1

Ložiská patria medzi veľmi dôležité časti strojových i mobilných agregátov, mechanizmov a rôznych zariadení, umožňujúce ich prevádzkovanie. Ložiská musia zároveň plniť požiadavky, ktoré sa na kladú po celý čas ich plánovanej životnosti.

Vzniknuté poruchy ložísk majú, naopak, za následok zlyhanie strojov a zariadení, v ktorých sú aplikované. Tieto skutočnosti nútia prevádzkovateľov zariadení s porúchanými ložiskami rýchlo konať a zabrániť tak technickým a ekonomickým dôsledkom, na konci ktorých sú zvyčajne straty.

Poruchy ložísk – ako im predchádzať

V praxi sa ukazuje, že je lepšie a ekonomickejšie predchádzať týmto poruchám ložísk monitorovaním ich stavu modernými diagnostickými prístrojmi a vykonávať prediktívnu a pravidelnú údržbu strojových zariadení. Príčin bežných a vážnych porúch ložísk v dôsledku poškodenia a celkového zlyhania zariadení, v ktorých sú aplikované, je veľký počet. V praxi nejestvujú zariadenia, v ktorých by nezlyhalo niektoré z ložísk, ktoré sú v nich namontované. Okrem ložísk môžu v zariadeniach zlyhať aj iné strojové časti, ako napríklad prevodovka, ktorá obsahuje niekoľko ložísk, pričom ložiská boli v poriadku, ale vyskytla sa porucha iných častí prevodovky.
Aby sa predchádzalo týmto poruchám ložísk a z toho vyplývajúcim problémom, musia sa bezodkladne detegovať a riešiť možné príčiny porúch počas celej doby prevádzkovania zariadení, počnúc preventívnou údržbou a monitorovaním celého zariadenia modernými prístrojmi, používanými v tribodiagnostike a technickej diagnostike.

Druhy ložísk

V súčasnosti sa výrobou rôznych druhov a typov ložísk zaoberá vo svete veľký počet renomovaných firiem. Popri nich však na trhu participujú aj iní „výrobcovia“ – bez certifikácie, najmä z niektorých ázijských krajín. Ich produkty sa zvyčajne vyznačujú nízkou kvalitou a životnosťou. Konštrukčne sa vo svete ustálila výroba ložísk v nasledovných sortimentoch:

  • Valivé – guľôčkové, valčekové, ihlové, súdočkové a toroídne v rôznych konštrukčných formách, a to: Jednoradové, dvojradové i viacradové s klietkami z rôznych kovových a nekovových materiálov. Guľôčkové a valčekové ložiská patria medzi najrozšírenejšie valivé ložiská.
  • Klzné ložiská sa vyrábajú z rôznych ložiskových materiálov – ložisková kompozícia na báze cínu (Sn) a olova (Pb), ako aj zliatina medi (Cu) s rôznymi kovmi (cínové bronzy a olovené bronzy).
  • K ďalším patria hliníkové zliatiny, sivá zliatina a podobne.

Ku klzným ložiskám možno zaradiť aj tzv. pórovité ložiská, ktoré sa nasycujú vhodnými vysoko kvalitnými olejmi, napríklad prevodovými olejmi triedy GL-3 a GL-4. Pórovité ložiská sa vyrábajú práškovou technológiou.

Mazivá a mazanie ložísk

Na mazanie ložísk sa používajú oleje a plastické mazivá (PM). Ložiskové oleje (obehové oleje) sú vyrobené na báze vysoko kvalitných základových olejov ropných, syntetických alebo polosyntetických od renomovaných olejárskych firiem. Základové oleje by mali mať vysokú tepelno-oxidačnú stabilitu, vysoký viskozitný index, vynikajúce mazacie, protioderové a protizadieracie vlastnosti, nesmú korodovať, peniť, nesmú obsahovať vodu a podobne. Na mazanie ložísk sa používajú najmä plastické mazivá (asi 90 %) a ložiskové oleje (asi 10 %) z celkového množstva mazív použitých na mazanie ložísk, ktoré sú namontované v rôznych agregátoch. Iná situácia je v prípadoch, keď sú ložiská namontované napríklad v motoroch, automobiloch, turbínach či prevodovkách. Tu je opačný pomer – 90 % olej a 10 % PM. V súčasnosti sa preferujú mazivá pre ložiská na báze základových olejov syntetických a polosyntetických s vysoko kvalitnými prísadami.

Optimálny výber maziva a jeho správna aplikácia má pre všetky uvedené typy ložísk podstatný a rozhodujúci vplyv na ich správanie sa v prevádzkovej praxi. Ak je napríklad použité nevhodné mazivo, ako aj jeho množstvo, prekračujúce limit, potom dochádza k zvýšeniu teploty v mazacom uzle, čo má za následok zníženie viskozity maziva, a tým skrátenie životnosti ložiska, čo napokon vedie až k jeho úplnému poškodeniu a nutnosti výmeny. K nežiaducemu zvyšovaniu teploty oleja dochádza z rôznych dôvodov, ale najmä nárastom veľkého zaťaženia a rýchlosti otáčania ložiska a často aj príliš vysokou viskozitou použitého maziva – oleja. Pri plnení ložísk s PM sa musí dodržať zásada, že ložisko sa môže naplniť PM iba do 1/3 jeho vnútorného objemu. Na mazanie valivých a klzných ložísk sa v súčasnosti preferuje centrálny mazací systém rôznych konštrukcií od renomovaných výrobcov.
Okrem uvedených spôsobov mazania sa ložiská mažú aj olejovou hmlou a v niektorých prípadoch, najmä pri vysokých teplotách, aj tuhými mazivami. Klzné ložiská alebo lišty obrábacích strojov sa mažú olejom a pravidelne domazávajú (stratové mazanie) PM.

Príčiny porúch ložísk

Napriek tomu, že valivé a klzné ložiská, vrátane nasycovaných pórovitých ložísk, sú vyrobené najmodernejšími a sofistikovanými technológiami z veľmi kvalitných ložiskových kovov, dochádza pri ich praktickom používaní k poruchám a často aj k predčasnému ukončeniu ich aplikácie, aby nedošlo k poškodeniu, resp. úplnému zničeniu drahého zariadenia.

2

Možných príčin je pomerne veľa a možno ich zhrnúť do týchto hlavných:

Použitie nevhodného maziva 20 %
použitie starého maziva 20 %
nedostatok maziva v ložisku 15 %
prítomnosť tuhých nečistôt 19 %
nevhodná voľba ložiska 10 %
chyba pri montáži ložiska 5 %
prítomnosť tekutých nečistôt 5 %
nevhodný konštrukčný materiál a výroba 1 %
následná porucha 5 %

 

K týmto faktorom možno v konkrétnom prípade ešte priradiť výber a použitie nevhodného ložiska, nevhodného a nekvalitného tesnenia a utesnenie samotného ložiska. Pri aplikácii ložísk v praxi sa musí brať do úvahy aj prostredie s nízkou relatívnou vlhkosťou, ochrana proti vniknutiu – kontaminácii oleja vodou (ložiskový domček). Pri klzných ložiskách môže byť príčinou poruchy a poškodenia abrazívne, adhezívne, erozívne, kavitačné a únavové opotrebovanie materiálov, z ktorých sú tieto ložiská skonštruované. Každá porucha ložiska je komplexom mnohých faktorov. Jednou z veľmi častých príčin poškodenia valivých ložísk je tzv. falošné brinellovanie, ktoré nastane vtedy, ak zaťaženie ložiska prekročí hranicu pružnosti materiálu prstenca – krúžka, ako aj veľkej vonkajšej vibrácie.

3

Brinelling môže viesť až k únavovému lomu ložiska. Riešenie spočíva v zabezpečení dobrého a permanentného mazania a odporúčaného zaťaženia. Existuje aj pravý brinelling, zapríčinený plastickou deformáciou, keď je ložisko silne zaťažované nad povolenú únosnosť. Z obehového – ložiskového oleja by sa mali pravidelne odstraňovať tuhé častice, obrusy, prach a iné nečistoty by-pasovou filtráciou účinnými filtrami. Veľmi častou príčinou porúch valivých a klzných ložísk je korózia farebných kovov a bronzov, z ktorých sú zhotovené niektoré časti ložísk a klietky. Koróziu spôsobujú oxidačné a rozkladné produkty mazadiel alebo prísad.

Ako predchádzať poruchám ložísk

V prevádzkovej praxi je mnoho spôsobov ako predchádzať poruchám všetkých druhov a typov ložísk, ktoré sú namontované v rôznych strojoch, mechanizmoch, agregátoch, mobilných strojoch či výrobných zariadeniach. Uvádzame základné a najpoužívanejšie postupy:

  • Výber kvalitného a vhodného ložiska pre dané strojové zariadenie,
  • správna montáž ložiska (dodržanie súosovosti, tesnenie),
  • aplikácia správneho a kvalitného maziva (od renomovaných výrobcov, s certifikátom, ktorý zaručuje kvalitu maziva pre zvolené ložisko),
  • dodržiavanie mazacieho plánu a režimu mazania, využitie predností centrálneho mazacieho systému v zariadeniach, kde sa to dá uplatniť a využiť (nezabúdať ani na domazávanie ložísk PM, na filtráciu ložiskových a obehových olejov by-pasovou filtráciou),
  • aplikovať moderné bezdemontážne diagnostické metódy, ako je tribotechnická a technická diagnostika (vzorkovanie oleja, korózne skúšky, obsah tuhých častíc, oderové kovy, meranie vibrácií, hlučnosti a iné parametre),
  • kontrolovať, či neprechádza cez ložiská elektrický prúd – ak áno, treba vykonať opatrenie, ktoré zabráni tomuto účinku.

TEXT/FOTO: Dr. Pavol Klucho, SSTT Bratislava