Łożyska toczne

Choć określenie „łożysko toczne” wydaje się powszechnie zrozumiałe, niewielu z nas zdaje sobie sprawę z powszechności stosowania tego rodzaju urządzeń w motoryzacji i z różnorodności ich budowy. Z racji swej uniwersalności i (względnej) prostoty mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie zależy nam na skutecznym podparciu obracającego się wału i ograniczeniu sił tarcia występujących w tym złożeniu. Tutaj mała dygresja: łożysko toczne nie musi być koniecznie powiązane z ruchem obrotowym wału. Stosuje się też łożyska liniowe – na przykład w prowadnicach siedzeń.
Podstawową zaletą łożyska tocznego jest występujące w nim tarcie toczne, wynikające z przetaczania się kulek i rolek po bieżniach. Opór wytwarzany przez takie łożysko jest mały i wraz ze wzrostem obciążenia przyrasta wolniej niż ma to miejsce w ułożyskowaniu ślizgowym, gdzie współpracujące części oddziela cienka warstwa filmu olejowego. Współczynnik tarcia łożysk tocznych wynosi 0,0008-0,0025. Mimo małego tarcia mają one dość wyraźną granicę dopuszczalnych obciążeń, znacznie mniejszą niż łożyska ślizgowe. Po jej przekroczeniu mamy w dalszym ciągu do czynienia z tym samym charakterem tarcia, ale przetaczanie się rolek lub kulek powoduje odkształcenia bieżni, co w krótkim czasie niszczy łożyska. Chodzi tu o mikroodkształcenia powierzchni bieżni i rolki, których skutkiem jest łuszczenie się ich powierzchni.
Ważną zaletą łożysk tocznych jest ich niekłopotliwe smarowanie. Nawet wysoko obciążone łożyskowania toczne nie wymagają smarowania pod ciśnieniem, w przeciwieństwie do łożysk ślizgowych, w których niezbędne jest ono do utworzenia warstwy smaru, oddzielającej współpracujące powierzchnie. Łożyska toczne z zasady pracują przy ciągłym styku współpracujących powierzchni, między którymi występuje niewielki poślizg powodujący powstanie siły tarcia. Z tego względu łożysko toczne musi być smarowane. Większy poślizg występuje szczególnie w łożyskach, których zadaniem jest przenoszenie zarówno obciążeń prostopadłych do osi wału, jak i równoległych do niej. Są to przede wszystkim wszelkiego rodzaju łożyska kulkowe, które zawsze mają pewną zdolność do przenoszenia obciążeń poosiowych. Do przenoszenia luźnych obciążeń poosiowych stosuje się rolkowe łożyska stożkowe oraz specjalne łożyska kulkowe, np. dwurzędowe – skośne. Są powszechnie używane do łożyskowania piast kół jezdnych, gdzie kierunek obciążeń często się zmienia. Z kolei proste łożyska rolkowe, nie przenoszące żadnych sił poosiowych wytrzymują bardzo duże obciążenia prostopadłe do osi wału. Stosuje się je w węzłach mechanizmów przeniesienia napędu.
Kulkowe łożysko dwurzędowe ma dość prostą budowę i pozwala na przenoszenie dużych obciążeń poprzecznie i poosiowo. Kosze współczesnych łożysk wykonywane są także z plastiku.
Piasta koła jezdnego to klasyczne miejsce zastosowania dwurzędowego skośnego łożyska kulkowego, napełnionego smarem i wyposażonego w stałe uszczelnienia.
W tanich konstrukcjach spotyka się jeszcze czasem podobne łożyska otwarte.