Izčrpen vodnik po stožčastih valjčnih ležajih

Stožčasti valjčni ležaji so bistveni za nemoteno in učinkovito delovanje strojev, saj zagotavljajo kritično podporo vrtečim se gredem, pri čemer obvladujejo aksialne in radialne obremenitve.

V tem izčrpnem vodniku bomo pregledali osnove o stožčastih valjčnih ležajih znanih tudi kot konusno valjčni ležaji, preučili njihove funkcije, konstrukcijo, materiale, vrste, obremenitve, vidne proizvajalce in drugo.

Zato vas vabimo, da nadaljujete z branjem in se nam pridružite, ko vam bomo predstavili najpomembnejše podrobnosti o stožčastih valjčnih ležajih ter poudarili njihovo ključno vlogo v različnih vrstah strojev.

Slika 1: Stožčasti valjčni ležaj

Kaj so stožčasti valjčni ležaji?

Stožčasti valjčni ležaji so natančno izdelani ležaji s kotalnimi elementi, ki so zasnovani za nemoteno in učinkovito vrtenje osi in gredi v strojih.

Za te ležaje je značilna edinstvena stožčasta oblika, sestavljajo pa jih notranji in zunanji obroč (stožec in čaša), stožčasti valji, kletka in čaša, v kateri so valji.

Stožčasta konfiguracija valjev omogoča povečano kontaktno površino, zaradi česar ležaji učinkovito prenašajo aksialne in radialne obremenitve hkrati.

Stožčasti valjčni ležaji najdejo široko uporabo v različnih panogah, saj zagotavljajo bistveno podporo za velike obremenitve in zmerne hitrosti, hkrati pa zagotavljajo vzdržljivost in zanesljivo delovanje v različnih okoljih. 

Funkcija stožčastih valjčnih ležajev

Stožčasti valjčni ležaji so odlični pri prenašanju velikih sil v radialni in aksialni smeri. Zato je ta vrsta ležajev odlična izbira za zahtevne aplikacije, pri katerih je bistvenega pomena vzdržljivost.

Dober primer stožčastih valjčnih ležajev, ki obvladujejo sile, opisane v konfiguraciji za velike obremenitve, je pesto kolesa avtomobila. Par stožčastih valjčnih ležajev skrbi za velike radialne in aksialne obremenitve, ki so povezane z vsakodnevnim delovanjem avtomobila, pri tem pa ohranja nizko trenje.

Drugi načini uporabe vključujejo:

1. Avtomobilska industrija: Menjalniki, diferenciali.

2. Industrijski stroji: Industrijski stroji: menjalniki, transportni sistemi, težka oprema.

3. Letalska in vesoljska industrija: pristajalna oprema za letala, sestavni deli motorjev.

4. Rudarska oprema: Drobilniki, transportni trakovi, bagerji.

5. Železniške aplikacije: Lokomotivski kolesni ležaji, sestavni deli železniških vagonov.

6. Gradbena oprema: Gradbeni stroji: bagri, nakladalniki, žerjavi.

7. Elektromotorji: izmenični in enosmerni motorji, generatorji, alternatorji.

8. Pomorska industrija: Pogonski sistemi, vitli, krmilni mehanizmi.

9. Naftna in plinska industrija: Črpalke, kompresorji, oprema za vrtanje.

10. Težki tovornjaki: Sestavi osi, menjalniki, sestavni deli krmiljenja.

11. Vetrna energija: ležaji glavne gredi v vetrnih turbinah.

12. Papirna in celulozna industrija: valji in pogoni v papirnicah.

13. Jeklarska industrija: Valjarne, oprema za predelavo jekla.

14. Tekstilni stroji: Stroji za predenje, tkalski stroji.

15. Proizvodnja električne energije: podpora turbinam v elektrarnah.

16. Medicinska oprema: Visoko natančne medicinske naprave.

17. Oprema za ravnanje z materialom: Viličarji, transportni sistemi.

18. Kmetijski stroji: Traktorji, kombajni, plugi.

19. Šport in rekreacija: pesta koles, rolke.

20. Predelava hrane: Prevozniki v proizvodnji hrane.

Ta seznam poudarja vsestranskost stožčastih valjčnih ležajev in prikazuje njihov pomen pri podpori in optimizaciji delovanja različnih strojev v različnih sektorjih.

Konstrukcija stožčastih valjčnih ležajev

Stožčasti valjčni ležaji imajo edinstveno konstrukcijo, ki jih razlikuje od drugih vrst ležajev. Ključni sestavni deli teh ležajev so:

             - skodelica: sestavljena iz zunanjega obroča.

             - stožec: sestavljajo ga notranji obroč, valjčki in kletka.

Valjčki so nagnjeni pod kotom in tvorijo stožčasto obliko, po kateri so ti ležaji dobili svoje ime. Kletka, ki je običajno izdelana iz jekla ali medenine, skrbi za enakomeren razmik valjev in preprečuje njihov neposreden stik, hkrati pa zagotavlja enakomerno porazdelitev obremenitve in nemoteno vrtenje.

Slika 2: Konstrukcija stožčastega valjčnega ležaja. Slika: SKF

Materiali stožčastih valjčnih ležajev

Visokokakovostno jeklo, kot je kaljeno visokoogljično kromovo jeklo, je najpogostejši material za notranji in zunanji obroč, ki zagotavlja trdnost in odpornost proti obrabi.

Sami valji so lahko izdelani iz različnih materialov, vključno s kromovim jeklom ali visokoogljičnim kromovim jeklom.

Pri naprednih aplikacijah pa so lahko valji izdelani iz materialov, kot je keramika, ki zagotavlja prednosti, kot sta manjše trenje in večja odpornost proti koroziji.

Nekateri proizvajalci ponujajo tudi napredne patentirane materiale za najzahtevnejše aplikacije. NSK (Nippon Seiko Kabushiki Kaisha) na primer ponuja "patentirane materiale, vključno z High TF in Super TF za zahtevnejše pogoje.

Vrste stožčastih valjčnih ležajev

Stožčasti valjčni ležaji so na voljo v različnih izvedbah, ki ustrezajo posebnim zahtevam uporabe. Dve glavni vrsti sta:

1. Enoredni stožčasti valjčni ležaji:

   - Sestavljeni so iz enega samega stožca in skodelice.

   - Idealni za aplikacije z zmernimi osnimi in radialnimi obremenitvami.

   - Široko se uporabljajo v avtomobilski industriji in industrijskih strojih.

Slika 3: Enoredni stožčasti valjčni ležaj. Slika: SKF

2. Dvoredni stožčasti valjčni ležaji:

   - Imajo dva sklopa stožca in skodelice, ki sta v paru.

   - Zasnovani so za večje aksialne in radialne obremenitve.

   - Običajno se uporabljajo v težkih aplikacijah, kot sta rudarska in gradbena oprema.

Slika 4: Dvovrstni stožčasti valjčni ležaji. Slika: SKF

To so glavne vrste, vendar lahko proizvajalci glede na zahteve uporabe ponudijo tudi druge možnosti. SKF (Svenska Kullagerfabriken AB) na primer ponuja usklajene stožčaste valjčne ležaje, štirinivojske stožčaste valjčne ležaje, bakrene deljene stožčaste valjčne ležaje in njihove posebne različice.

Obremenitve stožčastih valjčnih ležajev

Stožčasti valjčni ležaji so odlični pri hkratnem prenašanju aksialnih in radialnih obremenitev. Stožčasta oblika omogoča večji stik med valji in tekalnimi progami, kar enakomerneje porazdeli obremenitev.

Zaradi te lastnosti so primerni za aplikacije, kjer so pogoste velike obremenitve in spremenljive sile, kar zagotavlja zanesljivo in učinkovito delovanje v različnih okoljih.

Poleg tega imajo stožčasti valjčni ležaji sposobnost prenašanja kotnih obremenitev in spreminjajočih se kotnih obremenitev.

Pomembno je poudariti, da večji kot je kota stožčastega valjčnega ležaja, večjo potisno ali osno obremenitev lahko prenese, vendar bo prenesel manjšo radialno silo.

Zato je, če aplikacija zahteva večjo radialno nosilnost, bolje izbrati plitev kot.

Druga možnost je kombinacija več enovrstnih stožčastih valjčnih ležajev v tandemu ali uporaba dvojnih ali večvrstnih, da se spoprimejo z različnimi obremenitvami, ki so prisotne med delovanjem.

Znani proizvajalci stožčastih valjčnih ležajev

Več uglednih proizvajalcev je specializiranih za proizvodnjo visokokakovostnih stožčastih valjčnih ležajev. Ti proizvajalci so si pridobili ugled zaradi zagotavljanja natančno izdelanih ležajev za različne industrije. Nekatera ugledna imena v industriji vključujejo:

1. SKF (Svenska Kullagerfabriken AB):

   - Podjetje, ki slovi po svojih inovativnih ležajnih rešitvah in globalni prisotnosti.

2. Družba Timken:

   - Vodilni proizvajalec stožčastih valjčnih ležajev z dolgoletnim strokovnim znanjem.

3. NSK (Nippon Seiko Kabushiki Kaisha):

   -  Svetovno priznani ponudniki visokozmogljivih rešitev na področju ležajev.

4. Korporacija NTN:

   - Japonsko podjetje, znano po svoji raznoliki ponudbi ležajev, vključno s stožčastimi valjčnimi ležaji.

5. FAG (Fischer Aktien-Gesellschaft):

   - Nemška blagovna znamka, ki je sinonim za natančne ležaje in napredne tehnologije.

Zaključne besede o stožčastih valjčnih ležajih

Na koncu naj povem, da je razumevanje osnov o stožčastih valjčnih ležajih nujno za vse, ki se ukvarjajo s stroji in strojništvom.

Od njihove edinstvene konstrukcije do ključne vloge pri obvladovanju obremenitev so ti ležaji sestavni del nemotenega delovanja neštetih aplikacij.

Če razmišljate o različnih možnostih na trgu, da bi našli zanesljive rešitve za svoje stroje, ste prišli na pravo mesto. Kontaktirajte nas in nam dovolite, da vam pomagamo pri pravilni izbiri.

Viri:

https://www.bmcbearing.com/blog/tapered-roller-bearings-what-you-need-to-know

https://www.skf.com/group/products/rolling-bearings/roller-bearings/tapered-roller-bearings

https://www.nskeurope.com/en/bearings/products/roller-bearings/taper-roller-bearings.html

https://tameson.com/pages/tapered-bearing#_vf85r34tq703