b_150_100_16777215_00_images_male1_lozysko.jpg

Łożysko jest to część jakiejś maszyny lub mechanizmu, której zadaniem jest podtrzymywanie

innej części tej maszyny lub mechanizmu tak, żeby umożliwić jej ruch obrotowy (np. wał, oś).
Ze względu na ich budowę, łożyska dzielimy na łożyska ślizgowe oraz łożyska toczne.

Zanim łożysko toczne osiągnęło zbliżoną do współczesnej postać, przechodziło różne przeobrażenia. Już w IV wieku  p.n.e. zagadnieniu zmniejszania oporów tarcia poświęcił swoją rozprawę grecki filozof Arystoteles, w której omówił on teorię tarcia tocznego. Niemal do II wieku p.n.e. zmniejszano owe opory tarcia w transporcie ciężkich przedmiotów, jak budowlane bloki skalne, czy machiny oblężnicze, przez przetaczanie ich na drewnianych rolkach. Takie techniki stosowano dość powszechnie w starożytnym Egipcie i Asyrii.

Przełomem w realizacji odwiecznej idei zmniejszania oporów ruchu było wynalezienie przez człowieka koła, które zmieniło ruch ślizgowy na toczny. Po opanowaniu umiejętności wiercenia otworów w kamieniu pojawiły się pierwsze łożyska ślizgowe, które zaczęto stosować do pierwotnych wiertarek i wrzecion przędzalniczych. Proste w konstrukcji łożyska ślizgowe (nie posiadające bowiem żadnych ruchomych elementów pośredniczących), gdzie czop wału lub inny obrotowy element jest umieszczony w cylindrycznej panewce z pasowaniem luźnym, w okresie późniejszym stosowane były w różnego rodzaju prostych konstrukcjach jak np. rydwany, taczki, koła garncarskie, kamienie młyńskie itp. Z czasem zmienił się materiał z którego były wykonywane - początkowy kamień zastąpiono drewnem a później - w starożytnych Chinach i w Indiach - użyto do budowy łożysk żeliwa.

Mimo, że proste w budowie, wymaga jednak smarowania. Już starożytni używali w tym celu tłuszczów zwierzęcych, które wzbogacano mineralnymi zagęszczaczami. Do smarowania osi wozów stosowano również różnego rodzaju mazie otrzymywane ze smoły drzewnej.
Około 100 roku p.n.e. Celtowie na terenie Francji i Niemiec budowali wozy z prostymi łożyskami ze skóry. Miały one postać skórzanych rękawów między osią a piastą i zmniejszały tarcie.

W tym miejscu trzeba też wspomnieć o Leonardo da Vinci. Wśród wielu jego pomysłów, znalazł się również pomysł na łożysko - niestety technologia w jego czasach nie pozwalała na jego skonstruowanie - pozostały jednak projekty na papierze. Dopiero około 1880 roku jego pomysł na "doskonały czop łożyskowy", w którym tarcie posuwiste zostało zamienione na znacznie mniejsze potoczyste, przybrał postać praktycznego wynalazku - w formie łożyska kulkowego składającego się z pierścienia zewnętrznego i wewnętrznego pomiędzy którymi zlokalizowane były obracające się kulki.

Może wyda się to nieprawdopodobne, ale najbardziej popularne łożysko - łożysko kulkowe po raz pierwszy wprowadzili już Rzymianie (choć kulki były z drewna!). Prototyp wzdłużnego łożyska kulkowego powstał za panowania cesarza Kaliguli. W statku pochodzącym z okresu panowania Kaliguli i Klaudiusza (I wiek n.e.) archeolodzy znaleźli obrotnice. Jedna ze znalezionych obrotnic obracała się opierając na małych kółkach, które były umocowane na obwodzie koła. W innej z kolei pod pomostem zamiast kółek zastosowano kulki, z których każda była połączona na obrotowy czop z obrotnicą.
Duńscy kołodzieje około 100 roku p.n.e. zaczęli stosować łożyska toczne - wstawiali drewniane wałeczki otaczające oś, co również miało na celu zmniejszenie tarcia.
Pierwsze zachowane do dziś łożysko toczne pochodzi z podpory wiatraka, który zbudowany został w 1780 roku w Anglii w Sprowston. Składało się ono z dwóch dzielonych bieżni odlanych z żeliwa, między którymi znajdowało się czterdzieści żeliwnych kul. Łożysko toczne kulkowe - tym razem już z kulkami stalowymi - zbudował w roku 1794 Brytyjczyk Philip Wanghan.


W roku 1839 amerykański złotnik L. Babbit opracował specjalny stop łożyskowy, którego głównymi składnikami są cyna i ołów. Taki stop powinien mieć odporność na zatarcie, mały współczynnik tarcia suchego, odporność na zużycie, odporność na korozję oraz dobrą wytrzymałość zmęczeniową. Obecnie coraz chętniej sięga się po materiały ceramiczne, które w porównaniu do tradycyjnych materiałów mają znacznie lepsze parametry.

całkiem spore łożyskoPo I wojnie światowej zaczął się proces powszechnego wypierania łożysk ślizgowych przez coraz doskonalsze łożyska toczne. Sprzyjało temu ukazanie się około 1920 roku łożysk wałeczkowych, mogących znieść największe obciążenia. Wkrótce pojawiły się nowe ich odmiany - łożyska igłowe, a wkrótce potem łożyska stożkowe.
Nie oznacza to jednak, że łożyska ślizgowe całkowicie zostały wycofane z użycia. Istnieje wiele miejsc, gdzie są po prostu niezastąpione - jak choćby precyzyjne mechanizmy zegarowe.

Do istotnego udoskonalenia łożysk ślizgowych przyczynił się O. Reynolds i N.P. Pietrow, którzy niezależnie od siebie badali tzw. efekt hydrodynamiczny. Efekt ten polega na tym że przy dostatecznej liczbie obrotów wału - w warstwie oleju wytwarza się samoczynnie ciśnienie, które podtrzymuje wał bez potrzeby jego stykania się z metalem łożyska. Zbadanie tego efektu pozwoliło konstruować łożyska ślizgowe o bardzo małym tarciu. Później dla maszyn wolnoobrotowych lub mających duży ciężar wirnika wprowadzono łożyska ślizgowe hydrostatyczne, gdzie olej pod ciśnieniem dostarcza się z zewnątrz.
Takie rozwiązanie spotyka się w dużych turbinach parowych o osi poziomej, turbinach wodnych o osi pionowej i wielkich wirówkach przemysłowych.

Około 1945 roku, dzięki metalurgii proszków pojawiły się łożyska ślizgowe bezolejowe, z porowatego metalu nasyconego smarem lub ze spieku brąz/grafit, które w małych maszynach mogą dobrze pracować długi czas.
W szybkoobrotowych wirówkach i żyroskopach jako smar służy powietrze - mówi się wówczas, że jest to łożysko powietrzne 

Testy z BRD | Znaki drogowe | BRD 24 | Karta rowerowa | Karta rowerowa - to proste | Wiersze miłosne | 1000 pytań