Historia

Łożyska przemysłowe

Łożyska obecnie stosowane ułatwiały życie człowieka już w czasach starożytnych. Oczywiście nie miały zastosowania łożyska w sposób współcześnie nam znany, znamy jednak wiele przykładów dokumentujących fakt wykorzystania procesów związanych z łożyskami. Na pierwszym miejscu wysuwa się przykład transportu dużych bloków skalnych czy też machin oblężniczych ciągniętych na saniach przez ludzi lub zwierzęta, wykorzystywano tutaj opory tarcia ślizgowego.  W wiekach późniejszych próbowano przenosić ciężkie elementy metoda toczenia ich na drewnianych palach. Wspomina o tym już Arystoteles w swoich rozprawach.

Prawdziwy przełom nastąpił około 3000 lat p.n.e a mianowicie wraz wynalezieniem koła, które to zmieniło zapatrywanie z ruchu ślizgowego na toczny. Koło zaczęło być wykorzystywane w rydwanach, kamieniach młyńskich, taczkach itp. Koła najczęściej wykonane były z kamienia, z wywierconym otworem w związku z czym pochłaniały bardzo duża ilość energii. Z początku próbowano zmniejszyć tarcie smarując łożyska olejami roślinnymi. Niestety miały one za mała lepkość i szybko wysychały. Nieco później zaczęto stosować oleje zwierzęce, które wzbogacano mineralnymi zagęszczaczami. Znane były również smary wykonane ze smoły drzewnej czy ropy.

Co ciekawe do czasów nowożytnych a w zasadzie do wynalezienia maszyny parowej posługiwano się lista olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych stosowanych do smarowania wg listy sporządzonej przez historyka rzymskiego Pliniusza Starszego. W 330 r. p.n.e grecki inżynier Diades opisał zasadę działania łożysk kulkowych opierając się na konstrukcji dość nietypowego tarana oblężniczego, w którym belka poruszała się na umocowanych na postawach rolkach. W czasach rzymskich próbowano tworzyć formy zbliżone do współczesnych łożysk tocznych, zwłaszcza kulkowych wzdłużnych (oporowych), miały one zastosowanie głównie w obrotnicach. Miały one zróżnicowane konstrukcje, jedne oparte były na małych kółkach umocowanych na obwodzie koła inne zaś oparto na kulkach połączonych z obrotnica za pomocą czopów.

Jednakże dopiero renesansowy wybitny twórca Leonardo da Vinci zaproponował koncepcję, która można uznać za bezpośredniego poprzednika znanych nam łożysk kulkowych. Zmienił całkowicie zapatrywanie na formę tarcia, a mianowicie zamiast tarcia posuwistego przedstawił formę tarcia tocznego. Jednakże idea ta znalazła dopiero zastosowanie w XIX w. jako łożysko kulkowe składające się z pierścienia zewnętrznego i wewnętrznego, a pomiędzy tymi pierścieniami znajdowały się obracające kulki.

W 1780 r. w angielskim Sprowston zbudowano wiatrak, którego podporę stanowi łożysko toczne, składające się z dwóch dzielonych bieżni odlanych z żeliwa, między którymi znajdowały się żeliwne kule. Uwaga ta jest warta wzmianki, gdyż łożysko te jest pierwszym zachowanym do czasów współczesnych łożyskiem tocznym.

 

W kolejnym stuleciu nastąpił przełom, którego autorem był Friedrich Fischer. Skonstruował on maszynę do szlifowania kulek oraz wynalazł pierwsza zautomatyzowana frezerkę. Wynalazek ten umożliwił szlifowanie stalowych zahartowanych kulek, dzięki temu miały on regularny, równomierny kształt.

W XX wieku wynalazcy doszli do wniosku, że łożyska kulkowe nie sprawdzają się we wszystkich rozwiązaniach. Pojawiły się koncepcje łożysk stożkowych, igiełkowych i wałeczkowych.

Pierwsze wahliwe łożysko przedstawił opinii publicznej jeszcze przez I wojna światowa szwedzki inżynier Sven Wingquist.

Tuż po I wojnie światowej wyprodukowano pierwsze łożyska wałeczkowe, igiełkowe i stożkowe. Te typy łożysk skutecznie wyparły koncepcję łożysk ślizgowych. Nie mniej koncepcji łożysk ślizgowych nie porzucono, a wręcz rozwijano, ogromne sukcesy pod tym pokładli N. Pietrow oraz O. Reynolds ich badania pozwoliły skonstruować łożyska ślizgowe o bardzo małym tarciu.

Największy przełom w projektowaniu łożysk nastąpił wraz z rozwojem technik komputerowych, od tego momentu można było testować kolejne rozwiązania bez konieczności uruchamiania procesu technologicznego.

Tradycyjnym materiałem łożyskowym jest stal, jednakże od końca XX wieku, jest ona poddawana różnym modyfikacjom. Nowe możliwości w dziedzinie łożysk otworzył azotek krzemu a wraz z nim pojawienie się łożysk ceramicznych.