Ucha z przegubem kulowym typu UE2 UU2

Ucha z przegubem kulowym typu UE2 (spotykane też pod nazwą UU2) to elementy przeznaczone do mocowania i osprzętu w układach hydrauliki siłowej, które pozwalają na efektywne łączenie siłowników hydraulicznych z innymi komponentami maszyn czy urządzeń. W ofercie znajdują się różne warianty gwintów wewnętrznych (od M16x1,5 aż po M130x3) oraz przystosowanie do sworzni o średnicach od 20 mm do 120 mm. Takie szerokie spektrum rozmiarów i możliwości sprawia, że każdy projektant czy konstruktor maszyn ciężkich, rolniczych bądź przemysłowych może znaleźć odpowiednie mocowanie do siłownika.

Ucho siłownika z przegubem kulowym (nazywane też „uchem wahliwym” bądź „okiem siłownika”) odgrywa kluczową rolę, gdy w układzie wymagana jest pewna elastyczność połączenia lub kompensacja niewspółosiowości. W praktyce siłownik nie zawsze pracuje idealnie osiowo względem swojego mocowania. Często, podczas ruchu wysuwu i wsuwu, występują odchylenia kątowe czy niewielkie przesunięcia boczne. Zastosowanie łożyska przegubowego pozwala wówczas na wychylenie siłownika w pewnym zakresie, niwelując naprężenia i zwiększając żywotność zarówno samego siłownika, jak i punktu mocowania.

Nadrzędnymi zaletami uch typu UE2/UU2 są:

1. Uniwersalność – wielość rozmiarów gwintów i średnic sworzni pozwala na dopasowanie do siłowników o bardzo różnych parametrach (średnicy tłoczyska, siłach maksymalnych itp.).

2. Kompensacja kątowa – przegub kulowy umożliwia wychylenie wokół osi sworznia, co zapobiega niepożądanym siłom bocznym i przekoszeniom.

3. Wysoka wytrzymałość – dobór materiałów (np. stali węglowej, stali stopowych czy elementów hartowanych) i precyzyjny proces obróbki (toczenie, hartowanie, szlifowanie) przekładają się na zdolność przenoszenia dużych obciążeń w wymagających warunkach pracy.

4. Łatwość montażu – większość modeli posiada gwint wewnętrzny, dzięki czemu wystarczy wkręcić je na tłoczysko, a z drugiej strony zablokować nakrętką kontrującą. W sworzeń (o średnicy zależnej od wybranej wersji) wsuwa się łożysko kuliste, co umożliwia obrotowe połączenie z drugim elementem maszyny.

Poszczególne produkty z tej rodziny różnią się głównie gwintem wewnętrznym (np. M16x1,5, M22x1,5, M28x1,5, M35x1,5, M45x1,5, M58x1,5, M65x1,5, M80x2, M100x2, M110x2, M120x3, M130x3) oraz średnicą sworznia, do którego łożysko jest przeznaczone (od 20 mm po 120 mm). Dzięki temu są w stanie sprostać zarówno niewielkim siłownikom do lżejszych aplikacji (np. maszyny rolnicze o niższym udźwigu), jak i bardzo dużym instalacjom (np. siłowniki w maszynach budowlanych, wyciągarkach, dźwigach, prasach o ogromnej sile nacisku).

Elementem kluczowym w budowie tych uch jest łożysko przegubowe. To właśnie ono odpowiada za ruch wahliwy (kulowy). Wewnątrz łożyska znajduje się pierścień wewnętrzny o kulistej powierzchni zewnętrznej oraz pierścień zewnętrzny o kulistej powierzchni wewnętrznej, co tworzy gniazdo pozwalające na niewielkie obroty w różnych kierunkach. W praktyce, takie łożysko bywa smarowane i uszczelnione, aby dłużej wytrzymało obciążenia dynamiczne i środowisko zapylone czy narażone na wilgoć.

Wymienione ucha, dzięki swym parametrom, trafiają do wielu branż: rolnictwa (siłowniki w traktorach i kombajnach), budownictwa (koparki, ładowarki), przemysłu ciężkiego (dźwigi, linie produkcyjne), a nawet do sektora morskiego czy górniczego (tam, gdzie niezbędna jest odporność na korozję i duże obciążenia). Montuje się je przede wszystkim na tłoczysku siłownika, zapewniając końcowe mocowanie. Drugi koniec siłownika z reguły ma swoje zdefiniowane mocowanie w korpusie maszyny (np. ucho dna).

Warto wspomnieć, że zgodnie z normami branżowymi, ucha siłowników hydraulicznych muszą przechodzić rygorystyczne testy wytrzymałości. Odporność na rozciąganie, zmęczenie materiału czy udary dynamiczne stanowi klucz do bezpieczeństwa i długowieczności instalacji. CPP PREMA dba, by każde ucho z łożyskiem przegubowym typu UE2/UU2 odpowiadało najwyższym standardom jakości. Dodatkowo, stosowanie precyzyjnie obrabianych powierzchni gwintowanych pozwala na szybki i bezproblemowy montaż, a jednocześnie zapewnia odpowiednią nośność przy obciążeniach osiowych i w pewnym stopniu poprzecznych.

Dobierając takie ucho do projektu, należy zwrócić uwagę na:

• Średnicę gwintu (aby pasowała do tłoczyska siłownika).

• Skok gwintu (np. 1,5 mm, 2 mm, 3 mm – w zależności od serii).

• Średnicę sworznia (musi być kompatybilna z łożyskiem w uchu i sworzniem w maszynie).

• Nośność i maksymalne obciążenie (producent zwykle podaje parametry obciążeniowe lub zaleca w oparciu o normy branżowe).

• Sposób smarowania i warunki pracy (pył, korozja, temperatura).

Ucha z przegubem kulowym typu UE2 UU2 znajdują szerokie zastosowanie w różnorodnych branżach przemysłu, wszędzie tam, gdzie wymagane jest łączenie siłowników hydraulicznych z elementami konstrukcyjnymi w sposób umożliwiający pewien zakres ruchu kątowego. Poniżej przedstawiono kluczowe sektory i przykłady aplikacji, w których te elementy odgrywają istotną rolę:

1. Rolnictwo i maszyny rolnicze
   W maszynach rolniczych, takich jak ciągniki, ładowacze czołowe, opryskiwacze czy prasy do siana, siłowniki hydrauliczne występują bardzo często. Potrzebują solidnych, ale i elastycznych mocowań. Ucho z przegubem kulowym UE2/UU2 sprawdza się tam znakomicie. Na przykład siłownik w układzie podnoszenia ramienia ładowacza rolniczego może być narażony na niewspółosiowość, wynikającą z nierównego obciążenia lub ruchu po polu. Kulowy przegub umożliwia wahliwy ruch, co zapobiega przeciążeniom w miejscach połączeń.

2. Budownictwo i maszyny ciężkie
   Koparki, spycharki, walce, podnośniki nożycowe – to tylko niektóre przykłady maszyn budowlanych, w których siłowniki hydrauliczne wykonują kluczową pracę. Przykładowo, ramię koparki ma siłowniki do zmiany położenia łyżki czy wysięgnika. Te siłowniki, narażone na duże siły ścinające, muszą być zamocowane w sposób odporny na wstrząsy i drgania. Ucho siłownika z łożyskiem wahliwym zapewnia wówczas kompensację kątową i ruch kulisty, co przekłada się na mniejsze zużycie siłownika i większe bezpieczeństwo operatora.

3. Transport i logistyka
   W naczepach samowyładowczych (tzw. wywrotkach), w systemach załadunku kontenerów, czy w wózkach widłowych często występują siłowniki, które muszą być mocowane tak, by kompensować przechyły i nierówności nawierzchni. Ucho z gwintem wewnętrznym M65x1,5 czy M80x2 i łożyskiem do sworznia fi 70–80 mm pozwala na przenoszenie dużych sił w pionie, a jednocześnie zapewnia pewien zakres ruchu obrotowego. To ważne przy transporcie ciężkich ładunków, kiedy nawet drobny przekos mógłby spowodować niepożądane naprężenia.

4. Przemysł spożywczy i przetwórstwo
   Choć przemysł spożywczy kojarzy się raczej z delikatniejszymi procesami, to jednak liczne urządzenia i linie produkcyjne korzystają z siłowników do podnoszenia, dociskania czy przesuwu. Ucho z łożyskiem kulowym może być niezbędne, gdy projekt zakłada mycie czy kontakt z wodą – wtedy decydujemy się na materiały o wysokiej odporności na korozję i na przegub kulowy, aby zapewnić łatwy montaż i swobodne ruchy. Zwłaszcza w dużych prasach do odpadów spożywczych lub maszynach do formowania opakowań, siłowniki muszą mieć niezawodne ucha.

5. Przemysł morski i portowy
   W obszarze morskim, w portach czy na statkach, spotykamy surowe warunki: wysoka wilgotność, zasolenie, a często duże obciążenia dynamiczne. Ucha UE2/UU2 z materiałów odpornych na korozję (z odpowiednim łożyskiem kulowym) mogą stanowić klucz do niezawodnego funkcjonowania windy kotwicznej, dźwigów pokładowych czy rampy załadowczej. Gwint wewnętrzny M120x3 z łożyskiem do sworznia fi 110 mm potrafi przenieść ogromne siły, a jednocześnie zapewnia wolność ruchu kątowego.

6. Przemysł drzewny i papierniczy
   W maszynach takich jak prasy do płyt wiórowych, belownice, piły tarczowe o zmiennych kątach czy transportery taśmowe z siłownikami dociskowymi – w tych wszystkich miejscach występują duże siły i niewspółosiowości. Ucho z przegubem kulowym redukuje wówczas naprężenia w tłoczysku. Bez tego, siłownik mógłby szybko ulec uszkodzeniu (np. porysowanie tłoczyska, nieszczelność uszczelnień).

7. Energetyka odnawialna i urządzenia specjalistyczne
   Turbiny wiatrowe, systemy regulacji pochyłu paneli słonecznych czy zapory wodne to przykłady instalacji, gdzie pojawiają się siłowniki do regulacji i sterowania. Nierzadko praca w trudnych warunkach atmosferycznych lub w różnym zakresie kątowym wymusza zastosowanie łożysk kulowych w połączeniach. Ucho typu UU2 pasuje tu idealnie, ponieważ wytrzymuje duże wahania obciążeń i pozwala na długi okres eksploatacji.

8. Samochody specjalne i pojazdy wojskowe
   Ruchome platformy, stabilizatory, wyrzutnie czy systemy amortyzujące – wszystkie one mogą wymagać siłowników hydraulicznych z możliwością wychyłu. W pojazdach wojskowych liczy się odporność na przeciążenia i wstrząsy. Ucho z łożyskiem do sworznia fi 120 mm (np. M130x3) może przenosić ekstremalnie wysokie obciążenia, co bywa niezbędne w opancerzonych maszynach inżynieryjnych czy wyrzutniach rakietowych.

9. Remonty i modernizacje
   Bardzo często ucha siłowników wymienia się w trakcie napraw lub modernizacji starszych maszyn. Bywa, że oryginalne części uległy zużyciu lub nie spełniają już wymogów zmienionych warunków pracy. Wówczas konstruktor lub inżynier utrzymania ruchu poszukuje zamienników o wyższej wytrzymałości lub lepszym przegubie. Ucha UE2/UU2 – z uwagi na standaryzowane gwinty i bogactwo rozmiarów – są chętnie wybierane jako zamienniki. Dzięki temu modernizujemy maszyny bez przeprojektowywania całego siłownika.

10. Automatyka przemysłowa i robotyka
    Choć roboty często bazują na siłownikach elektrycznych lub napędach serwo, to w sporej liczbie aplikacji przemysłowych (np. w manipulowaniu ciężkimi elementami) wciąż stosowane są siłowniki hydrauliczne. Ucho z przegubem kulowym może zapewnić minimalizację sił bocznych przy złożonych ruchach ramienia manipulacyjnego. Szczególnie tam, gdzie robot manipuluje ciężkim ładunkiem i drobna niedokładność prowadzenia mogłaby doprowadzić do uszkodzenia siłownika.

11. Skalowalność
    Zaletą bogatej gamy produktów jest skalowalność – od M16x1,5 z łożyskiem do sworznia fi 20 mm, aż po M130x3 do sworznia fi 120 mm. W praktyce, jedna rodzina mocowań z przegubem kulowym umożliwia budowanie maszyn od niewielkich do gigantycznych. Możemy więc w jednej fabryce użyć tego samego typu uch do różnych linii produkcyjnych czy projektów.

12. Korzyści wynikające z zastosowania

• Bezpieczeństwo: brak ryzyka pęknięcia tłoczyska w wyniku przekoszeń.

• Wydłużenie żywotności siłownika: zmniejszone tarcie uszczelnień i brak zarysowań tłoczyska.

• Poprawa sprawności pracy: lepsze dopasowanie do dynamicznych ruchów, mniej energii traci się na szarpnięcia czy mikrodrgania.

• Uniwersalność: możność stosowania w szerokim zakresie maszyn i urządzeń.

Dobór odpowiedniego ucha z przegubem kulowym typu UE2/UU2 wymaga uwzględnienia wielu parametrów technicznych, które określają wytrzymałość, kompatybilność z siłownikiem oraz warunki pracy. Poniżej przedstawiamy kluczowe informacje, jakie inżynier czy konstruktor powinien wziąć pod uwagę:

1. Gwint wewnętrzny

   • Rozmiar gwintu: M16x1,5, M22x1,5, M28x1,5, M35x1,5, M45x1,5, M58x1,5, M65x1,5, M80x2, M100x2, M110x2, M120x3, M130x3.

   • Skok gwintu: część gwintów (np. M16x1,5 czy M22x1,5) ma skok drobnozwojny (1,5 mm), podczas gdy inne (M80x2, M100x2, M130x3) posiadają inny skok, dobrany do większych średnic i sił.

   • Długość użyteczna gwintu: może się różnić w zależności od modelu, co wpływa na głębokość wkręcenia w tłoczysko i potrzebę stosowania nakrętki kontrującej.

2. Średnica sworznia i łożyska

   • Średnice sworzni: od fi 20 mm (dla M16x1,5) aż do fi 120 mm (dla M130x3). Każdy rozmiar sworznia odpowiada łożysku kulowemu w uchu, które musi być dopasowane do przenoszonych obciążeń.

   • Rodzaj łożyska: w łożyskach przegubowych stosuje się kulisty kształt pierścieni wewnętrznego i zewnętrznego. Kluczowe jest sprawdzenie maksymalnych obciążeń, prędkości ruchu kątowego oraz kąta wychylenia.

   • Uszczelnienie łożyska: niektóre modele są wyposażone w uszczelnienia boczne, chroniące przed zabrudzeniami i korozją.

3. Wymiary zewnętrzne ucha

   • Długość całkowita (od czoła gwintu do końca główki), wysokość i szerokość główki. Te wymiary decydują o tym, ile miejsca potrzebujemy w maszynie oraz jaki maksymalny kąt wychylenia jest osiągalny.

   • Pozycja osi sworznia względem osi gwintu: w konstrukcjach standardowych jest centralna, ale warto uwzględnić ewentualne odsadzenia.

4. Nośność i obciążenia

   • Nośność statyczna: maksymalne obciążenie osiowe, które ucho może przenieść bez zniszczenia. W zależności od rozmiaru i klasy materiału, może sięgać dziesiątek (lub setek) ton siły.

   • Obciążenia dynamiczne: w maszynach, gdzie siłownik pracuje w cyklach szybkiego ruchu, występują drgania i uderzenia. Wówczas liczy się wartość dopuszczalnego obciążenia zmęczeniowego (fatigue load).

   • Kąt wychylenia łożyska: zbyt duże odchylenie może przekraczać możliwości przegubu. Typowe łożyska kulowe pozwalają na wychylenie kilkanaście stopni w każdą stronę. Przy większych kątach trzeba rozważyć inne rozwiązania.

5. Materiał wykonania

   • Korpus ucha: zwykle stal węglowa (np. C45) lub bardziej wytrzymałe stale stopowe. Bardziej odporne materiały stosowane są w wersjach do ekstremalnych warunków (np. w przemyśle górniczym).

   • Obróbka termiczna (hartowanie): w kluczowych obszarach ucha, np. w miejscu kontaktu z łożyskiem, często stosuje się hartowanie powierzchniowe dla zwiększenia trwałości.

   • Powłoka antykorozyjna: cynkowanie, fosforanowanie lub malowanie proszkowe (opcjonalnie) – w zależności od wymagań środowiskowych.

6. Temperatura pracy

   • Standardowy zakres to ok. -20°C do +80°C. W przypadku łożysk z uszczelnieniami specjalnymi i smarami wysokotemperaturowymi można sięgać wyższych temperatur (nawet do 120°C).

   • W warunkach mroźnych, przy temperaturach poniżej -20°C, trzeba używać specjalnie przystosowanych elastomerów w uszczelnieniach łożyska.

7. Tolerancje wymiarowe

   • Gwint wewnętrzny zgodny z normami metrycznymi ISO (np. ISO 965-1). Należy sprawdzić, czy tłoczysko siłownika ma ten sam standard gwintu.

   • Średnica otworu na sworzeń jest zwykle wykonana w tolerancji H7 (lub zbliżonej), by sworzeń wchodził z niewielkim luzem. Niektóre łożyska posiadają ściślejsze pasowanie, co wpływa na precyzję pracy.

8. Smarowanie i konserwacja

   • Łożysko kulowe w uchu UE2/UU2 często posiada kanał smarowniczy, przez który można aplikować smar. Inne modele mogą być tzw. „bezobsługowe” (z wkładką z PTFE).

   • W aplikacjach narażonych na zanieczyszczenia lub pracę w błocie (maszyny rolnicze, budowlane) konieczne jest regularne smarowanie przez kalamitkę, aby wydłużyć żywotność łożyska.

9. Częstotliwość przeglądów

   • Producenci zwykle zalecają kontrolę stanu łożyska przegubowego co określony limit godzin pracy. Podczas przeglądu sprawdza się luz promieniowy, ewentualnie dokonuje smarowania i usuwa zanieczyszczenia.

   • Przy intensywnych warunkach pracy (np. w kopalniach czy w budownictwie drogowym) przeglądy powinny być częstsze.

10. Montaż w siłowniku

• Ucho jest wkręcane na tłoczysko z gwintem zewnętrznym. Zazwyczaj stosuje się nakrętkę kontrującą, aby zapobiec odkręcaniu w trakcie eksploatacji.

• Dla prawidłowego działania przegubu kulowego konieczne jest zachowanie osiowości z pozostałą konstrukcją siłownika – choć niewielkie odchylenia kątowe są dopuszczalne i pożądane, by zniwelować naprężenia.

11. Dopuszczenie do ruchu obrotowego

• Ucha z przegubem kulowym umożliwiają wahliwy ruch w płaszczyźnie. W przypadku aplikacji wymagających pełnego obrotu 360° wzdłuż osi sworznia, należy sprawdzić, czy taki zakres jest realny bez kolizji. Najczęściej łożysko jest przystosowane do wychyleń ± fi kilkanaście stopni, co wystarcza do kompensowania niewspółosiowości.

• Jeżeli planowany jest intensywny obrót, warto przeanalizować obciążenia i momenty skrętne.

12. Certyfikaty i standardy

• W branżach wymagających kontroli jakości (np. lotnictwo, kolej, energetyka) producenci często przedstawiają deklaracje zgodności z normami DIN, ISO czy innymi.

• Można też spotkać certyfikaty materiałowe (3.1, 3.2) czy atesty spawalnicze, jeśli siłownik jest łączony z uchem spawanym – aczkolwiek w tym przypadku ucho jest nakręcane, więc głównie ważne są atesty na sam materiał.

13. Przykładowe parametry

• Ucho siłownika hydraulicznego z gwintem wewnętrznym M16x1,5 i łożyskiem do sworznia fi 20 mm: przeznaczone do średnich siłowników (np. 50–100 kN siły). Długość korpusu ok. kilkudziesięciu milimetrów, waga kilkaset gramów.

• Ucho siłownika hydraulicznego M130x3, łożysko fi 120 mm: kolosalne rozmiary, stosowane w potężnych siłownikach budowlanych czy dźwigowych. Waga całego ucha może sięgać kilkunastu kilogramów, a dopuszczalne obciążenia przekraczają setki kN.

14. Dokumentacja techniczna

• Każde ucho powinno mieć rysunek z zaznaczonymi wymiarami gwintu, średnicą otworu na sworzeń, szerokością „łba” ucha, środkiem kulistej powierzchni łożyska.

• W dokumentacji nierzadko występują tabele z parametrami obciążeń statycznych i dynamicznych. Warto się z nimi zapoznać, by nie przeciążyć mocowania.

Materiał, z jakiego wykonane jest ucho siłownika hydraulicznego z przegubem kulowym typu UE2/UU2, w dużej mierze decyduje o jego wytrzymałości i trwałości. W niniejszej sekcji przyjrzymy się, jakie rodzaje stali i obróbki cieplno-chemicznej stosuje się w tego rodzaju produktach, a także jaką rolę odgrywa łożysko kulowe i jego materiały.

1. Stal węglowa do elementów głównych
   Wiele uch jest produkowanych ze stali węglowej kategorii C45 (lub porównywalnej). Ten gatunek zapewnia optymalną relację koszt–wytrzymałość. Można go zahartować powierzchniowo, przez co element staje się odporny na ścieranie w miejscu styku z łożyskiem.

2. Stale stopowe
   W przypadku większych obciążeń lub wymagań (np. w branży górniczej, hutniczej), producenci mogą sięgać po stal stopową (np. 42CrMo4). Ma ona lepsze parametry mechaniczne (wyższą wytrzymałość na rozciąganie i zmęczenie), co pozwala bezpiecznie przenosić olbrzymie siły. Zazwyczaj stal ta jest również hartowana i odpuszczana, co dodatkowo poprawia jej właściwości.

3. Obróbka cieplna

   • Hartowanie: najczęściej obejmuje warstwę zewnętrzną korpusu, szczególnie w obszarze styku z pierścieniem zewnętrznym łożyska, aby zminimalizować zużycie.

   • Nawęglanie lub azotowanie: w pewnych przypadkach, by poprawić odporność na ścieranie, stosuje się nawęglanie (wzrost zawartości węgla na powierzchni). Azotowanie z kolei tworzy twardą warstwę azotków na powierzchni stali.

   • Odpuszczanie: redukuje kruchość po hartowaniu, zachowując jednocześnie wysoką twardość powierzchni.

4. Łożysko kulowe – materiały

   • Pierścień wewnętrzny i zewnętrzny wykonuje się przeważnie z wytrzymałej stali łożyskowej (np. 100Cr6). Ta stal cechuje się wysoką odpornością na ścieranie i twardość po hartowaniu w całej objętości.

   • Wersje bezobsługowe stosują wkładki z PTFE (teflonu) lub kompozytu PTFE–metal. Pozwalają one pracować bez dodatkowego smarowania.

   • Wersje zwykłe (smarowalne) posiadają rowki i otwory do aplikacji smaru, co przedłuża żywotność w środowisku narażonym na pył czy błoto.

5. Uszczelnienia łożyska

   • W warunkach, gdzie występuje woda, pył czy inne zanieczyszczenia, stosuje się uszczelki wargowe (często z NBR lub innego elastomeru), umieszczane po bokach przegubu. Chronią one kulistą powierzchnię przed brudem i zatrzymują smar w środku.

   • W lżejszych aplikacjach, przy niskim zapyleniu, łożyska mogą być częściowo otwarte, a i tak wystarczą okazjonalne zabiegi smarownicze.

6. Powłoki antykorozyjne

   • Opcjonalnie część producentów nakłada galwaniczną powłokę cynkową na korpus ucha, co zwiększa odporność na korozję. W maszynach rolniczych, gdzie kontakt z wilgocią i nawozami bywa codziennością, to cenne rozwiązanie.

   • W branżach stricte morskich, nierzadko stosuje się obróbkę wielowarstwową (cynk + malowanie proszkowe), ewentualnie użycie stali nierdzewnej na cały korpus, choć to rzadkość (koszty są wyższe).

7. Gwint i jego wykończenie

   • Gwint wewnętrzny w uchu musi być dokładnie wykonany (np. tolerancja 6H), by zapewnić właściwe dopasowanie do tłoczyska i uniknąć luzów bądź zbyt ciasnego spasowania.

   • Po gwintowaniu stosuje się gratowanie i często drobną obróbkę polerującą, by usunąć ostre krawędzie, które mogłyby uszkodzić uszczelnienia siłownika przy montażu.

8. Właściwości mechaniczne

   • Twardość nominalna w strefie pracy z łożyskiem może sięgać 55–60 HRC (po hartowaniu). W rdzeniu stali utrzymuje się niższy poziom twardości, co zapewnia elastyczność i odporność na pęknięcia.

   • Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności są kluczowe przy doborze do danej aplikacji. Przykładowo, stal 42CrMo4 w stanie ulepszonym cieplnie może mieć granicę plastyczności powyżej 900 MPa.

9. Złącze kuliste

   • „Kulistość” w łożysku musi być bardzo precyzyjna, by zapewnić równomierny rozkład obciążeń. Niedokładności w sferycznej powierzchni skutkują punktowymi przeciążeniami i szybszym zużyciem.

   • Podczas montażu łożyska w uchu może być stosowana metoda wciskania z tolerancją. Często starannie dobiera się pasowanie H7/k6 czy H7/js6, by łożysko było stabilnie osadzone, a jednocześnie nie uszkodziło się w czasie osadzania.

10. Smarowanie

• Jeżeli mamy łożysko przegubowe otwarte, należy regularnie aplikować smar (np. smar litowy EP2), zwłaszcza w środowisku mokrym lub zanieczyszczonym.

• Wersje bezobsługowe z wkładką PTFE nie wymagają smarowania, ale mogą mieć nieco mniejszą nośność dynamiczną. Wybór zależy więc od warunków pracy i wymaganego okresu bezobsługowości.

11. Podatność na wibracje i udary

• Ucha z przegubem kulowym z zasady przenoszą także udary poprzeczne. Dzięki kulowej budowie łożyska rozkładają się one bardziej równomiernie, jednak przy ekstremalnych wibracjach warto rozważyć masywniejsze warianty albo modele z ogranicznikami wychylenia.

• Wielu producentów stosuje kute korpusy stali węglowej, wzmacniane w newralgicznych obszarach, by zminimalizować ryzyko pęknięcia.

12. Proces produkcji

• Zwykle rozpoczyna się od odkuwki lub pręta stalowego, z którego toczy się korpus (główkę ucha).

• Następnie wykonuje się obróbkę CNC (toczenie, frezowanie, wiercenie otworu pod łożysko, nacinanie gwintu).

• Hartowanie lub azotowanie przeprowadza się w ściśle kontrolowanych piecach, po czym może nastąpić obróbka wykańczająca – szlifowanie strefy styku z łożyskiem.

• Montaż łożyska kulowego i ewentualne uszczelnienia wieńczą proces, a ostatnim etapem jest kontrola jakości i pakowanie.

13. Podsumowanie doboru materiałów

• Podstawą jest właściwie dobrana stal i łożysko kulowe, które razem wytrzymują żądane siły osiowe i boczne, a także przenoszą momenty wynikające z wychyleń.

• Dobór uszczelnień i rodzaju smarowania zależy od środowiska (susza, wilgoć, chemikalia).

• Obróbka cieplna i powierzchniowa nadaje finalne cechy mechaniczne i odporność na korozję, co jest kluczowe w branżach rolniczych, budowlanych czy morskich.

Montaż ucha z przegubem kulowym typu UE2/UU2 do siłownika hydraulicznego wymaga zachowania kilku kluczowych zasad, aby zapewnić bezawaryjną i długotrwałą pracę. Poniżej przedstawiamy krok po kroku zalecany proces instalacji, uwzględniając aspekty bezpieczeństwa i najlepsze praktyki inżynieryjne:

1. Przygotowanie siłownika i narzędzi

   • Wyłącz ciśnienie w układzie hydraulicznym i upewnij się, że siłownik nie jest obciążony (np. gdy jest częścią ramienia koparki, opuść ramię na stabilne podłoże).

   • Zbierz odpowiednie narzędzia: klucze płaskie bądź nastawne dostosowane do rozmiaru gwintu, klucz dynamometryczny (zalecane do finalnego dokręcenia), smar do gwintów lub środek zabezpieczający gwint, np. Klej anaerobowy średniej wytrzymałości (opcjonalnie).

   • Skontroluj, czy gwint na tłoczysku siłownika pasuje do wybranego ucha (M16x1,5, M22x1,5 itp.) i czy skok gwintu jest taki sam. Błąd w doborze skoku może spowodować uszkodzenie gwintu.

2. Weryfikacja ucha

   • Sprawdź, czy ucho jest w nienagannym stanie. Obejrzyj, czy łożysko kulowe nie ma luzu promieniowego lub śladów korozji.

   • Jeśli łożysko wymaga smarowania wstępnego, wypełnij go odpowiednim smarem (np. smarem litowym EP). Wersje bezobsługowe z PTFE nie wymagają takiego zabiegu.

3. Nakładka kontrująca (jeśli wymagana)

   • W wielu rozwiązaniach stosuje się nakrętkę kontrującą, którą nakręca się na tłoczysko przed wkręceniem ucha. Pozwala ona ustawić odpowiednią głębokość wkręcenia i zabezpiecza przed samoistnym luzowaniem się.

   • Bywa, że producenci siłowników już dostarczają taką nakrętkę w zestawie. Upewnij się, że jej wymiary (średnica zewnętrzna, grubość) nie będą kolidować z innymi elementami konstrukcji.

4. Wkręcanie ucha w tłoczysko

   • Delikatnie posmaruj gwint tłoczyska olejem maszynowym albo użyj środka minimalizującego tarcie i korozję. Niektóre branże (np. spożywcza) wymagają zatwierdzonych środków smarnych, które są nietoksyczne.

   • Rozpocznij wkręcanie ucha ręcznie, aby wyczuć ewentualne „krzywe wejście” gwintu. Jeśli czujesz opór, wycofaj i sprawdź, czy nie ma zanieczyszczeń na gwincie.

   • Po wkręceniu ucha na odpowiednią głębokość (zwykle do oporu lub do miejsca wskazanego w dokumentacji siłownika), użyj klucza dynamometrycznego ustawionego na zalecany moment dokręcenia – jeśli producent go podaje. W przypadku braku takiej instrukcji, postępuj ostrożnie: zbyt silne dokręcenie może zniszczyć gwint, za słabe – grozi odkręceniem się ucha podczas pracy.

5. Kontrująca nakrętka

   • Dokręć nakrętkę kontrującą (od strony korpusu siłownika) tak, by ściskała czoło ucha lub specjalny kołnierz siłownika.

   • Upewnij się, że ucho nie ma luzu osiowego po tej operacji. W razie potrzeby poluzuj lekko i dokonaj drobnej korekty pozycji.

6. Sprawdzenie dopasowania z drugim punktem mocowania

   • Z drugiej strony (w łożysku kulowym) wsuń sworzeń (o właściwej średnicy). Sprawdź, czy otwór w uchu i sworzeń są dopasowane (zwykle pas H7/h6 lub zbliżony).

   • Upewnij się, że sworzeń wchodzi bez nadmiernego bicia i bez przesadnego luzu.

   • Zabezpiecz sworzeń (np. zawleczką, pierścieniem segera, nakrętką). Kontroluj, czy w czasie wychyłu siłownika w pełnym zakresie, ucho i łożysko nie kolidują z ramą czy innymi elementami.

7. Kolejne kroki montażu (przy dnie siłownika)

   • W wielu konstrukcjach również dno siłownika ma analogiczne ucho (lub inny typ mocowania, np. łapki, kołnierz). Jeśli jest to ucho z łożyskiem, postępuj podobnie jak wyżej.

   • Często ucho dna jest zespawane z siłownikiem, więc ten krok bywa pomijany.

8. Regulacja kąta łożyska (jeśli dostępna)

   • Niektóre ucha z przegubem kulowym mają ograniczniki wychylenia lub możliwość ustawienia wstępnego kąta. Jeśli Twoja aplikacja tego wymaga, ustal właściwy kąt, by w pozycji wyjściowej siłownik nie był naprężony bocznie.

9. Pierwsze uruchomienie

   • Przywróć zasilanie hydrauliczne siłownika, ale początkowo ustaw niższe ciśnienie.

   • Wykonaj kilka próbnych ruchów wysuwu i wsuwu, obserwując, czy ucho swobodnie się wychyla. Sprawdź również, czy nakrętka kontrująca nie poluzowała się.

   • Stopniowo doprowadź do pełnego ciśnienia roboczego i pełnego skoku siłownika, jednocześnie obserwując, czy ucho nie ociera o elementy konstrukcji, a łożysko kulowe płynnie kompensuje ruchy kątowe.

10. Dokręcenie finalne (jeśli nie użyto klucza dynamometrycznego wcześniej)

• Gdy widzisz, że wszystko działa poprawnie, warto jeszcze raz sprawdzić moment dokręcenia i ewentualnie dokręcić nakrętkę kontrującą.

• Zaleca się nanieść kreskę kontrolną (farbą lub markerem) na tłoczysku i na uchu, by móc w przyszłości szybko ocenić, czy ucho się nie odkręciło.

11. Smarowanie (jeśli łożysko wymaga)

• Wersje łożyska kulowego smarowalne wyposażone są w kalamitkę. Należy podłączyć smarownicę i wprowadzić smar do momentu pojawienia się minimalnej ilości smaru przy krawędzi uszczelnień.

• W przypadku wersji bezobsługowej z PTFE – nie ma konieczności smarowania, ale warto dbać, by nie dostawały się tam zanieczyszczenia.

12. Kontrola końcowa

• Przed uznaniem montażu za zakończony, sprawdź wszelkie elementy zabezpieczające: zawleczki, pierścienie segera, nakrętki.

• Upewnij się, że w krańcowych pozycjach siłownika nie powstają kolizje z innymi podzespołami.

• Sprawdź, czy układ hydrauliczny nie ma wycieków. Oczywiście to bardziej dotyczy złączy hydraulicznych, ale będąc w pobliżu siłownika, warto to skontrolować.

1. Czym różni się typ UE2 od UU2?
   W wielu katalogach można spotkać zamiennie nazwy UE2 lub UU2 – zasadniczo chodzi o podobną konstrukcję uch z łożyskiem kulowym. Czasem producenci stosują odmienny system oznaczeń. Najważniejsze, by upewnić się co do wymiarów gwintu i otworu na sworzeń, a sama nazwa to kwestia wewnętrznej nomenklatury.

2. Czy mogę zastosować ucho UE2 do siłownika o większej sile, niż podana w katalogu?
   Nie zaleca się przekraczania maksymalnych obciążeń. Producent określa parametry wytrzymałości na podstawie badań i norm. Jeśli przewidywana siła w układzie jest wyższa, należy wybrać większy rozmiar ucha lub model z wyższej klasy materiałowej.

3. Czy muszę smarować łożysko kulowe?
   To zależy od wersji: niektóre modele mają tzw. bezobsługowe łożyska, w których wkładka PTFE zapewnia niskie tarcie bez konieczności smarowania. Inne wymagają okresowego smarowania, zwłaszcza w cięższych warunkach pracy. W razie wątpliwości, sprawdź dokumentację producenta albo zewnętrzną tablicę zaleceń dotyczących eksploatacji łożysk przegubowych.

4. Jak dobrać średnicę sworznia?
   Średnicę sworznia określa producent ucha w kontekście dopasowania do łożyska. Przykładowo, do gwintu M16x1,5 może pasować łożysko fi 20 mm, do M22x1,5 – fi 30 mm itd. Nigdy nie należy rozpiłowywać ani zwężać otworu łożyska, by dopasować inny sworzeń. Zawsze trzeba kierować się oryginalnymi wymiarami.

5. Czy można obracać łożysko w uchu w pełnym zakresie 360°?
   Najczęściej łożysko kulowe pozwala na wychylenia kątowe w pewnym zakresie (np. ±15°), a obrócenie wokół osi sworznia może być dowolne. Jednakże, w praktyce ruch jest ograniczony przez kształt samego ucha (żeby nie doszło do kolizji). W razie konieczności pełnego obrotu 360°, trzeba skonfigurować to w dokumentacji i sprawdzić, czy zewnętrzna geometria nie będzie przeszkodą.

6. Na co zwrócić uwagę przy wymianie starego ucha na nowe?

   • Dopasuj identyczny gwint i skok.

   • Upewnij się, że długość gwintowanego odcinka jest wystarczająca (by nie był zbyt krótki).

   • Sprawdź, czy nowy model ma kompatybilną średnicę łożyska.

   • W niektórych siłownikach gwint może być nietypowy (np. calowy) – wtedy konieczne jest zamówienie na wymiar.

7. Jakie klucze najlepiej stosować podczas montażu?
   Zawsze warto używać kluczy płaskich lub oczkowych odpowiedniego rozmiaru, by nie uszkodzić płaszczyzny ucha. W przypadku gwintów większych (M100x2 czy M130x3) klucze muszą być masywne. Klucz dynamometryczny jest wskazany, gdy producent określi moment dokręcenia.

8. Czy ucho z przegubem kulowym może zastąpić inne typy mocowań siłowników?
   W wielu przypadkach tak. Jeśli wcześniej używano mocowania sztywnego (np. widełek), a występują problemy z niewspółosiowością, ucho wahliwe z łożyskiem kulowym może być lepszym rozwiązaniem. Trzeba jednak uwzględnić dostępną przestrzeń i sposób montażu sworznia.

9. Czy gwint drobnozwojny (np. M16x1,5) ma jakieś zalety nad zwykłym M16x2?
   Drobnozwojny gwint daje precyzyjniejsze ustawienie długości wkręcenia i zwykle wyższą wytrzymałość zmęczeniową (większa powierzchnia styku w porównaniu do grubszego skoku). W siłownikach hydraulicznych to istotne, bo przenosimy duże siły osiowe i nie chcemy, by gwint się zerwał.

10. Czy można spawać ucho z innym elementem konstrukcyjnym?
    Z reguły nie zaleca się spawania gotowych uch z przegubem kulowym, bo hartowane i obrabiane cieplnie strefy mogą ulec odpuszczeniu bądź pęknięciom. Jeżeli konieczne jest spawanie, to tylko w strefach specjalnie do tego przeznaczonych (np. dedykowane uchy spawane) i zgodnie z zaleceniami producenta.

11. Jakie są najczęstsze przyczyny awarii ucha siłownika?

• Nadmierne przekroczenie dopuszczalnej siły.

• Brak smarowania (w wersjach, gdzie jest ono wymagane).

• Skręcenie zbyt małym momentem, powodujące poluzowanie się ucha.

• Uszkodzenie mechaniczne łożyska (np. wskutek uderzenia) lub korozja.

• Montaż z niewspółosiowym siłownikiem, powodujący duże momenty zginające.

12. Jak sprawdzić, czy łożysko kulowe jest jeszcze w dobrym stanie?
    Delikatnie poruszaj sworzniem w górę i w dół, sprawdzając luz. Z czasem pojawia się niewielki luz, ale jeśli przekracza on dopuszczalne wartości (zauważalny stukanie), to łożysko może wymagać wymiany. Ponadto sprawdź stan powłoki kulistej i uszczelnień.

13. Czy do demontażu ucha zawsze muszę wyjmować siłownik z maszyny?
    Niekoniecznie. Czasem wystarczy podeprzeć element, który siłownik porusza, by zwolnić nacisk. Następnie wyjmij sworzeń z łożyska i odkręć ucho z tłoczyska. Oczywiście w maszynach ciężkich czasem praktyczniej jest zdemontować cały siłownik.

14. Jakie są objawy zbyt małego kąta wychylenia?
    Przy zbyt małym zakresie ruchu kulowego, siłownik zaczyna przenosić siły boczne. Można to zaobserwować przez szybkie zużywanie się uszczelnień siłownika, rysy na tłoczysku, a także niestabilność ruchu (zacinanie, wibracje). W takich sytuacjach warto rozważyć większe ucho z większym łożyskiem, dającym większy kąt wychylenia.

15. Czy łożysko można wymienić niezależnie od korpusu ucha?
    W wielu przypadkach tak. Łożysko jest wciskane w gniazdo i zabezpieczone pierścieniem. Można je wybić i wstawić nowe (o identycznej serii). Konieczne jest jednak zachowanie ostrożności, by nie uszkodzić krawędzi gniazda. Czasem producenci oferują cały zestaw naprawczy.

16. Dlaczego ucho o tym samym gwincie jest droższe w wersji z łożyskiem do większego sworznia?
    Zwykle większy otwór w łożysku (np. fi 25 mm zamiast fi 20 mm) oznacza, że korpus musi być masywniejszy, a łożysko – droższe w produkcji (więcej materiału, precyzyjniejsza obróbka). Cena rośnie wraz z obciążeniem, jakie ucho ma przenosić.

17. Czy jest możliwe, by łożysko przegubowe działało całkiem bez luzu?
    W łożyskach kulowych zwykle występuje minimalny luz, który jest potrzebny do swobodnego ruchu. Łożyska z warstwą PTFE mają zdolność autoadaptacji i początkowo są niemal bezluzowe, ale z czasem, w miarę zużycia, luz się pojawia. Niewielki luz nie jest niczym złym, pod warunkiem że mieści się w zaleceniach producenta.

18. Jakie środki bezpieczeństwa stosować przy montażu?

• Wyłączyć układ hydrauliczny i zabezpieczyć przed przypadkowym uruchomieniem.

• Korzystać z odzieży ochronnej (rękawice, obuwie robocze).

• Dźwignąć lub podeprzeć maszynę, by siłownik nie był obciążony.

• Sprawdzać, czy klucze dobrze chwytają i nie ześlizgną się, bo gwinty dużych rozmiarów wymagają sporego momentu.

19. Czy ucho z łożyskiem kulowym nadaje się do siłowników dwustronnego działania i jednostronnego?
    Tak, rodzaj siłownika (dwustronnego czy jednostronnego działania) nie ma znaczenia dla funkcji i montażu ucha.