W przypadku znacznych obciążeń wybór między łożyskiem jednorzędowym a wielorzędowym (dwu lub trzyrzędowym) to jedna z pierwszych decyzji konstrukcyjnych. Pozornie prosta decyzja w praktyce decyduje o trwałości całej maszyny, gabarytach urządzenia i koszcie eksploatacji przez kolejne lata.
Ten artykuł wyjaśnia różnice między konstrukcjami, pokazuje które parametry obciążeniowe są kluczowe przy wyborze i podaje konkretne wskazówki, decydujące o konkretnym rozwiązaniu.
Kluczowa zasada: Liczba rzędów elementów tocznych to nie kwestia „lepsze/gorsze” – to kwestia dopasowania do profilu obciążeń. Błędny wybór skraca żywotność łożyska nawet o 60-70% lub może doprowadzić do jego uszkodzenia.
Budowa i zasadnicze różnice konstrukcyjne
Łożysko wieńcowe jednorzędowe posiada jeden rząd elementów tocznych (kulek lub wałków) rozmieszczonych w jednej płaszczyźnie-bieżni. Łożysko wielorzędowe (dwu lub trzyrzędowe) ma dwa lub trzy rzędy elementów tocznych ułożonych w dwóch lub trzech płaszczyznach. Ilość rzędów i bieżni bezpośrednio wpływa na nośność i trwałość łożyska.
Przekrój poprzeczny i wysokość zabudowy
Łożyska jednorzędowe są niższe. Przy tej samej średnicy podziałowej jego wysokość osiowa jest wyraźnie mniejsza, co ma znaczenie wszędzie tam, gdzie wymagana jest niska wysokość zabudowy (np. obrotnice na pojazdach, anteny, manipulatory). Natomiast łożyska wielorzędowe są wyższe, a zarazem cięższe, ale oferują znacznie większą sztywność układu.
Elementy toczne
W łożyskach wieńcowych stosuje się dwa rodzaje elementów tocznych:
- Kulki – przenoszą obciążenia wielokierunkowe (osiowe, promieniowe i moment wywracający) i z reguły mają kontakt z bieżnią w postaci czteropunktowego styku.
- Wałki – kontakt liniowy z bieżnią co ma bezpośredni wypływ na trwałość łożyska. W Łożyskach jednorzędowych i dwurzędowych wałki rozmieszczone są w układzie krzyżowym (sąsiadujące ze sobą wałki obrócone są o 180 stopni. Natomiast w łożyskach trzyrzędowych pierwszy i trzeci rząd w poziomie, drugi rząd, środkowy w pionie).
Porównanie parametrów: tabela decyzyjna
Poniższa tabela zestawia kluczowe parametry obu konstrukcji, które powinny być punktem wyjścia przy doborze:
| Parametr | Jednorzędowe | Wielorzędowe |
| Nośność osiowa | Wysoka | Bardzo wysoka |
| Nośność momentu wywracającego | Wysoka | Bardzo wysoka |
| Nośność promieniowa | Umiarkowana | Wysoka |
| Wysokość zabudowy | Mała | Duża |
| Masa | Niższa | Wyższa |
| Sztywność układu | Standardowa | Zwiększona |
| Koszt | Niższy | Wyższy (zwykle 40-80% więcej) |
| Okresowa eksploracja | Standardowa | Bardziej złożona |
| Odporność na ugięcia konstrukcji | Standardowa | Bardzo mała |
Uwaga: wyższy koszt zakupu łożyska wielorzędowego jest zazwyczaj uzasadniony ekonomicznie, gdy alternatywą jest przedwczesna wymiana tańszego łożyska jednorzędowego pracującego z małym zapasem nośności.
Kiedy wybrać łożysko jednorzędowe?
Łożysko jednorzędowe sprawdza się w zdecydowanej większości aplikacji. To właśnie ono dominuje w katalogach i jest pierwszym wyborem, gdy nie ma specjalnych wymagań co do nośności lub sztywności.
Typowe zastosowania
- Koparki i podnośniki koszowe
- Anteny radarowe i satelitarne
- Stoły obrotowe
- Zgarniacze i mieszadła
- Platformy obrotowe pojazdów specjalnych o ograniczonej masie ładunku
- Mieszadła i reaktory przemysłowe przy umiarkowanych obciążeniach
- Systemy solarne (trackery) i wieże wiatrowe małej mocy
Kiedy jednorzędowe wystarczy?
Łożysko jednorzędowe jest właściwym wyborem, gdy spełnione są łącznie poniższe warunki:
- Moment wywracający z dużym zapasem mieści się w granicach nośności katalogowej – o nośności łożysk można poczytać w naszym FAQ – https://balnex.pl/faq/
- Obciążenie promieniowe nie przekracza 10% obciążenia osiowego
- Wymagana jest mała wysokość zabudowy lub minimalna masa urządzenia
- Budżet projektu jest ograniczony, a warunki pracy mieszczą się w normie.
Ograniczenia w stosowaniu łożyska jednorzędowego: Punkt pracy łożyska jednorzędowego umieszczony jest bardzo blisko maksymalnej nośności bieżni co w konsekwencji prowadzi do niskiej jego trwałości. W urządzeniu występują bardzo duże siły promieniowe.
Kiedy wybrać łożysko wielorzędowe?
Łożysko wielorzędowe jest odpowiedzią na wymagania, których jednorzędowe nie jest w stanie spełnić.
Typowe zastosowania
- Koparki jednonaczyniowe i wielonaczyniowe (nadwozia obrotowe)
- Żurawie wieżowe i portowe o dużym udźwigu
- Wielkie piece i piece obrotowe w hutnictwie
- Aplikacje z ekstremalnym momentem wywracającym i dynamicznymi obciążeniami
Trzy czynniki które wpływają na wybór łożyska wielorzędowego
- Duży moment wywracający – stosunek momentu wywracającego do obciążenia osiowego przekracza wartości dopuszczalne dla jednorzędowego, a ograniczone miejsce zabudowy uniemożliwia zastosowanie łożyska o większej średnicy.
- Zmienne i udarowe obciążenia – maszyny budowlane, koparki, żurawie pracujące z dużymi obciążeniami dynamicznymi
- Wymagana wysoka sztywność układu
Schemat decyzyjny przy wyborze łożyska: krok po kroku
Poniższy schemat pozwala szybko zawęzić wybór przed sięgnięciem po karty katalogowe:
- Oblicz moment wywrotowy dla najgorszego przypadku obciążenia (patrz: artykuł o obliczaniu momentu wywracającego)
- Sprawdź otrzymane wyniki obliczeń z kartą katalogową łożyska
- Sprawdź stosunek sił: jeśli obciążenie promieniowe przekracza 10% osiowego, rozważ łożysko wielorzędowe lub skontaktuj się z nami
- Sprawdź w jakiej odległość od maksymalnej nośności umieszczony jest punkt pracy łożyska (poczytaj nasze FAQ: https://balnex.pl/faq/)
- Oceń dynamikę pracy: obciążenia udarowe i cykliczne wymagają wyższego zapasu nośności
- Zmierz dostępną przestrzeń: jeśli wysokość zabudowy jest krytyczna, jednorzędowe może być jedyną opcją
- Porównaj koszt.
Najczęstsze błędy przy doborze i eksploatacji łożyska w praktyce
- Zły dobór łożyska,
- Nie uwzględnienie w obliczeniach siły promieniowej,
- Zbyt niska sztywność i płaskość konstrukcji na której będzie pracować – przeczytaj: https://balnex.pl/wp-content/uploads/2025/10/dtr.pdf
- Brak okresowej kontroli łożyska (brak smarowania i kontroli luzu i śrub)
Podsumowanie
Łożysko jednorzędowe to rozwiązanie sprawdzone, kompaktowe i ekonomiczne – właściwy wybór dla większości standardowych aplikacji o umiarkowanych obciążeniach. Łożysko wielorzędowe to odpowiedź na wyższe wymagania: duże momenty wywrotowe, obciążenia udarowe i aplikacje, gdzie sztywność konstrukcji jest parametrem krytycznym.
Balnex oferuje łożyska wieńcowe jednorzędowe, dwurzędowe i trzyrzędowe w szerokim zakresie średnic. Sprawdź katalog produktów lub skontaktuj się z naszym zespołem technicznym, aby dobrać odpowiedni model do Twojej aplikacji.