Kluzné ložiskové pouzdro

Kluzné ložiskové pouzdro je válcový nebo kuželový prvek, který je vsazen do otvoru nebo pouzdra. Ve většině případů je vnitřek pouzdra navržen tak, aby těsně obepínal vnější povrch pohyblivé součásti, která pouzdrem prochází. Kluzné ložisko se skládá z pouzdra s hladkým povrchem. To umožňuje snadný pohyb posuvné součásti s malým třením.

Kluzná pouzdra se primárně používají v součástech strojů a vozidel ke snížení tření mezi dvěma pohyblivými součástmi. Umožňují to tím, že slouží jako mezivrstva. Nízké tření má za následek vyšší účinnost a menší energetické ztráty.

Pouzdra jsou také schopna unést vysoké zatížení. Dokážou rozložit tlak vyvolaný zatížením po celé své ploše. Díky tomu jsou ideální pro aplikace, kde se vyskytuje vysoké zatížení.

Kluzná pouzdra pomáhají minimalizovat opotřebení strojních součástí. Chrání díly před přímým kontaktem, což může prodloužit životnost stroje. Pouzdra pomáhají odvádět teplo vznikající třením, čímž zabraňují přehřívání částí stroje. Mají dobrou tepelnou vodivost, což pomáhá udržovat nízkou teplotu v ložisku. Pohlcují také vibrace a rázy, které mohou vznikat při provozu stroje, a zajišťují hladší chod.

Existuje několik typů kluzných ložisek, včetně pouzder, přírub a pásů. Pouzdra jsou nejčastěji používaná kluzná ložiska a mají válcový tvar. Válcové kluzné ložiskové pouzdro se často používá v aplikacích lineárního pohybu a je nejvhodnější pro radiální zatížení. Přírubové ložiskové pouzdro má na jednom konci přírubu, která pomáhá udržet zatížení a držet ložiska na místě. Zvládá jak radiální, tak axiální zatížení. Páskové ložisko se dodává ve formě pásku a lze jej nařezat na potřebnou velikost.

Velikost ložiskového pouzdra se liší v závislosti na aplikaci a může být k dispozici v mnoha různých rozměrech. Vnitřní průměr je průměr otvoru v pouzdře, ve kterém je umístěna hřídel. Vnější průměr je celkový průměr pouzdra. Tyto rozměry se mohou pohybovat od několika milimetrů až po několik centimetrů v závislosti na velikosti hřídele. Délka pouzdra a tloušťka stěny se volí mimo jiné také v závislosti na zatížení, kterému bude pouzdro vystaveno.

Bronz

Kluzná ložisková pouzdra z bronzu mají vysokou nosnost a vynikající odolnost proti opotřebení. Jako materiál pro kluzná pouzdra je bronz nejvhodnější díky svým vynikajícím kluzným vlastnostem a odolnosti proti korozi. Používají se různé druhy bronzu, například cínový bronz, hliníkový bronz a olovnatý bronz. Bronzová ložiska se používají v automobilovém průmyslu, lodních a průmyslových strojích. Jsou vhodné pro aplikace s vysokým zatížením a vysokou teplotou. V motorech se používají pro ojniční ložiska a ložiska klikové hřídele a v turbínách a generátorech pro vysoké otáčky a zatížení. V lodích se používají v lodní hřídeli, aby umožnila otáčení hřídele s nízkým třením.

Ocel

Ložisková pouzdra vyrobená z oceli se používají tam, kde se očekává vysoké zatížení a teploty. Pouzdra mohou být povrchově upravena různými povlaky, které dále zlepšují jejich kluzné vlastnosti a odolnost proti korozi. Cenově výhodnou variantou kluzných ložisek je uhlíková ocel . Tato ocel však může korodovat, pokud není řádně ošetřena. Legovaná ocel je odolnější než uhlíková ocel a často se používá v náročných aplikacích. Další běžně používanou třídou oceli je kalená ocel, která nabízí dobrou odolnost proti opotřebení.

Nerezová ocel je nejvhodnějším materiálem pro kluzná pouzdra díky své vysoké odolnosti proti korozi a opotřebení a také vysoké nosnosti. Nerezová ocel je však dražší než ostatní materiály, a proto se používá pouze ve speciálních aplikacích, kde jsou její specifické vlastnosti nezbytné. Kluzná ložiska z nerezové oceli se často používají v prostředí s vysokou vlhkostí nebo korozí. V potravinářském, nápojovém a farmaceutickém průmyslu se používají kvůli snadnému čištění a odolnosti vůči čisticím prostředkům. V automobilovém průmyslu se upřednostňují kvůli vysoké nosnosti a dobré tepelné vodivosti.

Spékané kovy

Pouzdra ze slinutých materiálů jsou bezúdržbová, protože mají samomazné vlastnosti. Při spékání se pouzdra formují za vysokých teplot a do pórů materiálu se dostává olej nebo maziva. Když je ložisko v provozu, třecí teplo způsobuje uvolňování maziva, které zajišťuje nepřetržité mazání. Výsledkem je trvalé mazání, které prodlužuje životnost ložiska a eliminuje potřebu pravidelného domazávání. Díky této vlastnosti jsou slinutá ložiska nákladově efektivním a účinným řešením pro mnoho průmyslových aplikací.

Spékané bronzové ložisko je vyrobeno z porézního bronzu a může uchovávat olej nebo plastické mazivo, takže je ideální pro aplikace, kde je obtížné zajistit mazání.

V lékařských přístrojích, jako jsou kardiostimulátory a umělé klouby, se používají ložisková pouzdra ze slinutých kovů kvůli jejich vysoké přesnosti a dobré biokompatibilitě. Díky vysoké odolnosti proti opotřebení se používají v elektrickém nářadí, jako jsou vrtačky, brusky a pily, a v průmyslových strojích, jako jsou tiskařské stroje, balicí stroje a textilní stroje.

Kompozitní materiály

Kompozitní pouzdra kombinují několik materiálů. Tato ložisková pouzdra mají často kovové pouzdro a plastový, keramický nebo bronzový vnitřní kroužek. Použití kompozitních materiálů umožňuje dosáhnout vysoké únosnosti, odolnosti proti opotřebení, lepšího odvodu tepla a odolnosti proti korozi, což z nich činí optimální volbu pro aplikace s náročnými provozními podmínkami a vysokým zatížením.

Plasty

Plastová ložisková pouzdra se upřednostňují v aplikacích, které vyžadují nízkou hmotnost, odolnost proti korozi a nízké tření. Plasty jsou nenáročné na údržbu a mají dobrou chemickou odolnost. Jsou vhodné pro aplikace s krátkými sekvencemi pohybů při nízkých rychlostech, například v domácích spotřebičích. Plastová pouzdra se používají v potravinářském průmyslu díky své odolnosti vůči detergentům a potravinářské trvanlivosti a v textilním průmyslu díky své odolnosti vůči chemikáliím. Ve zdravotnické technice se používají kvůli svým dobrým kluzným vlastnostem, například v kloubech protéz.

Kluzná pouzdra z PTFE mají vynikající kluzné vlastnosti a vysokou chemickou odolnost. Tento plast je také velmi odolný vůči teplotám. Taková pouzdra se často používají v zařízeních pro chemické procesy, čerpadlech a ventilech. Polyamid (PA) je dalším plastem, který se běžně používá pro kluzná ložiska, a to díky své vysoké odolnosti proti opotřebení a dobrým kluzným vlastnostem. V automobilovém průmyslu se PA ložisková pouzdra používají například v závěsech, tlumičích a dalších dílech, které vyžadují vysokou nosnost. Pro své dobré elektroizolační vlastnosti se používají v elektromotorech a generátorech. Používají se také v balicích a plnicích strojích díky své dobré chemické odolnosti a potravinářské trvanlivosti.

Keramika

Keramická ložiska se často používají v extrémních prostředích. Keramická ložiska jsou vhodná pro aplikace, kde běžné ložiskové materiály narážejí na své limity. Keramická kluzná ložiska jsou extrémně tvrdá a odolná proti opotřebení. Jsou odolná vůči korozi a vysokým teplotám. Jsou proto obzvláště vhodná pro použití při vysokých rychlostech, otáčkách a zatíženích, například ve vysokorychlostních motorech a turbínách.

Ložisková pouzdra jsou k dispozici s různými povlaky, které mají specifické vlastnosti a mohou dále zlepšit výkon pouzdra. Jedním z běžných povlaků je zinek. Zinkové povlaky, jako je zinkovo-niklový povlak, poskytují dobrou ochranu proti korozi a jsou levné. Dalším běžným povlakem je měď. Měď má vynikající tepelné vlastnosti a může zlepšit odvod tepla. Může také zvýšit odolnost proti opotřebení a snížit tření. Cín je měkký kov, který poskytuje dobrou odolnost proti korozi a často se používá jako mazivo. Může zlepšit třecí vlastnosti a prodloužit životnost pouzder.

Pro aplikace vyžadující vysokou odolnost proti opotřebení se často používá bronzový nebo ocelový povlak . Časté jsou také povlaky z plastů, které mohou mít samomazné vlastnosti. Teflonový povlak (PTFE) snižuje tření a zlepšuje kluzné vlastnosti. Je také chemicky odolný a lze jej použít v drsném prostředí. Povlak disulfidu molybdenu zlepšuje mazání. Povlak DLC (Diamond-Like Carbon) zajišťuje extrémně vysokou tvrdost povrchu, a tím i vysokou odolnost proti opotřebení.

Kluzná ložiska jsou ideální pro aplikace s vysokým zatížením a pomalým rotačním pohybem, jako jsou větrné turbíny, mosty, lodní pohonné systémy a průmyslové stroje. Používají se v mnoha průmyslových odvětvích:

Automobilovém průmyslu

Kluzná ložisková pouzdra lze použít v konstrukčních částech sedadel, aby se zvýšil komfort a životnost sedadla. Mohou být použita v rámech sedadel, nastavovacích prvcích sedadel a opěradlech sedadel. V kolejnicích a seřizovačích sedadla umožňují plynulý pohyb sedadla bez tření a přesné nastavení polohy a sklonu sedadla. V konstrukčních částech sedadla pouzdra rovněž pomáhají snižovat hladinu hluku vznikajícího pohybem kovových částí. Díky své vysoké nosnosti a odolnosti proti opotřebení a únavě zajišťují dlouhou životnost mechanismů sedadla.

Kluzná pouzdra jsou obzvláště užitečná v oblastech, kde může docházet k vysokému namáhání a tření, jako jsou závěsy dveří, kapoty, zvedací dveře a kufry automobilů. Pouzdra umožňují efektivní pohyb závěsů. Pomáhají snižovat tření mezi kovovými částmi závěsu, což vede k menšímu opotřebení a delší životnosti závěsu. Pouzdra opět mohou pomoci snížit hlučnost pohybu závěsu. To vede k příjemnějšímu zážitku z jízdy a pomáhá snížit celkovou hladinu hluku ve vozidle.

Kluzná pouzdra jsou důležitými součástmi kloubových částí vozidel. V systémech řízení a odpružení umožňují plynulé a přesné ovládání. Používají se také v nápravách, závěsech kol a sloupcích řízení. Zde kluzná pouzdra rovněž pomáhají odvádět teplo a prodlužují životnost kloubů. Zajišťují rovnoměrné rozložení hmotnosti a pomáhají snižovat vibrace a hluk, což vede k lepší kvalitě jízdy.

Mechanické inženýrství

V čerpadlech, kompresorech a turbínách kluzná ložisková pouzdra podpírají rotující části a usnadňují otáčení hřídele. Používají se v různých průmyslových strojích, kde podpírají pohyblivé části.

Najdete je také v zemědělských strojích, jako jsou traktory a sklízecí mlátičky, a ve stavebních strojích, bagrech a jeřábech. V kolejových vozidlech podpírají nápravy. Ve stavebnictví umožňují pohyby v mostních konstrukcích a budovách.

Letectví a kosmonautika

Kluzná ložisková pouzdra se používají v leteckých motorech, kde podpírají rotující části motoru. V podvozcích letadel podpírají pohyblivé části, jako jsou kola a tlumiče nárazů. Používají se ve spojích konstrukčních prvků, jako jsou křídla letadel a výložníky kosmických lodí. V řídicích systémech umožňují ložisková pouzdra pohyb řídicích tyčí a dalších mechanických vazeb. Používají se také v kloubech soustav solárních článků a v mechanismech výložníků satelitních antén.

Větrná energie

V generátorech větrných turbín se k podepření rotujících částí používají kluzná ložisková pouzdra. Rotor větrné turbíny, který se otáčí kolem osy, je vybaven ložiskovými pouzdry. V převodovce větrné turbíny zajišťují kluzná ložiska účinný pohyb jednotlivých ozubených kol. Gondola větrné turbíny se může otáčet kolem osy věže, aby se optimálně postavila proti větru. I zde se používají kluzná pouzdra.

Elektronika

V elektronických zařízeních snižují kluzná pouzdra tření mezi pohyblivými částmi. Používají se v elektromotorech, ventilátorech a dalších mechanických součástech, které vytvářejí rotační pohyb. Ve ventilátorech zajišťují plynulé a tiché otáčení listů rotoru. Používají se také v mechanických klávesnicích, optických mechanikách a tiskárnách.

Domácí spotřebiče

V bubnech praček umožňují kluzná pouzdra plynulé otáčení. Používají se v rotujících ostřikovacích ramenech myček nádobí pro rovnoměrnou distribuci vody. Používají se také v kondenzátorech chladniček. Používají se v pohyblivých částech kuchyňských robotů, jako jsou mixéry, šlehače nebo odšťavňovače. V elektrických zubních kartáčcích umožňují vibrace hlavice kartáčku.

Automatizovaná montáž kluzných ložiskových pouzder se provádí pomocí automatizovaných montážních systémů, jako je například seřizovací hlava pro lisovací nástroje. Seřizovací hlava se instaluje přímo do lisovacího nástroje.

Proces montáže začíná automatickým podávacím systémem, který dopravuje kluzná ložisková pouzdra do nastavovací jednotky. Seřizovací hlava vtlačí pouzdra do obrobků a provede jejich přírubování.

Pohyb lisu uvádí do pohybu lisovací trn nastavovací hlavy, který přenáší lisovací sílu. Tím se pouzdro vtlačí do součásti. Montáž pouzdra kluzného ložiska probíhá ve dvou pracovních krocích. V prvním kroku, který probíhá současně se zasunutím pouzdra, se hladké pouzdro ohne o 45 stupňů. Zde děrovací hlava přesně umístí ložiskové pouzdro do součásti, zatímco se modul předsazení ohne přes horní okraj.

Na okraj pouzdra se nasadí obrubovací nástroj a poté se silou přitlačí. Tím se materiál pouzdra zdeformuje a přitlačí ke stěně pilotního otvoru v součásti, čímž pouzdro drží na místě.

V jedné z dalších nástrojových stanic je umístěn modul čelního obrubování, který obrubuje pouzdro o 90 stupňů a současně kalibruje vnitřní průměr. Tím je zajištěna přesná opakovatelnost procesu lemování. Olemování kluzných ložiskových pouzder slouží nejen k vyztužení límcových pouzder, ale také vytváří druhou kluznou plochu na straně s přírubou a zajišťuje ji v součásti.

Po montáži probíhá kontrola přítomnosti pouzdra. Kontrola přítomnosti ověřuje, zda je nákružkové pouzdro v součásti přítomno.

Automatizovaná montáž kluzných ložiskových pouzder pod lisem nabízí mnoho výhod. Zaprvé zvyšuje rychlost výroby, protože výrobní proces pokračuje bez přerušení. Zrychluje výrobu a zvyšuje efektivitu, protože montážní systémy mohou pracovat nepřetržitě. Díky přesnému nastavení snižuje automatizovaná výroba chybovost lidského faktoru, čímž se zlepšuje kvalita výrobků.

Kromě toho se snižují výrobní náklady, protože je zapotřebí méně ruční práce. Automatizace také minimalizuje fyzickou zátěž zaměstnanců a zajišťuje bezpečnost práce. Kromě toho umožňuje konzistentní a nepřetržitou výrobu, což vede ke zvýšení produktivity.

Automatizací lze v konečném důsledku dosáhnout vyššího využití lisu, což výrazně zvyšuje efektivitu. V neposlední řadě je automatizovaná montáž šetrnější k životnímu prostředí, protože produkuje méně odpadu.

Kompletní zpracování pouzdra kluzného ložiska v lisu také znamená, že mezi jednotlivými pracovními kroky není nutné žádné skladování. Tím se snižují náklady na skladování a logistiku. Všechny kroky zpracování se provádějí přímo v nástroji. To znamená, že není nutná žádná navazující operace.

Při výběru správného ložiskového pouzdra je třeba zohlednit některá základní kritéria. Při návrhu je třeba zohlednit velikost a tvar pouzdra a přizpůsobit je součásti, ve které bude použito. Je důležité přesně určit správný vnitřní a vnější průměr a délku pouzdra.

Ložiskové pouzdro by mělo být vyrobeno z materiálu, který splňuje požadavky dané aplikace. Výběr materiálu závisí do značné míry na konkrétních požadavcích, jako je nosnost, teplota okolí a požadovaná trvanlivost. Při vysokých otáčkách nebo zatíženích mohou některé materiály selhat nebo se rychle opotřebovat. Pokud bude ložiskové pouzdro používáno v prostředí s vysokými teplotami, korozí nebo jinými náročnými podmínkami, mělo by být vyrobeno z materiálu, který těmto podmínkám odolá.

Je důležité si uvědomit, že výběr správného materiálu pro kluzné pouzdro může ovlivnit potřebu mazání.

V úvahu může být brána i cena. Kvalitnější ložisková pouzdra bývají sice dražší, ale pokud vydrží déle a vyžadují méně údržby, mohou být z dlouhodobého hlediska cenově výhodnější. Některá pouzdra vyžadují pravidelnou údržbu, zatímco jiná jsou bezúdržbová. Výběr závisí na tom, jak velká údržba je přijatelná.

Kluzná ložiska jsou v průmyslu nepostradatelnou součástí. Poskytují spolehlivá a účinná řešení v široké škále aplikací, od automobilového průmyslu až po domácí spotřebiče. Kluzná ložiska snižují tření, zlepšují energetickou účinnost a jsou často preferovanou volbou díky své trvanlivosti a nenáročnosti na údržbu. Hrají klíčovou roli při udržování hladkého provozu.

Automatická montáž kluzných ložiskových pouzder pod lisem se ukázala jako efektivní a spolehlivá. Zvyšuje rychlost výroby a minimalizuje chyby, což vede ke zlepšení celkové kvality výrobků. Použitím efektivních technologií lze optimalizovat montážní procesy a efektivněji využívat zdroje. Navzdory počátečním investicím do automatizačních technologií se z dlouhodobého hlediska vyplatí díky vyšší produktivitě a kvalitě. Je proto vhodné vydat se touto cestou automatizace.