Сачмени лагери срещу ролкови лагери, кой?

Сачмени лагери срещу ролкови лагери, кой?

Лагерите са критични компоненти в почти всички машини, като им помагат да работят гладко, като намаляват триенето между движещите се части. Има много видове лагери (легендата гласи, че има 470,000 XNUMX вида), всеки от които е проектиран да се справя с различни условия на натоварване. Тази статия се фокусира върху двата основни типа: сачмени лагери и ролкови лагери. Въз основа на дългогодишен опит в производството на лагери, Aubearing обяснява различните им дизайни и ги сравнява, предоставяйки конструктивен съвет как да избирате между тях.

И двете лагери намлява ролкови лагери се използват в различни машини с въртящи се части. Техните свойства често допринасят значително за технологичния и икономически прогрес в различни области на инженерството. Стандартизацията на лагерите дава възможност за избор на дизайн директно от таблицата с лагери в каталога на лагерите на производителя. Компании за производство на лагери като SKF, NTN, Тимкен, FAG, Schaeffler, Aubearingи т.н. са естествени източници на информация за селекция. През повечето време дизайнерът може да избере продукти, носещи лагери за своя дизайн директно от каталога. Изборът на популярен и широко използван дизайн помага за постигане на оптимална използваемост и предоставя най-икономичното решение.

Радиални-лагери-VS-опорни-лагери,-кой-един

Лагери

Индустриалните сачмени лагери се използват в различни машини и производствено оборудване за постигане на гладко, ефективно ротационно движение. Самият лагер се състои от външен пръстен, вътрешен пръстен, комплект стоманени топки и клетка, която поддържа топките равномерно разпределени. Както външният, така и вътрешният пръстен обикновено са направени от изключително издръжливи материали, като стомана или керамика, и са проектирани да издържат на високи скорости и големи натоварвания. Стоманените топки в лагера осигуряват контактни точки с ниско триене между вътрешния и външния пръстен, което позволява движение с минимално съпротивление и намалява загубата на енергия при триене. Клетката на лагера служи за поддържане на правилното позициониране на сачмите, предотвратяване на контакта им една с друга и осигуряване на равномерно разпределение на натоварването. Търкалящото движение е подложено на аксиални и радиални натоварвания. Сачмените лагери обикновено се използват във високоскоростни приложения като електрически двигатели и скоростни кутии. Вижте нашата статия за преглед на сачмени лагери за информация.

Тип сачмен лагер

Тип на сачмения лагер

Има два основни вида сачмени лагери, едноредови или двуредови. Най-популярните са едноредови сачмени лагери с дълбоки канали, които се състоят от редица сачми, движещи се по един канал. Двуредните сачмени лагери се състоят от два реда сачми в два комплекта жлебови канали. Както едноредовите, така и двуредните сачмени лагери се състоят от вътрешни пръстени, външни пръстени, сачми и клетки. И двата типа лагери могат да се справят с големи радиални и аксиални натоварвания. Сачмените лагери с дълбок канал се предлагат както за приложения с ниска, така и за висока скорост, в зависимост от класа на толерантност, смазването, вътрешната хлабина и избрания тип уплътнение или предпазител. Следващият списък очертава различните видове сачмени лагери, всеки с уникални характеристики и специфична употреба. Тези лагери са критични в множество приложения, включително прецизни инструменти, микромотори, скоростни кутии и главини на колела.

  • Дълбоко търкалящи лагери: Сачмените лагери с дълбок канал са най-често срещаният тип. Те могат да издържат на радиални и аксиални натоварвания.

  • Радиални сачмени лагери: Сачмените лагери с ъглов контакт имат вътрешна аксиална хлабина над средната. Те могат да издържат аксиални натоварвания в една посока и умерени радиални натоварвания.

  • Самонастройващи се сачмени лагери: Саморегулиращите се сачмени лагери могат да се коригират за грешки при подравняване. Те могат да издържат на радиални натоварвания, но могат да издържат на минимални аксиални натоварвания.

  • Аксиални сачмени лагери: Аксиалните сачмени лагери са проектирани за високи аксиални натоварвания и незначителни радиални натоварвания.

  • Миниатюрни сачмени лагери: Миниатюрните сачмени лагери са подходящи за приложения с прецизни инструменти, където пространството е ограничено, като микромотори.

  • Двуредни сачмени лагери: Двуредните сачмени лагери имат два реда сачми и могат да издържат на по-големи натоварвания.

Предимства на сачмените лагери

Нисък коефициент на триене: Основното предимство на голямата контактна площ е, че сачменият лагер изпитва много по-малко триене поради движението на вътрешните и външните канали. Това означава, че въртенето на детайла става много гладко. По същия начин трябва само да погледнем fidget spinner, за да разберем колко добре сачмените лагери се справят с въртеливото движение. Следователно сачмените лагери са предпочитаното решение в приложения, където скоростта и лекотата на работа са приоритет.

Издържа на радиални и осеви натоварвания: Друга уникална характеристика на сачмените лагери е, че те могат да се въртят по множество оси. Това означава, че те реагират не само на радиални натоварвания, но и на натоварвания от тяга. Как се върти сачмен лагер зависи от ъгъла на натоварването на тягата. Универсалността на сачмените лагери ги прави отличен избор за оборудване, което не се използва по строги стандарти, като например играчки или други предмети в къщата.

Компактен дизайн: Те изискват по-малко пространство и могат да се използват в по-малки заведения.

Гъвкавост: Подходящ за радиални и аксиални (тяга) натоварвания.

Ниска поддръжка: Те имат дълъг експлоатационен живот при приложения с ниски аксиални натоварвания и изискват по-малко поддръжка.

Недостатъци на сачмените лагери

Невъзможност за поддържане на голямо тегло: Въпреки че сачмените лагери имат по-малка контактна площ с товара, което означава, че изпитват много по-малко напрежение, това също означава, че товарът става концентриран. В екстремни случаи това може да доведе до деформация на сачмените лагери, предшественик на пълна повреда. Поради това сачмените лагери обикновено се използват само в приложения с по-малки натоварвания. За индустриално оборудване се предпочитат ролкови лагери. Един тип сачмен лагер, наречен пълен съчмен лагер, запълва пространството между вътрешната и външната канали с възможно най-много сачми. Този тип лагери могат да се справят с по-големи натоварвания, като разпределят натоварването върху сачми. Въпреки това сачмените лагери с пълен комплект също са податливи на износване поради чест контакт между съседни сачми.

трайност: Може да се деформира при прекомерно натоварване, което води до скъсяване на живота на лагера.

Чувствителност: податлив на разместване и ударни натоварвания.

Ролковите лагери имат цилиндрични или конични търкалящи се тела. Този тип лагер е проектиран да понася големи радиални натоварвания поради по-голямата контактна площ между ролките и каналите.

Тип ролков лагер

Следващият списък очертава различните видове ролкови лагери с различни характеристики и специфични приложения. Тези лагери играят жизненоважна роля в различни сценарии като колела на превозни средства, тежки машини и приложения, изискващи висока товароносимост. Прочетете нашата статия за преглед на ролковите лагери, за да научите.

Тип ролков лагер

Цилиндрични ролкови лагери: Цилиндричните ролкови лагери имат цилиндрични ролки, които са с еднакъв размер по дължината си. Тези лагери са подходящи за носене на големи радиални товари и могат да работят при високи скорости. Цилиндричните ролкови лагери се направляват между фланците на вътрешния или външния пръстен. Дори когато свободните пръстени са отстранени, те се държат заедно с направляващите пръстени от клетката. При най-разпространения тип цилиндричен ролков лагер свободният пръстен няма фланец, така че в определени граници лагерните пръстени могат да се изместват аксиално един спрямо друг. Ако лагерът се върти, това изместване ще се случи без съпротивление, при условие че скоростта на изместване е относително бавна (напр. изместване поради топлинно разширение на вала). Ниското триене на цилиндричните ролкови лагери ги прави подходящи за относително високи скорости и те често се използват заедно с високоскоростни сачмени лагери с ъглов контакт във високоскоростни машинни шпиндели.

Цилиндрични ролкови лагери

Лагери с цилиндрични ролки: Конусните ролкови лагери имат конусни ролки и канали, което ги прави идеални за главини на превозни средства и други приложения с високо натоварване. Конусните ролкови лагери са най-широко използваните ролкови лагери. Те могат да издържат на големи аксиални и радиални сили. Конусните ролкови лагери се състоят от външен пръстен и вътрешен пръстен, докато сачмените лагери се състоят от външен пръстен и вътрешен пръстен. Конусните ролки могат да бъдат сглобени в патрони, но в най-простата си форма те са два отделни компонента, докато сачмените лагери могат да бъдат отделими, което обикновено е самостоятелна единица.

Лагери с цилиндрични ролки

Конусните ролкови лагери използват прави конусни ролки, чиито краища са в контакт с водещия фланец на вътрешния пръстен. Конусът на ролката и пътя на ролката на вътрешния пръстен имат общ връх на оста на лагера. Външният пръстен е проектиран с леко извита ролкова траектория, за да се предотврати натоварването на ръба на ролките. Въпреки че близостта между ролките и външния пръстен е намалена, напрежението на външния пръстен е по-малко от това на вътрешния пръстен. Водещият фланец на вътрешния пръстен има сферична повърхност, към която се притискат сферичните краища на ролките. Както при сферичните лагери, натискът върху фланеца ефективно направлява ролките. Някои производители като Timken, FAG, NTN и SKF правят краищата на ролките плоски, а водачите на фланеца са конични. След това краищата на ролката контактуват с фланеца на ролката само в две точки.

Тъй като конусните ролкови лагери могат да се разделят, те обикновено се монтират един срещу друг, така че единият лагер да може да се регулира спрямо другия. След регулиране в лагера винаги ще остава определена много малка празнина. Температурните промени във вала влияят върху тази настройка и по този начин върху хлабината на лагера. Следователно едноредовите конусни ролкови лагери обикновено се използват само когато разстоянието е малко. Конусните ролкови лагери имат висока товароносимост на радиален товар, както и капацитет на аксиално натоварване в една посока. Способността за натиск зависи от ъгъла на ролките. Като мярка за този ъгъл (ъгъл на контакт), той обикновено е 12 до 16 градуса. Някои тежкотоварни конусно-ролкови лагери имат контактни ъгли от 28-30 градуса.

В много приложения конусните ролкови лагери се използват в двойки гръб до гръб, за да поддържат еднакво аксиалните сили във всяка посока. Конусните ролкови лагери се използват широко в автомобилните колесни лагери за носене на радиални и аксиални натоварвания. Конусните ролкови лагери обикновено се използват при тежки приложения. Много различни индустрии, включително селскостопанско, строително и минно оборудване, осови системи, скоростни кутии, двигатели и редуктори, задвижващи валове, железопътни оси, диференциали, вятърни турбини и всички видове ремаркета.

Сферични ролкови лагери: Сферичните ролкови лагери имат функция за автоматично самонастройване и могат да издържат на големи радиални и аксиални натоварвания. Те са идеални за приложения, включващи разместване или отклонение на вала.

Иглени лагери: Иглените лагери имат тънки, дълги ролки и са подходящи за приложения, където радиалното пространство е ограничено, но се изисква товароподемност.

Аксиални ролкови лагери: Аксиалните ролкови лагери могат да издържат на големи аксиални натоварвания и често се използват в тежки машини като сондажни платформи и екструдери.

Предимства на ролковите лагери

Понасяйте големи товари: Голямата контактна площ, осигурена от ролковите лагери, им позволява да издържат на по-големи натоварвания без деформация или повреда. Това прави ролковите лагери отличен избор за индустриално оборудване, предназначено да носи тежки товари или други приложения, където има малко място за повреда.

Вариантни дизайни: За разлика от сачмените лагери, геометрията на ролките може да варира за различните видове работа. Стандартните цилиндрични ролки са предназначени за чисто радиални натоварвания, осигуряващи по-голяма товароносимост за сметка на способността да се справят с всякакви натоварвания.

Иглените ролкови лагери са лека вариация на цилиндрични ролки с много по-малък диаметър. Използва се в приложения, където радиалното пространство е малко. Иглените ролки също осигуряват голямо количество контактна площ, но генерират много триене и вибрации, защото се въртят толкова бързо. Поради това може да се използва само в оборудване, което работи при ниски скорости и може да издържи на големи количества вибрации.

Конусните ролкови лагери са заострени в единия край, вместо да са прав цилиндър навсякъде. Това позволява на ролковите лагери да издържат на ограничени натоварвания на тягата. Съотношението на радиалното натоварване към натоварването на натиск, което конусната ролка може да понесе, се определя от ъгъла на ролката. До 30 градуса е приемливо, но повечето заострени ролки имат ъгли между 10 и 16 градуса.

Иглени ролкови лагери 2

трайност: Здрав и издръжлив, издържа на по-големи натоварвания без деформация.

По-малко чувствителен: устойчиви на ударни натоварвания и разместване в сравнение със сачмените лагери.

Недостатъци на ролковите лагери

Ограничена способност за справяне с натоварвания на тягата: Въпреки че има опция за използване на конусовидни версии, фактът остава, че ролковите лагери не са предназначени основно за натоварвания на тягата. Поради това движението, позволено от ролковите лагери, е ограничено. Това намалява гъвкавостта на ролковите лагери, което обяснява защо те са по-малко видими в домашна среда.

склонни към неправилно подравняване: Лагерите от всякакъв вид, независимо дали сачмени или ролкови, имат малко количество хлабина между лагерните елементи и каналите. Тази вътрешна хлабина позволява на лагерните елементи да се движат плавно по протежение на пистата. Това обаче също така прави възможно отклонението на носещите елементи от първоначалното им положение. Сачмените лагери са толерантни към ъглово отклонение. Това важи особено за ролковите лагери. Докато сачмените лагери могат да се справят с несъосност до 0.004 инча, цилиндричните ролкови лагери може вече да имат затруднения при въртене, когато несъосността надвиши 0.001 инча. Това означава, че ролковите лагери трябва да бъдат проектирани с по-голяма точност, което ги прави трудни и скъпи за производство.

Размер: Обикновено по-големи и изискват механично пространство.

поддръжка: може да се наложи честа поддръжка, особено при високоскоростни приложения поради повишено триене.

Разликата между сачмени и ролкови лагери

И сачмените, и ролковите лагери са проектирани да намалят ротационното триене, като същевременно поддържат радиални и аксиални натоварвания. Основната разлика между ролковите лагери и сачмените лагери е в основния им дизайн. Основната разлика между ролковите лагери и сачмените лагери е, че търкалящият елемент е ролка или топка. Когато сравнявате сачмени лагери и ролкови лагери, няколко фактора влизат в действие.

  • Поради по-ниския си коефициент на триене сачмените лагери обикновено са подходящи за приложения, изискващи работа с висока скорост.

  • Ролковите лагери имат голяма контактна площ и са идеални за тежки приложения с радиално натоварване.

  • Поради по-малката контактна площ товароносимостта на сачмените лагери е по-ниска от тази на ролковите лагери.

  • Сачмените лагери се деформират по-малко при натоварване, което ги прави подходящи за прецизни приложения.

Критерии за подбор

Изборът на правилния лагер за конкретно приложение е от решаващо значение за оптимална производителност и експлоатационен живот. Критериите за избор се основават главно на следните два критерия:

Вид на товара и капацитет: Лагерите трябва да могат да издържат на специфични натоварвания, независимо дали са радиални, аксиални или комбинация от натоварвания. Ролковите лагери обикновено се използват за големи радиални натоварвания, докато сачмените лагери се използват за по-леки натоварвания.

Изискване за скорост: Скоростта на работа на приложението играе важна роля. Сачмените лагери са първият избор за високоскоростни приложения поради ниското си съпротивление на триене. Сачмените лагери обикновено са по-подходящи за приложения, които може да изискват висока скорост на въртене. Те имат по-нисък коефициент на триене по време на стартиране и работа, което означава, че могат да достигнат по-високи скорости с по-малко съпротивление.

Ролковите лагери, от друга страна, са по-подходящи за приложения, изискващи по-висок капацитет на натоварване. Това е така, защото линейният контакт (за разлика от точковия контакт в сачмените лагери) позволява натоварването върху лагера да бъде широко разпределено. По отношение на ефективността сачмените лагери обикновено имат леко предимство при минимизиране на триенето при високи скорости. Въпреки това, поради своя дизайн, ролковите лагери могат да се справят ефективно с по-големи натоварвания.

Заключение

Лагерите се използват от десетилетия и несъмнено са един от най-важните инженерни компоненти в промишлени, търговски и битови среди. Те осигуряват плавно и постоянно въртеливо движение и предотвратяват износването, причинено от триене. Сачмените лагери и различните видове ролкови лагери са всичко, от което всеки има нужда, за да осигури подвижна връзка между компоненти, които трябва да се въртят по всяка ос.