Přemýšleli jste někdy o tom, proč se elektromotor nebo kolečka vašich inline bruslí točí tak snadno a potichu? Odpověď najdete v mnohdy malém zařízení s názvem ložisko. To se vyskytuje skoro ve všech zařízeních, které používáte každý den. Bez ložisek bychom neustále vyměňovali všechny součástky, které se točí a které by se bez nich zadřely. Ve článku se dozvíte, jak ložisko funguje a jaké jsou druhy.
Jak ložisko pracuje
Koncept ložiska vychází z jednoduchého poznání: s předměty se pohybuje snadněji v případě, že máme k dispozici kolo, které se točí, než když předmět přemísťujeme pouze třením. Například v každém kole vašeho auta je schované ložisko a tak se auto pohybuje snadno. Představte si, že by auto mělo namísto kol třeba lyže – bylo by mnohem obtížnější s autem pohnout po hrubém asfaltu…
Rozdíl je v tom, že když předměty po sobě kloužou, třením mezi nimi vzniká síla, která pohyb znesnadňuje. Pokud se ale oba povrchy mohou po sobě „převalovat“, tření se výrazně sníží.
Jednoduché ložisko snižuje tření pomocí hladkých kuliček nebo válečků. Ty mají kolem sebe hladkou kovovou „obruč“, která vymezuje místo pro volné točení kuliček. Válečky nebo ložiskové kuličky „nesou“ zátěž, což umožňuje plynulé otáčení s minimem tření.
Axiální a radiální ložisko
Ložiska se obvykle musí vypořádat se dvěma druhy zatížení, radiálními a tahovými (axiálními). V závislosti na tom, kde je ložisko používáno, může dojít k zatížení radiálnímu nebo axiálnímu nebo ke kombinaci obou.
Radiální
Ložisko označené jako radiální je uzpůsobené pracovat například v elektromotoru nebo v řemenici, kde ložisko snižuje tření pro zatížení ze shora do středu. (Síla jen z napětí klínového řemenu, který spojuje obě řemenice).
Axiální
Ložisko axiální se hodí všude tam, kde je třeba snižovat tření pro sílu působící „do boku“. Například v otočné barové stoličce bude třeba axiální ložisko, protože na něho bude působit váha konzumenta.
Kombinace axiální a radiální
Ložiska pro radiální a axiální zatížení najdete třeba v kole automobilu, kde na ložisko působí váha vozidla v radiálním směru a při průjezdu zatáčkou ve směru axiálním.
Další typy ložisek
Existuje mnoho typů ložisek, které se používají pro různé účely. Patří sem kuličková ložiska, válečková ložiska, kuličková axiální ložiska, axiální válečková ložiska, kuželíková a soudečková ložiska.
Kuličková ložiska
Kuličková jsou pravděpodobně nejběžnějším typem ložiska. Najdou se ve všem od inline bruslí až po pevné otočné disky. Tato ložiska dokáží zpracovat jak radiální, tak i axiální zatížení a obvykle se vyskytují v zařízeních, kde je třeba zatížení relativně malé.
U kuličkového ložiska se zatížení přenáší z vnější „obruče“ na vnitřní. Vzhledem k tomu, že koule je koule, ke kontaktu dochází pouze v malém bodě – to napomáhá hladkému otáčení. To také ale bohužel znamená, že malé kontaktní místo neunese příliš velkou zátěž a pokud ložisko přetížíte, může se deformovat nebo jinak zničit.
Válečková ložiska
Valivá ložiska, viz obrázek, se používají v aplikacích, jako jsou válce dopravních pásů, kde musí vydržet silné radiální zatížení. V těchto ložiscích je kulička nahrazena válečkem, takže kontakt mezi vnitřní a vnější „obručí ložiska není bod, ale čára. Tím dochází k rozšíření zatížení na větší plochu, což umožňuje ložisku zpracovávat mnohem větší zatížení než snese kuličkové ložisko.
Jehlové ložisko
Jehlové ložisko je varianta ložiska válečkového. Válečky jsou nahrazeny „jehlicemi“ malého průměru, což předurčuje využití v zařízeních, kde je málo místa…
Axiální kuličkové ložisko
Axiální kuličková ložiska (viz obrázek) se používají v aplikacích, kde stačí nízké otáčky a není třeba velké radiální zatížení. Klasickým příkladem použití jsou otočné barové židličky…
Axiální válečkové ložisko
Axiální válečková ložiska snesou velké tlačné zatížení. Často se vyskytují v zařízeních, jako jsou převodovky automobilů – mezi ozubenými koly a mezi skříní a rotujícími hřídelemi.
Kuželíková ložiska
Kuželíkové ložiska snesou velké radiální i axiální zatížení. Zde jsou kuličky nebo válečky nahrazeny kuželíky (komolé kužely). Poměr axiálního a radiálního zatížení závisí na vzájemném úhlu os kuželíku a ložiska. Obvyklé použití je v páru obráceném v opačném směru – tedy je možné ovládat tah v obou směrech.
Soudečková ložiska
Soudečková ložiska se skládají ze dvou řad valivých elementů soudkovitého tvaru, které se pohybují ve dvou drahách. Soudečkové profily jsou odolné a mají velkou únosnost. Uvnitř ložiskového pouzdra jsou umístěny v párech a směřují v opačných směrech. Je to proto, aby zachycovaly zatížení v libovolném z obou směrů.