V oblasti vývoje kompresorů a čerpadel se projevuje jasný trend zaměřený na zvýšení hustoty výkonu zvyšováním otáček. Z toho důvodu skupina SKF vyvinula novou řadu jednořadých kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem, která splňují takové požadavky. Vývoj byl zaměřen na splnění tří cílů: zvýšení mezních otáček o 40 %, snížení hlučnosti a zvýšení odolnosti ložiska v nepříznivých provozních podmínkách (rázová zatížení, průhyb hřídele atd.). Na základě koncepčních studií byly stanoveny následující vlastnosti, které byly zapracovány do nového sortimentu jednořadých kuličkových ložisek SKF Explorer: stykový úhel 25° nová konstrukce klece, pevnější mosazný materiál vylepšená geometrie oběžné dráhy. Stykový úhel 25° Standardní jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem mají stykový úhel 40°. V aplikacích s vyššími nároky na axiální tuhost, jako např. pohybové šrouby obráběcích strojů, jsou často používána kuličková ložiska s kosoúhlým stykem s většími stykovými úhly (např. 62°). Ložiska určená pro vysoké otáčky a nízké axiální síly se vyznačují menším stykovým úhlem (např. 15° nebo 25°). Optimalizovaná konstrukce mosazné klece Ve vysokootáčkových uloženích představuje klec nejdůležitější díl ložiska. Z toho důvodu byla pro ložiska se stykovým úhlem 25° vyvinuta nová mosazná klec. Nová konstrukce klece se vyznačuje následujícími zlepšeními: toroidní tvar kapes klece optimalizovaný úhel osy kapes klece optimalizovaná vůle kapes klece oválné kapsy klece optimalizovaný tvar vnějšího profilu mosaz s novým složením, které se vyznačuje lepšími mechanickými vlastnostmi a nižším obsahem olova. Metodou konečných prvků bylo provedeno porovnání jednotlivých konstrukcí. Pro komplexní ověření nových výrobků jsou však nutné fyzické testy. Kromě testů odolnosti a tření byl velký počet testů zaměřen na ověření chování klece při vysokých otáčkách. Získané pozitivní výsledky zkoušek umožnily zvýšit mezní otáčky nově vyvinuté mosazné klece o cca 30 %. Díky optimalizovanému styku kuličky a klece je chování při teplotách vyvolaných vysokými otáčkami mnohem stabilnější a je podporována tvorba mazivového filmu. Konstrukce klece s oválnými otvory, které se vyznačují menší vůlí v axiálním směru, přispěla ke snížení hlučnosti a vibrací o 15 %. Náklady na klec Na úspěšné uvedení nového výrobku na trh mají zásadní vliv dva faktory: hodnoty pro zákazníka a náklady. Z toho důvodu byly sledovány náklady na klec v průběhu celého vývoje. Flexibilní výrobní proces umožnil vyrobit mnohem složitější geometrie bez zvýšení nákladů na obrábění. Kromě toho se díky použití trubkových polotovarů menšího průřezu podařilo zkrátit čas potřebný na obrábění. Toto optimalizované provedení mosazné klece také nahradí stávající provedení klece v sortimentu se stykovým úhlem 40° v řadách 72 B(E) a 73 B(E), označení ložiska zůstane stejné. Zlepš ená geometrie oběžných drah Profil oběžné dráhy kuličkových ložisek má zpravidla tvar kruhové výseče. V náročných provozních podmínkách, kdy dochází k působení rázových zatížení a průhybu hřídele, se může stát, že styková elipsa se posune ke hraně nákružku (trunkace), což se projeví napěťovými špičkami. Taková nepříznivá zatížení mohou být příčinou poškození ložiska a jeho následného selhání. Ke snížení rizika poškození přispělo zlepšení geometrie oběžné dráhy ložisek se stykovým úhlem 25°, které spočívalo v přidání druhého kruhového oblouku (r2) s větší oskulací. Nová geometrie oběžné dráhy výrazně snížila riziko odříznutí stykové elipsy. Jednořadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem s novou geometrií oběžné dráhy mohou přenášet přibližně třikrát vyšší axiální síly bez odříznutí stykové elipsy na rozdíl od ložisek s konstantním poloměrem oběžné dráhy. Nová geometrie oběžné dráhy se projevuje poněkud vyšším tlakem v místě styku, protože styková plocha je menší. Zvýšení tlaku závisí na axiálním a radiálním zatížení, která působí na ložisko. V typických podmínkách uložení je zvýšení tlaku v místě styku vždy menší než 1 %.
