Prečo a kde sa ložiská používajú
Niekedy sú najužitočnejšie zariadenia vo fyzike a inžinierstve tie najjednoduchšie. Guličkové ložiská ukazujú, ako môžu byť kovové krúžky mimoriadne všestranné. Ako môžete vidieť na mnohých bežných predmetoch, ako sú vozidlá, bicykle, skateboardy a iné stroje, ktoré zahŕňajú pohyblivé kovové časti, ľudia po stáročia využívajú silu guľôčkových ložísk.
Použitie guľôčkových ložísk
Predstavte si, že sa kĺžete po mäkkom koberci v topánkach. Môže to byť ťažké kvôli treniu medzi kobercom a vašimi topánkami, ktoré môžu byť vyrobené z čohokoľvek vrátane kože, plastu, dreva alebo gumy. Ak by ste namiesto toho nosili ponožky, bolo by to oveľa jednoduchšie, pretože medzi mäkkým kobercom a materiálmi ponožiek je oveľa menšie trenie. Guličkové ložiská fungujú rovnakým spôsobom.
Guličkové ložiská znižujú trenie medzi zaťažením. Robia to preto, že sú to kovové guľôčky alebo valčeky, ktoré sa pohybujú po hladkom kovovom povrchu vo vnútornej slučke a vonkajšej slučke (niekedy označovanej ako krúžky). O mnohých aplikáciách guľôčkových ložísk sa môžete dozvedieť prostredníctvom ich fyziky. Guličkové ložiská nesú typy zaťaženia v radiálnom smere a tieto zaťaženia pôsobia kolmou silou na os otáčania guľôčkového ložiska.
Kĺzanie kovových guľôčok okolo slučiek guľôčkového ložiska vytvára trenie medzi predmetom a jeho povrchom, ktoré predmet spomaľuje. V niektorých prípadoch sa objekt blíži k zastaveniu. Tento mechanizmus umožňuje guľôčkovým ložiskám využitie v kladkových systémoch alebo rotačných systémoch, ktoré je potrebné ovládať. Napríklad koleso náboja auta využíva radiálne zaťaženie od hmotnosti auta a ťahu pri prechádzaní zákruty.
Vo všetkých prípadoch guľôčkových ložísk rovnováha medzi ťahom a radiálnym zaťažením spôsobuje, že guľôčkové ložiská znižujú trenie medzi guľôčkami vo vnútornom a vonkajšom krúžku a zvládajú zaťaženie predmetu. Guličkové ložiská prevezmú zaťaženie a prenesú ho z vonkajšieho krúžku na vnútorný, aby sa guľôčky v strede každého krúžku mohli ľahko otáčať.
Každá guľa je spojená s dvoma krúžkami, ale len tam, kde je to potrebné na zníženie trenia medzi komponentmi samotného guľôčkového ložiska. Z týchto dôvodov sú guľkové ložiská vytvorené na zníženie trenia a uľahčenie rýchlosti otáčania.
Typy guľkových ložísk
Typy guľôčkových ložísk sa značne líšia podľa použitého mechanizmu. Najpoužívanejším druhom je pevné jednoradové alebo radiálne guľkové ložisko. Táto konštrukcia spôsobuje, že guľôčky bežia v dráhach s hlbokými drážkami a usporiadanie guľkových ložísk s hlbokými drážkami im umožňuje niesť radiálne aj axiálne zaťaženie. Utesnené verzie guľôčkových ložísk sú trvalo mazané, aby sa znížila ich údržba.
Dvojradové guľkové ložiská používajú dva rady guľôčok. Konštrukcia dáva väčšiu tuhosť pohybu samotného ložiska. Nachádzajú sa v elektromotoroch, odstredivých čerpadlách a elektromagnetických spojkách. Niektoré guľôčkové ložiská sa vyrovnávajú spôsobom, ktorý umožňuje, aby hriadeľ zodpovedal za akékoľvek vychýlenie pod uhlom vzhľadom na puzdro guľôčkového ložiska.
Typ guľôčkového ložiska s kosouhlým stykom má jednu stranu vonkajšieho krúžku odrezanú, aby sa do neho vložilo viac guľôčok. Tieto ložiská potom dokážu udržať veľké množstvo axiálneho zaťaženia v jednom smere, ako aj použiť viac guľôčok v samotných ložiskách. To znamená, že ich inžinieri používajú v pároch v oboch smeroch na prenášanie ťažkých nákladov v usporiadaní, ktoré z nich robí dvojradové guľkové ložiská s kosouhlým kontaktom. Tieto typy guľôčkových ložísk sa líšia aj v závislosti od ich materiálu.
