A łożysko kulkowe , znane również jako łożysko z obrotowym ramieniem, jest rodzajem nieobrotowego łożyska z ramieniem tocznym, które wykorzystuje kulki na swoich wewnętrznych i zewnętrznych łukach, aby oddzielić wewnętrzne powierzchnie łożyska od siebie. Rolki łożyska znajdują się wewnątrz ramion tocznych, podczas gdy rolki łożyska kulkowego często znajdują się na zewnątrz obudowy łożyska. Zewnętrzne ramię toczne obudowy łożyska styka się z zestawem obracających się wrzecion, podczas gdy wewnętrzna powierzchnia łożyska styka się z magnesem lub źródłem energii elektrycznej. Ze względu na konstrukcję zespołu łożyska kulkowego kulki o różnych rozmiarach mogą stykać się ze sobą lub z kilkoma innymi kulkami jednocześnie. Może to powodować tarcie w łożysku, dlatego w wysokowydajnych silnikach często stosuje się łożyska kulkowe, aby wyeliminować takie problemy.
Łożysko kulkowe nie wykorzystuje żadnych ruchomych części, więc wytwarzane tarcie jest całkowicie spowodowane przez same toczące się kulki. Aby kulki o różnych rozmiarach mogły się obracać, muszą mieć kontakt z każdą częścią obudowy łożyska w tym samym czasie, co znacznie zwiększa tarcie. Kulki obracają się wokół dwóch różnych osi, z których każda ma inny moment pędu. Ze względu na moment pędu kulki poruszają się w przypadkowy sposób, dlatego mają tendencję do poruszania się w górę iw dół po torach rolkowych.
Wielkość tarcia wytwarzanego przez łożyska kulkowe zależy zarówno od ich konstrukcji, jak i materiałów, z których są wykonane. Z tego powodu tworzywa sztuczne i poliwęglany są zazwyczaj bardziej wydajne w tworzeniu wysokiego poziomu tarcia. Chociaż łożyska kulkowe z poliwęglanu mają zwykle niższy poziom tarcia niż tworzywa sztuczne, nadal mogą dobrze współpracować z tworzywami sztucznymi o niższej temperaturze topnienia. Plastikowe łożyska kulkowe są również zwykle trwałe i mocne, dzięki czemu można je stosować w niektórych urządzeniach o większej wadze.
Istnieją dwa główne typy konstrukcji łożysk kulkowych: obciążenia osiowe i obciążenia promieniowe. Obciążenie osiowe to takie, które jest tworzone przez dwie kule poruszające się w tym samym kierunku. Obciążenia promieniowe są podobne do obciążeń osiowych łożyska, ale powstają w wyniku obciążenia osiowego, które przemieszcza się w innym kierunku. Najczęstsze obciążenie promieniowe występujące w sprzęcie przemysłowym jest generowane przez wirniki maszyny. Służą do zapewnienia płynnej pracy w przypadkach, gdy łożysko wałeczkowe wymaga obrócenia. Czasami są również używane do zrównoważenia ciężaru innych, cięższych elementów.
Częstym problemem, który może wystąpić w przypadku łożysk ze stalowymi kulkami, jest narastanie rdzy. Rdza jest często spowodowana niewłaściwą pielęgnacją, zwłaszcza jeśli chodzi o czyszczenie. Może to być również spowodowane ciepłem wytwarzanym podczas przetwarzania, a także olejem stosowanym w niektórych maszynach. Jeśli nie jest odpowiednio konserwowany, może również prowadzić do korozji spowodowanej cząstkami rdzy.
Łożyska z kulkami stalowymi są zwykle znacznie tańsze w produkcji. Dzieje się tak dlatego, że do ich produkcji nie potrzeba aż tak dużej ilości maszyn. Ich głównym ograniczeniem jest niezdolność do zapewnienia znacznego tarcia bocznego lub osiowego. Tarcie promieniowe i osiowe jest niezbędne do płynniejszej, bezpieczniejszej pracy i może zmniejszyć ryzyko uszkodzeń zmęczeniowych maszyn. Niestety, ze względu na koszt stalowych kulek, często niepraktyczne jest instalowanie w maszynie więcej niż kilku kulek. Bardzo trudno jest również dodać łożysko kulkowe do konstrukcji, która już zawiera kulki lub koszyk, ze względu na potencjalne zanieczyszczenie.