Typy mazacích systémů lze rozdělit do tří skupin:
- Třída I – ložiska, která vyžadují aplikaci maziva z vnějšího zdroje (např, olej, plastické mazivo atd.).
- Třída II – ložiska, která obsahují mazivo uvnitř stěn ložiska (např. bronz, grafit atd.). Tato ložiska obvykle vyžadují k dosažení maximálního výkonu vnější mazivo.
- Třída III – ložiska vyrobená z materiálů, které jsou mazivem. Tato ložiska jsou obvykle považována za „samomazná“ a mohou pracovat bez vnějšího maziva.
Příkladem druhého typu ložisek jsou ložiska Oilites a plastová ložiska vyrobená z polyacetalu; příkladem třetího typu jsou ložiska z metalizovaného grafitu a ložiska z PTFE.
Většina kluzných ložisek má hladký vnitřní povrch; některá jsou však drážkovaná, např. ložiska se spirální drážkou. Drážky napomáhají pronikání maziva do ložiska a pokrývají celý čep.
Samomazná kluzná ložiska mají mazivo obsažené ve stěnách ložiska. Existuje mnoho forem samomazných ložisek. První a nejběžnější jsou ložiska ze slinutého kovu, která mají porézní stěny. Pórovité stěny nasávají olej kapilární cestou a při působení tlaku nebo tepla olej uvolňují. Příkladem funkčního ložiska ze slinutého kovu jsou samomazné řetězy, které během provozu nevyžadují žádné další mazání. Další formou je celistvé jednodílné kovové pouzdro s osmičkovým drážkovým kanálem na vnitřním průměru, který je vyplněn grafitem. Podobné ložisko nahrazuje osmičkovou drážku otvory vyplněnými grafitem. Tím se ložisko maže uvnitř i vně. Poslední formou je plastové ložisko, které má mazivo zalité v ložisku. Mazivo se uvolňuje při záběhu ložiska.
Existují tři hlavní typy mazání: v plném filmovém stavu, v mezním stavu a v suchém stavu. Plnovrstvé podmínky jsou takové, kdy je zatížení ložiska přenášeno výhradně filmem kapalného maziva a mezi oběma povrchy ložiska není žádný kontakt. Při smíšených nebo okrajových podmínkách je zatížení přenášeno částečně přímým kontaktem povrchů a částečně filmem, který se mezi nimi vytváří. V suchém stavu je celé zatížení přenášeno kontaktem povrchu s povrchem.
Ložiska, která jsou vyrobena z ložiskových materiálů, pracují vždy v suchém stavu. Ostatní dvě třídy kluzných ložisek mohou pracovat ve všech třech stavech; stav, ve kterém ložisko pracuje, závisí na provozních podmínkách, zatížení, relativní rychlosti povrchu, vůli uvnitř ložiska, kvalitě a množství maziva a teplotě (ovlivňující viskozitu maziva). Pokud kluzné ložisko není konstruováno pro provoz v suchém nebo mezním stavu, má vysoký součinitel tření a opotřebovává se. Suché a mezní podmínky se mohou vyskytnout i u kapalinového ložiska při provozu mimo jeho normální provozní podmínky; např. při spouštění a vypínání.
Kapalinové mazáníEdit
Tekutinové mazání má za následek režim mazání s plným filmem nebo s mezními podmínkami. Správně navržený ložiskový systém snižuje tření tím, že eliminuje kontakt povrchu s povrchem mezi čepem a ložiskem prostřednictvím dynamických účinků kapaliny.
Kapalinová ložiska mohou být mazána hydrostaticky nebo hydrodynamicky. Hydrostaticky mazaná ložiska jsou mazána externím čerpadlem, které udržuje statické množství tlaku. V hydrodynamicky mazaném ložisku je tlak v olejovém filmu udržován otáčením čepu. Hydrostatická ložiska se dostávají do hydrodynamického stavu, když se čep otáčí. Hydrostatická ložiska obvykle používají olej, zatímco hydrodynamická ložiska mohou používat olej nebo plastické mazivo, avšak ložiska mohou být konstruována tak, aby používala jakoukoli dostupnou kapalinu, a některé konstrukce čerpadel používají jako mazivo čerpanou kapalinu.
Hydrodynamická ložiska vyžadují větší péči při konstrukci a provozu než ložiska hydrostatická. Jsou také náchylnější k počátečnímu opotřebení, protože k mazání dochází až při otáčení hřídele. Při nízkých otáčkách nemusí mazání dosáhnout úplného oddělení hřídele a pouzdra. V důsledku toho mohou hydrodynamickým ložiskům pomáhat sekundární ložiska, která podpírají hřídel během rozběhu a zastavení a chrání jemné toleranční obrobené plochy čepového ložiska. Na druhou stranu je instalace hydrodynamických ložisek jednodušší a levnější.
V hydrodynamickém stavu se vytvoří mazací „klín“, který čep nadzvedne. Čep se také mírně horizontálně posouvá ve směru otáčení. Poloha čepu se měří pomocí úhlu polohy, což je úhel, který svírá svislice s přímkou protínající střed čepu a střed ložiska, a poměru excentricity, což je poměr vzdálenosti středu čepu od středu ložiska k celkové radiální vůli. Úhel polohy a poměr excentricity závisí na směru a rychlosti otáčení a na zatížení. U hydrostatických ložisek ovlivňuje poměr excentricity také tlak oleje. U elektromagnetických zařízení, jako jsou motory, mohou elektromagnetické síly působit proti gravitačnímu zatížení, což způsobuje, že čep zaujímá neobvyklé polohy.
Jednou z nevýhod specifických pro hydrodynamická čepová ložiska mazaná kapalinou ve vysokootáčkových strojích je víření oleje – samobuzené kmitání čepu. K olejovému víření dochází, když se mazací klín stane nestabilním: malé poruchy čepu mají za následek reakční síly olejového filmu, které způsobují další pohyb a způsobují „víření“ olejového filmu i čepu kolem pláště ložiska. Obvykle je frekvence víření přibližně 42 % rychlosti otáčení čepu. V extrémních případech vede víření oleje k přímému kontaktu mezi čepem a ložiskem, což vede k rychlému opotřebení ložiska. V některých případech se frekvence víření shoduje s kritickými otáčkami hřídele stroje a „uzamyká se na nich“; tento stav je znám jako „olejový bič“. Olejový bič může být velmi destruktivní.
Olejovému víru lze zabránit stabilizační silou působící na čep. Řada konstrukcí ložisek se snaží využít geometrii ložiska buď k vytvoření překážky pro vířící kapalinu, nebo ke stabilizačnímu zatížení, aby se víření minimalizovalo. Jedním z nich je tzv. citronová nebo eliptická díra. V tomto provedení jsou mezi obě poloviny ložiskového tělesa instalovány podložky a poté je otvor opracován na míru. Po odstranění podložek se otvor podobá tvaru citronu, což snižuje vůli v jednom směru otvoru a zvyšuje předpětí v tomto směru. Nevýhodou této konstrukce je nižší únosnost ve srovnání s typickými čepovými ložisky. Je také stále náchylné k víření oleje při vysokých otáčkách, jeho cena je však relativně nízká.
Další konstrukcí je přítlačná přehrada nebo přehrazená drážka, která má mělký odlehčovací řez ve středu ložiska nad horní polovinou ložiska. Drážka se náhle zastaví, aby se vytvořila síla směrem dolů, která stabilizuje čep. Tato konstrukce má vysokou únosnost a napravuje většinu situací spojených s vířením oleje. Nevýhodou je, že funguje pouze v jednom směru. Posunutí polovin ložiska dělá stejnou věc jako přítlačná hráz. Jediný rozdíl je v tom, že s rostoucím odsazením se zvyšuje únosnost.
Radikálnější konstrukcí je konstrukce s naklápěcími podložkami, která používá více podložek, jež jsou navrženy tak, aby se pohybovaly s měnícím se zatížením. Obvykle se používá u velmi velkých aplikací, ale nachází také široké uplatnění v moderních lopatkových strojích, protože téměř zcela eliminuje víření oleje.