Jakost chodu pracovních vřeten obráběcích strojů při chodu naprázdno a při zatížení je charakteristickým znakem pro daný obráběcí stroj a pro požadovanou a očekávanou jakost obráběné součásti, u ložiskových výrobců zejména oběžných drah kroužků a připojovacích rozměrů (čel, povrchu, díry), respektive jakosti povrchu valivých těles čárového styku. Přesnost chodu při otáčení vřetene je určena odchylkou (házením) osy otáčení od jeho osy. Chyby vzniklé při otáčení vřeten se dají snížit na minimum, ale jejich příčiny nejsou vždy snadno zjistitelné. Vlivem působení vnějších sil při obrábění součástí přichází další vlivy, které způsobují přídavné úchylky osy otáčení od osy vřetene, způsobené zejména pružnými deformacemi součástí celé konstrukce.
Druh těchto chyb chodu je možno omezit jak vhodným konstrukčním uspořádáním uložení vřetene, tak i dalšími způsoby, zejména druhem valivých ložisek. Vysoká statická tuhost vřetene je základem pro dobré dynamické vlastnosti stroje, ačkoliv při zatížení v procesu obrábění mohou působit ještě další vlivy - např. kvalita brusných nástrojů, vyvážení a schopnost tlumení. Společně s podklady nutnými i pro výpočet pružení valivých ložisek v uložení je možno si vytvořit diagramy, s jejichž pomocí lze jednoduše vypočítat optimální vzdálenosti valivých ložisek a právě tak maximálně docílitelnou tuhost vřeten.
Přesnost chodu pracovního vřetene a jeho neproměnnost v čase je směrodatná i pro dodržování rozměru a tvaru obráběné součásti - v našem případě valivého ložiska. U vřeten uložených na valivých ložiskách můžeme v obecném případě předpokládat kromě přesnosti chodu valivých ložisek také tvarové přesnosti připojovacích součástí uložení a právě tak i vůle ve valivých ložiscích. Úchylky obvodového tvaru a vlnitosti oběžných drah kroužků ovlivňují centrickou polohu vřetene a způsobují úhlové přesazení osy otáčení proti ose vřetene. Část tvarových chyb na oběžných drahách vnitřního kroužku způsobit postupné vybočování. Oba ložiskové kroužky společně ovlivňují seřízený stav radiální vůle uložení vřeten, které se v provozu projevují v jednom směru bez vůle.
Při proměnném směru zatížení nebo obíhání nástroje vzniká přídavné vybočení vřeten, které se na obráběné součásti - například na oběžné dráze - projeví jako tvarová chyba. Právě takové chyby se na obráběné součásti projeví, jestliže nejsou dodrženy požadované tolerance lícování (volné uložení vnějšího kroužku ložiska v tělese vřeteníku). Rozhodujícími pro přesnost obráběné součásti jsou tedy valivá ložiska v uložení vřetene, tj. obvodový tvar, vlnitost a radiální házení jejich oběžných drah. Zabudování přesných valivých ložisek, nejčastěji jednořadých kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem, nepřináší samo o sobě očekávané zlepšení. Zde je nutno zdůraznit zejména vliv přesné montáže a kvalitu opracování všech připojovacích součástí působících v očekávané míře na přesnost chodu vřetene. Převažující vliv má přesnost tvarů a chodu valivého uložení a právě tak přesnost všech čelních dosedacích ploch připojovacích součástí.
Z valivých ložisek přísně vzato působí na chod vřetene zejména radiální házení oběžných drah jejich kroužků. Nesmíme přehlédnout skutečnost, že chyba chodu vřetene může být způsobena i následkem deformací hřídele, která vzniká utahováním matic, jimiž jsou ložiska a ostatní součásti axiálně zajištěny. Tvarová přesnost a lícování úložných ploch také působí na přesnost chodu zabudovaného ložiska, které se deformuje, respektive přesně kopíruje stav související součásti, a to s ohledem na poměrně slabostěnný profil ložiskových kroužků
Nové možnosti zlepšení uložení a chodu pracovních vřeten obráběcích strojů
Každá vnitřní vůle uložení vřeten větší než nula způsobuje jeho volný posuv všemi směry, a nelze tak zabránit jeho možnému vysunutí ze střední polohy, pokud vnější síly převyšují hmotnost vřetene. Proto má být z důvodu přesného vedení vřeten, radiální i axiální vůle všech valivých ložisek v daném uložení v zabudovaném stavu co možná nejmenší. Optimálního stavu je dosahováno tehdy, jestliže valivá ložiska běží v uložení při provozní teplotě s předpětím, které zajišťuje stejnoměrné rozdělení zatížení po obvodě ložiska. Většinou jsou pro valivá uložení pracovních vřeten používána jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem buď samostatně (s předepínacími pružinami), nebo v kombinacích označovaných tzv. do "O", "X" a "T", a to jak na straně pracovního nástroje, tak i na protilehlém konci v případech vřeten s řemenovým pohonem i u tzv. elektrovřeten.
Pro výrazné zvýšení tuhosti vřetene je využíváno nového druhu speciálních jednořadých i dvouřadých válečkových ložisek s výrazně vyšší tuhostí (až trojnásobnou) se současnou eliminací či snížení spektra vibrací, které v konečném výsledku přináší ideální obvodový tvar a vlnitost obráběné plochy. Nový druh těchto ložisek vznikl jako důsledek dřívějších vývojových prací, které probíhaly pro splnění požadavků uložení leteckých proudových motorů s vysokou rychloběžností. Je totiž prokázáno, že právě při vysokých frekvencích otáčení dochází u válečkových ložisek k nedokonalému odvalování se všemi negativními projevy, vedoucími ke zhoršení stavu oběžných drah a valivých těles. Ještě předtím, než se začala využívat pro tato ložiska konstrukční keramika a bylo tak dosaženo snížení jejich prokluzů, probíhaly zkoušky válečkových ložisek s dutými válečky. Protože však nebyly k dispozici kvalitní ložiskové materiály, včetně odpovídajícího speciálního tepelného zpracování, tato metoda zvýšení provozních vlastností byla na čas přerušena. Díky zvládnutí technologie výroby a tepelného zpracování bylo znovu na tuto metodu navázáno. Vřetena vybavená takovými valivými ložisky na straně pracovního nástroje naprosto výrazně ovlivňují vlastnosti vlastního vřetene natolik, že lze dosahovat při procesu obrábění součástí a tedy i ložisek podstatně vyšší přesnosti. Je třeba i uvědomit, že stále platí již výše uvedená pravidla o přesnosti provedení připojovacích součástí k ložiskům a zásady přesné montáže.
Tato ložiska jsou určena jak pro nová uložení vřeten strojů, tak i pro renovace stávajících vřeten. Ložiska jsou vyráběna v průměrových a šířkových řadách, odpovídajících rozměrům jednořadých kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem, respektive ložiskům typu NN30, NN30K.
V současném období provádí ZKL - Výzkum a vývoj, a. s., pro výrobní společnosti ZKL Brno, a. s., a ZKL Klášterec nad Ohří, a. s., úpravy vřeten s těmito speciálními valivými ložisky u vřeten vlastní konstrukce pro brusky OB 1-III, u elektrovřeten IBI 18 a IBVF 15/20 a vřeten DIS14.
Nových vlastností uložení s těmito speciálními valivými ložisky lze využít i v dalších uloženích strojů a zařízení, jako jsou valivá uložení radarů, směrovacích antén v komunikační technice a uložení leteckých proudových motorů. Pro mazání ložisek podle rychloběžnosti a vlastního provedení (s klecí nebo i bez klece) se používá původního média, a to jak plastického maziva, tak i mazání olejem vstřikováním či olejovou mlhou. V blízké budoucnosti předpokládáme výrazné rozšíření tohoto řešení, které při poměrně přijatelných nákladech přináší výrazné zvýšení přesnosti obráběných součástí, v našem případě oběžných drah a připojovacích rozměrů součástí valivých ložisek.