Témata
Reklama

EMO Hannover počtvrté – Vřetena a vřetenová ložiska

06. 02. 2008

Dnešní poohlédnutí po loňské výstavě výrobních strojů, nástrojů a příslušenství EMO jsme věnovali této komoditě. V oblasti vřeten a jejich komponent se letos v Hannoveru na veletrhu EMO 2007 potvrdily trendy, které v oblasti vřeten trvají již delší dobu a které se neustále prolínají celým oborem obráběcích strojů: spolehlivost, snižování nákladů (pořizovacích i provozních) a orientace na aplikaci.

Tento článek je součástí seriálu:
Světové veletrhy obráběcí techniky
Díly
Doc. Petr Kolář

Inženýrský i doktorský titul v oboru Výrobní stroje a zařízení získal na Fakultě strojní ČVUT v Praze. Zde se i následně habilitoval. Od roku 2001 pracuje ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii (RCMT), které je od roku 2012 organizační součástí Ústavu výrobních strojů a zařízení FS ČVUT. V letech 2015-2019 pracoviště vedl. Působí též na Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky, ČVUT v Praze a na Fraunhofer IWU Dresden. Odborně se zabývá výzkumu a spolupráci s průmyslovými firmami v tématech dynamického chování výrobních strojů, chytrými výrobními stroji a Průmyslem 4.0.

Vřetenová ložiska

Obecně lze říci, že výrobci vřetenových ložisek ve srovnání se stavem na EMO 2005 upevnili v minulých dvou letech své pozice v této oblasti. Ačkoliv všechny firmy nabízejí podobně rozsáhlé portfolio výrobků, každá firma dává důraz na jinou část výrobního programu, kterou považuje za obchodně zajímavou. Napříč výrobním programem všech firem však existují tři výrazná témata:

  • orientace na optimální mazání ložisek;
  • optimalizace kontaktní geometrie ložiska a geometrie klece;
  • řešení pro uložení zadního konce vřetena.

SKF

Stánku firmy SKF dominovala propagace mazacích systémů. Firma koupila v roce 2004 výrobce mazacích systémů firmu Vogel, která je nyní v koncernu SKF dominantním výrobcem řešení pro mazání ložisek. Na EMO byly prezentovány četné systémy mazání systémem olej-vzduch (obr. 1) a nový systém domazávání ložisek tukem (obr. 2). Do tubusu poblíž ložiska je zastavěn váleček obsahující mazivo a elektrotermické čerpadlo pracující na principu tepelné roztažnosti. Jednotka čerpadla vytlačí při jednom zdvihu 6 mmStánku firmy SKF dominovala propagace mazacích systémů. Firma koupila v roce 2004 výrobce mazacích systémů firmu Vogel, která je nyní v koncernu SKF dominantním výrobcem řešení pro mazání ložisek. Na EMO byly prezentovány četné systémy mazání systémem olej-vzduch (obr. 1) a nový systém domazávání ložisek tukem (obr. 2). Do tubusu poblíž ložiska je zastavěn váleček obsahující mazivo a elektrotermické čerpadlo pracující na principu tepelné roztažnosti. Jednotka čerpadla vytlačí při jednom zdvihu 6 mm3 maziva, které se dostane k valivým elementům otvory ve vnějším kroužku ložiska. Zásobník maziva má celkový objem 2,5 cm3. Kompaktní rozměry umožňují v případě větších ložisek umístit po obvodu více mazacích jednotek.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1: Prezentace mazacích systémů SKF-Vogel
Obr. 2: Domazávací jednotka SKF-Vogel

V oblasti vřetenových ložisek nabízí firma jako svou vlajkovou loď ložiska série Nitroalloy. Tato ložiska s keramickými kuličkami, klecí z materiálu PEEK a kroužky ze speciální jemnozrnné oceli dosahují rychloběžnosti ndm do 1,8 · 106 v případě mazání tukem a 3 · 106 při mazání systémem olej-vzduch. Pro uložení zadních konců vřeten s požadavkem velké tuhosti firma SKF nabízí jako řešení hybridní válečková ložiska, která dosahují otáčkového čísla ndm do 0,8 · 106 při mazání tukem a 0,9 · 106 při mazání systémem olej-vzduch.

Z hlediska inovací v oblasti ložisek tak v případě firmy SKF je výrazná především informace o koupení firmy SNFA v roce 2006. Výrobní program vřetenových ložisek SKF a SNFA bude vedle sebe existovat paralelně. Ložiska SNFA se vyznačují odlišnou vnitřní geometrií, která je vhodná pro vysoce rychloběžné aplikace.

FAG

V oblasti konstrukce ložisek byly prezentovány novinky mezi ložisky s plovoucím vnitřním kroužkem (floating displacement). Nyní je možno tato ložiska objednávat také v sadě více kusů se sladěnými tolerancemi tak, aby byl zabezpečen bezproblémový chod těchto paralelně umístěných ložisek (obr. 3). Dále je možno ložiska objednat s definovanou radiální tolerancí. To umožňuje při opravách vřeten objednat kus podle konkrétního rozměru hřídele.

Obr. 3: Ložisková sada s plovoucími vnitřními kroužky (FAG)

Kromě ložisek s plovoucím vnitřním kroužkem firma FAG prezentuje také válečková ložiska jako dobré řešení pro uložení zadního konce vřetena. Na EMO vystavovala inovovanou sérii jednořadých hybridních válečkových ložisek s otáčkovým rozsahem s klecí z PEEK (obr. 4). Nová klec s lepším vedením a optimalizovaným kontaktem valivého elementu a oběžných drah má rozšířený otáčkový rozsah proti předchozímu provedení až o 50 %.

Obr. 4: Inovovaná válečková hybridní ložiska FAG

Také u firmy FAG je velká pozornost věnována mazání ložisek. Firma ve veletrhu informovala o novém optimalizovaném způsobu mazání ložisek tukem. Při tradiční postup je mazivo do ložiska zavedeno z jedné strany. Podstatou nového postupu je namazání ložiska menším množstvím maziva ze dvou stran. To přispívá k lepšímu rozvrstvení maziva v ložisku, což ve výsledku přináší nižší provozní teploty.

NSK

Novinkou v konstrukci ložisek byla inovovaná řada hybridních válečkových ložisek. Ty mají nyní upravenou klec se širšími okraji, takže klec je přesněji vedena vůči kroužku a zaručuje lepší stabilitu válečků při rotaci.

Obr. 5: Rozvody mazacího tuku od centrální mazací jednotky NSK
Obr. 6: Centrální jednotka firmy NSK pro domazávání tukem

UKF

Berlínská firma UKF vystavovala ucelený program standardních i speciálních vřetenových ložisek. V oblasti vřetenových ložisek se standardními rozměry má firma přímou konkurenci ve velkých hráčích na trhu, a proto se více soustředí na speciální a zákaznická řešení ložisek.

Zajímavým řešením pro uložení zadních konců vřeten jsou dvouřadá kuličková ložiska s plovoucím vnitřním kroužkem (obr. 7). Ložiska jsou standardně nabízena s kuželovým otvorem, který umožňuje jednodušší způsob předepnutí ložiska než válcový.

Obr. 7: Dvouřadé ložisko s plovoucím kroužkem (UKF)

Ostatní výrobci ložisek

Vřetena

  • diverzifikace použití – návrh vřeten s ohledem na konkrétní aplikaci;
  • rozšíření elektrovřeten a integrovaných konstrukčních provedení prakticky do všech oblastí obráběcích strojů;
  • optimalizace pohonů – více výkonu v menším zastavěném prostoru;
  • zlepšení chlazení motorů – uzavřené konstrukce statorů, které jsou lépe chlazeny;
  • integrovaná diagnostika jako standard.

Diverzifikace použití vřeten

Rostoucí podíl elektrovřeten

Zaměření na vlastnosti motorů

Shrnutí

Vývoj v oblasti ložisek je zaměřen na mazání a optimalizaci vnitřní konstrukce ložiska, které mají přinést snížení produkce tepla za chodu. Intenzivní vývoj probíhá na poli motorů s cílem zmenšit rozměry.

Tyto výsledky byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy v rámci podpory projektu výzkumu a vývoje 1M0507.

Ing. Petr Kolář

VCSVTT, ČVUT v Praze, Fakulta strojní

P.Kolar@rcmt.cvut.cz

www.rcmt.cvut.cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 80117
Datum: 06. 02. 2008
Rubrika: Inovace / Pohony
Seriál
Firmy
Související články
Svět mobility se mění

Společnost Schaeffler představila optimalizované pohony se spalovacími motory, které přispívají k dosažení klimatických cílů, jež plynou z Pařížské klimatické dohody. Další novinkou v jejím portfoliu jsou elektromotory dotažené do stavu připravenosti na sériovou výrobu.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Související články
Jak se vyvíjí a vyrábí proudový motor?

V letošním roce uvedla První brněnská strojírna Velká Bíteš (PBS) na trh nový turbínový motor PBS TJ150. Jedná se o proudový motor, u kterého se výkon, resp. tah motoru uvádí v jednotkách Newton. Maximální tah tohoto motoru činí 1 500 N. Je to již pátý typ proudového motoru, který tato exportně orientovaná firma dodává na zahraniční trhy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Špičkové technologie pro letectví a kosmonautiku

Jako jedno z nejinovativnějších a nejprogresivnějších odvětví na světě spojuje letectví a kosmonautika téměř všechny dnešní špičkové technologie. Elektronika a robotika se zde setkávají v měřicí, regulační a řídicí technice. Přitom se letectví a kosmonautika v první řadě ujímají vývoje a provozu leteckých objektů, jako jsou letadla nebo speciální kosmické dopravní prostředky a družice.

Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Optimalizace koncepce pohonu strojů

Pomocí celkové dynamické simulace různých vzájemně působících posuvových systémů stroje může být již v návrhu posuzována vzájemná souhra mezi jednotlivými souřadnými osami. Dále je možné pomocí takové simulace navrhnout cenově příznivý koncept celkového pohonu menších rozměrů s vysokou přesností.

Inteligentní motor střižený na míru

Mechatronická pohonná jednotka g350 představuje nový kompaktní mechatronický pohonný balíček, který firma Lenze uvádí na trh ve třech výkonnostních provedeních. Zařízení je koncipováno speciálně pro horizontální přepravní techniku.

Navrhování ložisek s využitím systémových znalostí

Společnost Schaeffler uvedla novou verzi svého výpočetního softwaru Bearinx 10.0. Ten nyní zahrnuje i novou řadu toroidních ložisek TORB a přináší nové funkce také v zákaznických verzích.

Klínové řemeny pro pohony obráběcích strojů

Klínové řemeny ContiTech Conti V jsou určeny pro vysoká zatížení a osvědčují se ve ztížených provozních podmínkách. Snadno se instalují a vyznačují se nízkou hlučností v širokém spektru aplikací.

Najít svou konkurenční výhodu

„Najít svou konkurenční výhodu je v dnešní době zásadní,” říká v rozhovoru Ing. Radek Socha, ředitel SKF CZ, a. s.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit