Ciasteczka wykorzystywane przez serwis internetowy SKF

SKF uzywa na swoich stornach interentowych cookies w celu możliwie jak najlepszego dostosowywania prezentowanych informacji do preferencji odwiedzających, dotyczących między innymi regionu i języka. Czy wyrażasz zgodę na wykorzystywanie cookies przez SKF?

cookie_information_popup_text_2[150]

Konstrukcja układów tulei

Do najistotniejszych czynników, jakie należy uwzględnić przy wyborze materiału i wykończenia powierzchni współpracującej, po której ślizga się tuleja, należą warunki obciążenia takie jak jego wielkość, kąt oscylacji i typ ruchu oraz wpływ czynników środowiskowych. 

Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo korozji, współpracująca powierzchnia czołowa powinna być wystarczająco odporna. Korozyjne uszkodzenia powierzchni współpracującej oraz na przykład zanieczyszczenie ściernym pyłem będącym produktem ubocznym korozji zwiększają chropowatość powierzchni i przyspieszają zużycie. W takich okolicznościach należy rozważyć zastosowanie stali nierdzewnej lub obróbkę powierzchni taką jak chromowanie twarde, niklowanie galwaniczne czy utlenienie elektrolityczne.

Na tej stronie zamieszczono właściwe poszczególnym typom tulei zalecenia dotyczące następujących, znajdujących w danych przypadkach zastosowanie kwestii projektowych:

  • tolerancje wału i oprawy,
  • twardość i chropowatość wału,
  • materiał i wykończenie powierzchni współpracujących,
  • konstrukcja elementów współpracujących,
  • sposoby uszczelniania.
Tuleje brązowe lite
Tolerancja wału
od e7 do e8

Tolerancja oprawyH7

Chropowatość wału
Ra ≤ 1,0 µm

Twardość wału
od 165 do 400 HB


Tuleje brązowe spiekane
Tolerancja wału
od f7 do f8

Tolerancja oprawyH7

Chropowatość wału
Ra: od 0,2 do 0,8 µm

Twardość wału
od 200 do 300 HB


Tuleje brązowe zwijane
Tolerancja wału
od e7 do f8

Tolerancja oprawyH7

Chropowatość wału
Ra: od 0,4 do 0,8 µm

Twardość wału
od 150 do 400 HB


Tuleje z kompozytów PTFE i POM
Tolerancje wału

Tuleje z kompozytu PTFE o wymiarach metrycznych (tabela 1): 

  • d ≤ 75 mm: f7
  • d > 75 mm: h8

Tuleje z kompozytu POM o wymiarach metrycznych: h8 (tabela 2)

Tuleje z kompozytu PTFE o wymiarach calowych (tabela 3)

Tuleje z kompozytu POM o wymiarach calowych (tabela 4)

Tolerancje oprawy1)

Tuleje z kompozytu PTFE o wymiarach metrycznych (tabela 1):

  • D ≤ 4 mm: H6
  • D > 4 mm: H7

Tuleje z kompozytu POM o wymiarach metrycznych: H7 (tabela 2)

Tuleje z kompozytu PTFE o wymiarach calowych (tabela 3)

Tuleje z kompozytu POM o wymiarach calowych (tabela 4)

Chropowatość wału

Tuleje z kompozytu PTFE: Ra ≤ 0,4 µm; Rz ≤ 3,0 µm

Tuleje z kompozytu POM: Ra ≤ 0,8 µm; Rz ≤ 6,0 µm

Twardość wału

Tuleje z kompozytu PTFE: od 300 do 600 HB

Tuleje z kompozytu POM: od 150 do 600 HB

1) Podane w tabelach zalecane tolerancje i wzorcowe wartości graniczne obowiązują w odniesieniu do opraw żeliwnych i stalowych. W zastosowaniach z oprawami ze stopów lekkich wymagany może być większy stopień wcisku – ze względu na różnice w rozszerzalności cieplnej między oprawą i tuleją. Względnie zbyt duże rozszerzenie cieplne oprawy poskutkowałoby utratą ustalenia promieniowego tulei oraz nadmiernym wzrostem luzu roboczego. Gdyby zastosowanie ciaśniejszego pasowania z wciskiem nie było możliwe, tuleję można ewentualnie zabezpieczyć spoiwem. W szczególnych przypadkach konieczne może być wyeliminowanie ewentualności niedopuszczalnego wzrostu luzu roboczego poprzez dobranie odpowiedniej tolerancji wału.



Materiał i wykończenie powierzchni współpracujących
W przypadku łożyskowań ślizgowych obejmujących tuleje z kompozytów PTFE i POM do roli powierzchni współpracujących odpowiednie są zazwyczaj miękkie stale węglowe z oszlifowaną powierzchnią.
Do bardziej wymagających zastosowań SKF zaleca utwardzane (hartowane) powierzchnie współpracujące. Twardość powierzchni powinna w takich przypadkach wynosić co najmniej 500 HB (50 HRC). Jako alternatywę rozważyć można także chromowanie twarde, niklowanie galwaniczne lub inną metodę obróbki powierzchni. W każdym przypadku wartość Ra nie powinna przekraczać 0,3 μm (Rz ≤ 2 μm). Im wyższa jakość wykończenia powierzchni, tym lepsze właściwości poślizgu i powolniejsze zużycie.


Konstrukcja elementów współpracujących
Aby na powierzchni styku ślizgowego nie powstawały uskoki, szerokość powierzchni współpracującej musi być większa od faktycznej szerokości tulei – zwłaszcza w zastosowaniach, gdzie wskutek rozszerzenia cieplnego w kierunku osiowym nastąpić może przemieszczenie osiowe wału względem oprawy.
Montaż jest łatwiejszy, gdy – co jest wskazane – zakończenia wału i otwory oprawy mają sfazowanie wprowadzające pod kątem od 10 do 15° (rys. 1). Sfazowania ułatwiają wprowadzenie tulei i wału w otwór oprawy bez uszkadzania powierzchni styku ślizgowego.
Średnica otworu występu oporowego w oprawie przeznaczonego do osiowego ustalenia tulei powinna wynosić d + 0,8 mm lub więcej.
W przypadku tulei z kompozytu PTFE pracujących bez środka smarnego szczególnie ważne jest precyzyjne wyregulowanie położenia wszystkich łożysk. Jeżeli nie sposób uniknąć niewspółosiowości pomiędzy miejscami osadzenia łożysk, na etapie projektu należy podjąć kroki zmierzające do wyeliminowania ewentualności występowania niedopuszczalnie dużych naprężeń krawędziowych. W tym celu można na przykład odciążyć z obu stron miejsce osadzenia w otworze oprawy albo zastosować szerszą tuleję, wystającą z obu stron poza miejsce osadzenia w otworze oprawy (rys. 2).
Jeżeli niewspółosiowość musi być kompensowana i warunki eksploatacji pozwalają na użycie kompozytu POM, należy wybrać tuleje wykonane właśnie z tego materiału. Wierzchnią warstwę tego tworzywa można poddać minimalnej obróbce skrawaniem po zamontowaniu tulei w otworze oprawy.
Na wałach potrzebujących promieniowego (poprzecznego) podparcia i osiowego (wzdłużnego) ustalenia stosować można – zależnie od wielkości obciążenia osiowego – tuleje kołnierzowe (z obrzeżem) lub połączenie tulei z podkładką oporową (zob. rozdział Konstrukcja układów podkładek oporowych; rys. 3). Stosowanie tulei kołnierzowych lub podkładek oporowych jest korzystne również w przypadku niewielkich obciążeń osiowych oraz powierzchni nieodpowiedniej do przenoszenia parcia ze względu na niewłaściwy materiał lub jego wykończenie. Należy przy tym pamiętać, że powierzchnia współpracująca powinna całkowicie pokrywać powierzchnię styku ślizgowego obrzeża (kołnierza) tulei kołnierzowej. W łożyskowaniach z tulejami kołnierzowymi przejście między otworem oprawy a występem oporowym powinno być sfazowane – w taki sposób, aby nie stykało się z tuleją w miejscu zejścia z obrzeżem (rys. 4).


Sposoby uszczelniania
Uszczelnienia mogą znacząco wpływać na trwałość eksploatacyjną tulei kompozytowych. Przy doborze uszczelnień należy uwzględniać w szczególności konstrukcję oraz ilość dostępnego miejsca. Pod uwagę należy brać także uzasadnioną wysokość kosztów, bowiem na przykład kompozytowe tuleje gładkie mogą tolerować osadzone cząstki zanieczyszczeń, obecne zwłaszcza w warstwie kompozytu POM, co czyni je względnie niewrażliwymi na zanieczyszczenie. Tuleje tego typu zwykle nie wymagają szczególnego zabezpieczenia przed zanieczyszczeniami unoszącymi się w powietrzu.
Jednakże narażenie miejsca osadzenia tulei na silniejsze zanieczyszczenie rodzi potrzebę uszczelnienia go od zewnątrz i zabezpieczenia przed wnikaniem zanieczyszczeń. Skuteczne uszczelnienie łatwo jest uzyskać, kiedy funkcję uszczelniaczy pełnić mogą także sąsiadujące elementy (rys. 5).
Uszczelnienia promieniowe wału o niewielkiej wysokości przekroju poprzecznego – na przykład stosowane z łożyskami igiełkowymi uszczelnienia promieniowe wału o konstrukcji G – są w stanie odpowiednio skutecznie chronić większość kompozytowych łożysk ślizgowych (rys. 6). Jeżeli oczekiwania wobec węzła uszczelniającego są wysokie, konieczne może być użycie specjalnych uszczelnień gumowych, plastikowych lub wykonanych z podobnych materiałów, jakimi są na przykład zgarniacze SKF (rys. 7).
W warunkach silnego zanieczyszczenia – zwłaszcza w obecności piachu lub gliny – uszczelnienia gumowe i plastikowe mają zazwyczaj bardzo małą trwałość eksploatacyjną. W takich sytuacjach skuteczne uszczelnienie można uzyskiwać poprzez regularne dosmarowywanie (wymienianie smaru).

Tuleje z poliamidu PTFE
Tolerancja wału
od h8 do h9

Tolerancja oprawyH7

Chropowatość wału
Ra ≤ 0,8 µm

Twardość wału
od 100 do 300 HB


Tuleje z włókien zwijanych
Tolerancje wału
h8

Tolerancja oprawy
H7

Chropowatość wału

Ra: od 0,2 do 0,4 µm
Rz: od 1,0 do 2,0 µm

Twardość wału
≥ 490 HB (≥ 50 HRC)



Materiał i wykończenie powierzchni współpracujących
Do tulei z włókien zwijanych SKF zaleca w ogólności utwardzane (hartowane) powierzchnie współpracujące.
Profile z ostrymi krawędziami, charakteryzujące się na przykład wysokimi wartościami Rr, powodują intensywne zużycie nawet przy wartościach Ra mieszczących się w zalecanym przedziale. Zwiększona chropowatość powierzchni, jakkolwiek do ewentualnego przyjęcia w przypadku ruchu oscylacyjnego, wiąże się z intensywnym zużyciem, gdy tuleje kręcą się lub poruszają liniowo.
Dla pełnego wykorzystania potencjalnej trwałości eksploatacyjnej tulei niezbędne może być zoptymalizowanie powierzchni współpracującej. Najlepsze rezultaty zaobserwowano w przypadku polerowanych powierzchni poddanych chromowaniu twardemu, a także powierzchni naazotowanych.
Możliwość uzyskania odpowiedniej trwałości eksploatacyjnej w konfiguracji z powierzchnią współpracującą, której stan odbiega od zalecanego, trzeba sprawdzać w każdym przypadku indywidualnie.
Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, skontaktuj się z działem obsługi technicznej SKF do spraw zastosowań.


Sposoby uszczelniania
Zdolność tulei z włókien zwijanych do kompensowania obecności cząstek stałych osadzających się w zwijanym materiale włóknistym jest ograniczona. Dlatego trwałość eksploatacyjną tulei przeznaczanych do pracy w warunkach silnego zanieczyszczenia znacząco zwiększać mogą uszczelnienia. Bez uszczelnień zanieczyszczenia uszkadzają pasma warstwy z powierzchnią styku ślizgowego, a postępujące niszczenie struktury warstwy poślizgowej przekłada się na szybki wzrost stopnia zużycia. SKF zaleca stosowanie zgarniaczy SKF, umożliwiających pracę z prędkościami poślizgu właściwymi tulejom z włókien zwijanych, a przy tym chroniących powierzchnię styku ślizgowego przed wnikaniem ściernych zanieczyszczeń (rys. 7). Odpowiednimi uszczelnieniami mogą być też uszczelnienia promieniowe wału lub uszczelnienia promieniowe wału o niewielkiej wysokości przekroju poprzecznego


SKF logo