową. Można je znaleźć w skrzyniach biegów, piastach samochodowych, betoniarkach czy walcarkach oraz wszelkich układach obrabiarek metali. Stosuje się je często również w przemyśle ciężkim, lotnictwie i branży włókienniczej.

Łożyska ślizgowe – konstrukcje monolityczne

Poza łożyskami typu tocznego dostępne są również wersje ślizgowe. Odznaczają się brakiem elementów ruchomych, więc są określane mianem konstrukcji monolitycznych. Oś i łożysko poruszają się w przeciwnych kierunkach na powierzchni ślizgowej. Łożysko ślizgowe stosuje się w przypadkach niskich prędkości obrotowych i jednocześnie wysokich obciążeniach działających na komponenty. Występują w rozmaitych mechanizmach składania i transportu oraz w przegubach, a więc i w przemyśle cementowym, samochodowym, okrętowym czy lotniczym. Na rynku oferowane są łożyska ślizgowe suche, powietrzne oraz olejowe.