Łożysko należy do ważnych części składowych wielu maszyn. Często bywa tzw. elementem krytycznym, a jego sprawność ma istotny wpływ na bezawaryjne działanie całych podzespołów, a nawet maszyn, dlatego w urządzeniach tych eksploatacja łożysk jest szczególnie kontrolowana, na przykład za pomocą przyrządów pomiarowych typu czujniki drgań lub 
kamery termowizyjne. Ponieważ metody te są czasami bardzo drogie w porównaniu z całym węzłem łożyskowym, w wielu przypadkach wymienia się łożyska profilaktycznie, unikając nagłych awarii i drogich przestojów w pracy.
Uszczelnienia w łożyskach czasem znacznie zwiększają ich fukcjonalność
Od łożysk zależy więc bardzo dużo. Trzeba dążyć do usprawniania ich eksploatacji, a tym samym do maksymalnego wydłużania trwałości ich pracy. Prowadzonych jest wiele różnych badań, powstają nowe technologie, które wdrażają producenci łożysk. Należy zawsze pamiętać, że o usprawnianiu pracy łożysk decyduje sam węzeł łożyskowy, a dokładnie parametry techniczne, które musi spełniać łożysko, ze szczególnym uwzględnieniem wszelkich eksploatacyjnych niedogodności, które są przyczyną skrócenia czasu jego pracy, takich jak: zabrudzenie, zbyt wysoka temperatura czy wieloaspektowe problemy ze smarowaniem.
Niemal od początku badań nad łożyskami zwrócono uwagę na te niedogodności eksploatacyjne, które ujęto w normy ISO (np. norma ISO 281§4 o wpływie temperatury i zanieczyszczenia na trwałość eksploatacyjną łożysk). Na przykład łożyska, które mogłyby długie lata pracować w środowisku niezanieczyszczonym, pracują tylko kilka miesięcy w środowisku silnego zabrudzenia. W tym przypadku nie pomoże unowocześnianie zmierzające do podnoszenia klasy dokładności. Skutecznym lekarstwem na podwyższenie trwałości łożysk w takich warunkach jest przede wszystkim ochrona elementów tocznych i bieżni toczenia przed zanieczyszczeniem.
Na przykładzie zanieczyszczonego środowiska pracy łożysk widać, że uszczelnienia odgrywają w łożyskach tak samo istotną rolę jak każdy inny czynnik, np. gatunek stali, rodzaj i ilość środka smarującego, dokładność wykonania zgodnie z normami. Czasami od dobrego uszczelnienia zależy prawie wszystko.
Najczęściej stosowane są dwie grupy uszczelnień łożysk, tzw. wewnętrzne – wbudowane w łożysko i osadzone pomiędzy jego pierścieniami, oraz zewnętrzne – uszczelniające łożysko czy węzeł łożyskowy od zewnątrz.
Są dwa główne rodzaje uszczelnień wewnętrznych:
-
metalowa blaszka zabezpieczająca – Z/ZZ,
-
gumowo-metalowa uszczelka osadzona na pierścieniu zewnętrznym typu RS/2RS, modyfikowana przez różnych producentów m.in. pod względem odporności na środki agresywne czy na zużycie w wyniku tarcia.
Blaszkę Z zaliczamy do uszczelnień bezstykowych, ponieważ nie dotyka ona pierścienia wewnętrznego, zaś uszczelka gumowa RS reprezentuje grupę uszczelnień stykowych, ocierających pierścień wewnętrzny w czasie obrotu.
W ramach udoskonalania techniki uszczelnień łożysk, mającej na celu wydłużanie trwałości ich eksploatacji, producenci poczynili kroki w kierunku dodatkowych rozwiązań, do których można m.in. zaliczyć uszczelnienia bezstykowe LB/LLB oraz stykowe D/DD lub LU/LLU. W rozwiązaniach tych wykorzystano uszczelkę RS z tą modyfikacją, że końcówki uszczelki umieszczone są w rowku osadczym na pierścieniu wewnętrznym. W uszczelnieniu bezdotykowym typu LB uszczelka jest zawieszona w rowku i nie dotyka pierścienia, dzięki temu oprócz lepszego efektu ochrony elementów tocznych istnieje możliwość wykorzystania łożyska przy wysokich obrotach, przez co nie wzrasta zbytnio temperatura pracy jak w przypadku RS, np. w silnikach elektrycznych czy przekładniach.
Jeszcze lepsze zabezpieczenia zapewniają uszczelnienia stykowe jednowargowe typu D/DD – w łaścicielem tej technologii jest koreański producent KBC-FAG Bearings Korea Corp., należący razem z INA i FAG do koncernu Schäflera.
Zaletą D/DD jest bardzo dobre uszczelnienie przy zminimalizowanym tarciu. KBC produkuje seryjnie te łożyska w klasie CMQ lub CMM o niskim poziomie głośności, nadające się do wysokoobrotowych aplikacji, np. w silnikach elektrycznych, wentylatorach, przekładniach.
Najbardziej szczelnym rozwiązaniem z serii RS jest technologia LU/LLU oparta na dwuwargowej uszczelce prowadzonej w rowku osadczym. Zaletą tej uszczelki jest bardzo dobra szczelność, wadą zaś – stosunkowo duże tarcie.
Nowe technologie uszczelnień sprawdzają się w wielu branżach przemysłu, gdzie łożyska narażone są na zanieczyszczenia, styczność z wodą czy płynami powodującymi zanieczyszczenie lub wypłukiwanie środka smarnego. Wymienić tutaj można przykładowo szeroko pojęte górnictwo, przemysł rolniczy i spożywczy.
Mając duże doświadczenie w zakresie techniki łożyskowania, m.in. w technice uszczelnień łożysk, ABEG Holding Germany oferuje serwis doradczy w zakresie doboru łożysk, ich optymalizacji techniczno-ekonomicznej oraz rozwiązań technicznych. Dzieląc łożyska na cztery klasy funkcjonalne: Premium, Supra, Eco i EasyRoll, w oparciu o dane węzła łożyskowego trafnie dobiera łożysko, maksymalnie wydłużając trwałość eksploatacyjną i minimalizując koszty nakładu. Na przykład w krążniku przenośnika taśmowego nieopłacalne jest wbudowywanie łożyska klasy Premium z opisywanym uszczelnieniem D lub LU. Można natomiast popularnie stosowane łożyska klasy EasyRoll zastąpić nieco droższymi łożyskami Eco z uszczelnieniem D, co związane jest z większym nakładem finansowym. W efekcie jednak już po roku inwestycja się zwraca, bowiem innowacyjne rozwiązanie zapewni dłuższą eksploatację krążników. Takie praktyczne przykłady można by mnożyć w nieskończoność. Na dobrą sprawę nie łożysko jest rozwiązaniem opisywanego problemu, ale właściwie dobrane uszczelnienie, które w tych przypadkach jest lekarstwem na podwyższenie trwałości eksploatacyjnej łożysk.
Oferowane przez ABEG tzw. modułowe podejście do techniki łożyskowania zapewnia skomponowanie (z różnych elementów wchodzących w skład łożysk, takich jak: uszczelnienia, środek smarny, luz, stal z różnymi technikami hartowania, powłoki) łożyska, które wymagane jest w danym węźle łożyskowym. Modułowy dobór łożysk z jednej strony wydłuża trwałość eksploatacyjną, z drugiej zaś podnosi stopień niezawodności całego węzła, a tym samym urządzenia, i pozytywnie wpływa na opłacalność procesu produkcji.
dr Krystian Ternka
ABEG Area Sales Manager
