Łożyska kryte RS i 2RS w silnikach elektrycznych i spalinowych – zastosowanie, zalety, ograniczenia

Pytanie

Czy do silników stosuje się lozyska z kryte rs

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Tak, w silnikach (elektrycznych i spalinowych) stosuje się łożyska kryte typu RS, najczęściej w wersji 2RS.
• Dobór uszczelnienia (RS/2RS, ZZ lub otwarte) zależy od prędkości obrotowej, temperatury pracy i stopnia narażenia na zanieczyszczenia.

Szczegółowa analiza problemu

1. Oznaczenia i budowa uszczelnień
   • RS – gumowa uszczelka stykowa po jednej stronie.
   • 2RS – gumowe uszczelki po obu stronach (najczęstsze w silnikach).
   • ZZ/2Z – metalowe osłony bezstykowe.

2. Kluczowe kryteria doboru
   a) Prędkość obrotowa
   – Silniki ≤-3000 rpm: 2RS często zalecane.
   – Silniki >-3000 rpm (wrzeciona, turbiny): ZZ lub otwarte, aby ograniczyć tarcie i grzanie.

   b) Środowisko pracy
   – Pył, wilgoć, pionowe ustawienie wału, kontakt z chłodziwem ⇒ 2RS.
   – Czyste, suche otoczenie ⇒ ZZ lub otwarte z labiryntową osłoną obudowy.

   c) Temperatura
   – Uszczelki NBR: ‑30…+100 °C.
   – Dla +100…+200 °C stosuje się FKM (Viton) lub metalowe ZZ.

   d) Obsługa i smarowanie
   – Łożyska 2RS są „sealed-for-life” – brak możliwości dosmarowania bez demontażu.
   – Duże silniki z liniami smarowymi: łożyska otwarte lub ZZ + kalamitka.

3. Typowe konfiguracje
   • Silniki małej mocy (wentylatory, pompy ≤ 5 kW): 2× 6203-2RS C3.
   • Silniki średnie (5-30 kW): strona napędowa 2RS, strona wentylatora ZZ (lepsze chłodzenie).
   • Silniki trakcyjne/EV: hermetyczne 2RS lub nisktarciowe RSL, często z powłoką izolującą (INSOCOAT).

4. Graniczne prędkości (wartości orientacyjne dla 6203-…):
   • Otwarte: 24 000 rpm • ZZ: 20 000 rpm • 2RS: 13 000 rpm

5. Luz promieniowy
   – Większość silników: luz C3; kompensuje rozszerzalność cieplną wału.
   – Niedopuszczalna zamiana C3 na normalny (CN) bez analizy termiki.

Aktualne informacje i trendy

• Producenci (SKF, NSK, NTN) wprowadzają niskomomentowe uszczelnienia RSL/LLU o 30-50 % mniejszym tarciu niż klasyczne RS, co pozwala stosować „sealed-for-life” nawet w wysokoobrotowych napędach pomp HVAC i e-Mobility.
• W silnikach trakcyjnych pojazdów elektrycznych rośnie udział łożysk hybrydowych (stal + ceramika) z uszczelnieniem 2RS i powłoką przewodzącą, aby przeciwdziałać prądom błądzącym.
• Normy IEC 60034-18-41 oraz ISO 20808 promują izolowane lub hybrydowe łożyska z dodatkowymi uszczelnieniami w napędach falownikowych.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Uszczelnienie stykowe działa jak mikrolabirynt: warga gumowa dociska pierścień wewnętrzny, zapobiegając migracji smaru i wnikaniu wody.
• Przy pionowym montażu silnika uszczelka RS zapobiega ściekaniu smaru w uzwojenia – typowa modernizacja w pompach głębinowych.
• Zamiana ZZ → 2RS „profilaktycznie” w szybkoobrotowym wentylatorze może podnieść temperaturę łożyska nawet o 10-15 K, skracając żywotność smaru.

Aspekty etyczne i prawne

• Dyrektywa Maszynowa 2006/42/WE wymaga, aby elementy wirujące nie stwarzały zagrożenia po utracie smaru; łożyska 2RS zmniejszają ryzyko przecieków.
• REACH ogranicza stosowanie niektórych dodatków przeciwzużyciowych (Pb, Cd) w smarach – łożyska fabrycznie napełnione ułatwiają zgodność.
• W aplikacjach spożywczych wymagane jest uszczelnienie FDA/NSF-H1; dostępne są 2RS z białą uszczelką z FKM i smarem H1.

Praktyczne wskazówki

• Przy wymianie zawsze odczytaj pełne oznaczenie (np. 6205-2RS-C3-HC5) – zawiera typ uszczelki, luz i ewentualną izolację.
• Do montażu używaj prasy lub tulei udarowej, nigdy nie uderzaj po pierścieniu zewnętrznym, gdy przenosisz siłę na wewnętrzny.
• Poza silnikiem nie wolno wypłukiwać fabrycznego smaru rozpuszczalnikiem – uszczelka RS zatrzymuje ~25-30 % smaru w strefie kontaktu.
• Temperatura obudowy łożyska +15 K powyżej otoczenia jest sygnałem do kontroli (kamery termowizyjne, czujniki PT100/NTC).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Łożyska 2RS nie nadają się do środowiska z agresywnymi chemikaliami (rozpuszczalniki, olej napędowy) – NBR puchnie; trzeba użyć FKM lub PTFE.
• W silnikach ponad 50 kW re-lubrykacja co 3-6 mies. jest warunkiem gwarancji – dlatego producenci wybierają łożyska otwarte z kalamitkami.
• Graniczna prędkość 2RS zależy od klasy dokładności (P0, P6, P5) i typu smaru; dane katalogowe należy weryfikować dla danego numeru serii.

Sugestie dalszych badań

• Testy porównawcze momentu tarcia dla RS, RSL, V-ring i uszczelnień labiryntowych w silnikach napędzanych falownikiem.
• Badanie wpływu pulsacji prądów łożyskowych na żywotność 2RS z warstwą ceramiczną.
• Rozwój biopochodnych smarów do łożysk „sealed-for-life” zgodnych z zasadami zrównoważonego rozwoju.

Krótkie podsumowanie

Łożyska kulkowe z gumowym uszczelnieniem RS/2RS są powszechnie stosowane w silnikach, gdy priorytetem jest ochrona przed pyłem, wilgocią i wyciekami smaru przy umiarkowanych prędkościach. W aplikacjach szybkoobrotowych lub wysokotemperaturowych preferowane są łożyska ZZ albo otwarte, często z układem dosmarowania. Kluczowe jest zachowanie identycznego typu uszczelnienia, luzu i klasy dokładności, jakie przewidział producent silnika.