Jälgi mind:
Kuullaagrid vs rull-laagrid, milline neist?
Laagrid on peaaegu kõigi masinate kriitilised komponendid, mis aitavad neil sujuvalt töötada, vähendades liikuvate osade vahelist hõõrdumist. Laagreid on mitut tüüpi (legend räägib, et neid on 470,000 XNUMX tüüpi), millest igaüks on mõeldud erinevate koormustingimustega toimetulemiseks. See artikkel keskendub kahele põhitüübile: kuullaagrid ja rull-laagrid. Tuginedes aastatepikkusele kogemusele laagrite valmistamisel, selgitab Aubearing nende erinevaid konstruktsioone ja võrdleb neid, andes konstruktiivset nõu nende vahel valimiseks.
Nii kuullaagreid kui ka rull-laagreid kasutatakse erinevates pöörlevate osadega masinates. Nende omadused aitavad sageli oluliselt kaasa tehnoloogilisele ja majanduslikule arengule erinevates insenerivaldkondades. Laagrite standardiseerimine võimaldab valida konstruktsiooni otse tootja laagrikataloogi laagritabelist. Laagreid tootvad ettevõtted nagu SKF , NTN , Timken , FAG, Schaeffler , Aubearing jne on loomulikud valikuteabe allikad. Enamasti saab disainer oma konstruktsiooni jaoks valida laos olevad laagritooted otse kataloogist. Populaarse ja laialdaselt kasutatava konstruktsiooni valimine aitab saavutada optimaalset kasutatavust ja pakub kõige ökonoomsemat lahendust.
Kuullaagrid
Tööstuslikke kuullaagreid kasutatakse mitmesugustes masinates ja tootmisseadmetes sujuva ja tõhusa pöörlemisliikumise saavutamiseks. Laager ise koosneb välimisest rõngast, sisemisest rõngast, teraskuulide komplektist ja puurist, mis hoiab kuulid ühtlaselt jaotatud. Nii välimine kui ka sisemine rõngas on tavaliselt valmistatud äärmiselt vastupidavatest materjalidest, näiteks terasest või keraamikast, ning on loodud taluma suuri kiirusi ja raskeid koormusi. Laagris olevad teraskuulid pakuvad sisemise ja välimise rõnga vahel väikese hõõrdumisega kontaktpunkte, võimaldades liikumist minimaalse takistusega ja vähendades hõõrdumisest tingitud energiakadu. Laagri puur aitab säilitada kuulide õiget asendit, vältida nende omavahelist kokkupuudet ja tagada koormuse ühtlane jaotumine. Veeremisliikumine on allutatud aksiaalsetele ja radiaalsetele koormustele. Kuullaagreid kasutatakse tavaliselt kiiretel rakendustel, näiteks elektrimootorites ja käigukastides. Lisateabe saamiseks vaadake meie kuullaagrite ülevaateartiklit.
Kuullaagri tüüp
Kuullaagreid on kahte põhitüüpi, üherealised või kaherealised. Kõige populaarsemad on üherealised sügava soonega kuullaagrid, mis koosnevad ühes soone teekonnas liikuvast kuulide reast. Kaherealised kuullaagrid koosnevad kahest kuulireast kahes soonega jooksuteede komplektis. Nii ühe- kui ka kaherealised kuullaagrid koosnevad siserõngastest, välimistest rõngastest, kuulidest ja puuridest. Mõlemat tüüpi laagrid taluvad suuri radiaalseid ja aksiaalseid koormusi. Sügava soonega kuullaagrid on saadaval nii väikese kui ka suure kiirusega rakendustes, olenevalt tolerantsiklassist, määrimisest, sisemisest kliirensist ja valitud tihendi või kaitse tüübist. Järgmises loendis on välja toodud erinevad kuullaagrite tüübid, millest igaühel on ainulaadsed omadused ja kasutusala. Need laagrid on kriitilise tähtsusega paljudes rakendustes, sealhulgas täppisinstrumentides, mikromootorites, käigukastides ja rattarummudes.
Sügava soonega kuullaagrid : Sügava soonega kuullaagrid on kõige levinumad tüübid. Need taluvad radiaal- ja aksiaalkoormusi.
Nurkkontaktkuullaagrid : Nurkkontaktkuullaagritel on keskmisest suurem sisemine aksiaalne kliirens. Nad taluvad aksiaalseid koormusi ühes suunas ja mõõdukaid radiaalseid koormusi.
Isejärtsuvad kuullaagrid : Isejärtsuvad kuullaagrid suudavad joondamisvigu korrigeerida. Need taluvad radiaalkoormusi, kuid taluvad ka minimaalseid aksiaalkoormusi.
Tõukejõuga kuullaagrid : Tõukejõuga kuullaagrid on konstrueeritud suurte aksiaalkoormuste ja ebaoluliste radiaalkoormuste jaoks.
Miniatuursed kuullaagrid : Miniatuursed kuullaagrid sobivad täppisinstrumentide rakenduste jaoks, kus ruum on piiratud, näiteks mikromootorid.
Kaherealised kuullaagrid : Kaherealistel kuullaagritel on kaks rida kuule ja need taluvad suuremaid koormusi.
Kuullaagrite eelised
Madal hõõrdetegur : Suure kontaktpinna peamine eelis on see, et kuullaagri hõõrdumine on sisemise ja välimise laagriradade liikumise tõttu palju väiksem. See tähendab, et detaili pöörlemine toimub väga sujuvalt. Samuti piisab, kui vaadata fidget spinnerit, et mõista, kui hästi kuullaagrid pöörlemisliikumisega toime tulevad. Seetõttu on kuullaagrid valitud lahendus rakendustes, kus kiirus ja kasutusmugavus on esmatähtsad.
Talub radiaal- ja tõukejõude: Kuullaagrite teine ainulaadne omadus on see, et nad saavad pöörelda mitmel teljel. See tähendab, et nad reageerivad lisaks radiaal-, aga ka tõukejõududele. Kuullaagri pöörlemissuund sõltub tõukejõu nurgast. Kuullaagrite mitmekülgsus teeb neist suurepärase valiku seadmetele, mis ei ole harjunud rangete standarditega, näiteks mänguasjad või muud majapidamises olevad esemed.
Kompaktne disain : Need vajavad vähem ruumi ja neid saab kasutada väiksemates asutustes.
Mitmekülgsus : sobib radiaalsete ja aksiaalsete (tõukejõu) koormuste jaoks.
Vähene hooldus : Neil on pikk kasutusiga madala aksiaalkoormusega rakendustes ja nad vajavad vähem hooldust.
Kuullaagrite puudused
Suutmatus kanda suurt raskust : Kuigi kuullaagritel on koormusega väiksem kokkupuutepind, mis tähendab, et nad kogevad palju vähem pinget, tähendab see ka koormuse kontsentreerumist. Äärmuslikel juhtudel võib see põhjustada kuullaagrite deformeerumist, mis on täieliku rikke eelkäija. Seetõttu kasutatakse kuullaagreid tavaliselt ainult väiksema koormusega rakendustes. Tööstusliku kvaliteediga seadmete puhul eelistatakse rull-laagreid. Täiskomplektkuullaagriks nimetatud kuullaager täidab sisemise ja välimise laagriraja vahelise ruumi võimalikult paljude kuulidega. Seda tüüpi laager suudab taluda suuremaid koormusi, jaotades koormuse kuulide vahel. Täiskomplektkuullaagrid on aga ka kulumisaltid külgnevate kuulide sagedase kokkupuute tõttu.
Vastupidavus : Võib liigse koormuse all deformeeruda, mille tulemuseks on laagri eluea lühenemine.
Tundlikkus : vastuvõtlik joondusveale ja löökkoormustele.
Rull-laagritel on silindrilised või koonilised veereelemendid. Seda tüüpi laagrid on ette nähtud kandma suuri radiaalseid koormusi, kuna rullikute ja jooksuradade vahel on suurem kontaktpind.
Rull-laagri tüüp
Järgmises loendis on välja toodud erinevad rull-laagritüübid, millel on erinevad omadused ja spetsiifilised rakendused. Need laagrid mängivad olulist rolli mitmesugustes stsenaariumides, nagu sõidukirattad, rasked masinad ja rakendustes, mis nõuavad suurt kandevõimet. Õppimiseks lugege meie rull-laagrite ülevaate artiklit.
Silindrilised rull-laagrid : Silindrilistel rull-laagritel on silindrilised rullid, mille suurus on kogu pikkuses ühtlane. Need laagrid sobivad raskete radiaalkoormuste kandmiseks ja võivad töötada suurtel kiirustel. Silindrilised rull-laagrid on juhitud sisemise või välimise rõnga äärikute vahel. Isegi kui vabad rõngad on eemaldatud, hoiab neid puur juhtrõngastega koos. Kõige levinumal silindrilise rull-laagri tüübil puudub vabal rõngal äärik, nii et teatud piirides saab laagrirõngaid üksteise suhtes aksiaalselt nihutada. Kui laager pöörleb, toimub see nihkumine takistuseta, eeldusel, et nihke kiirus on suhteliselt aeglane (nt nihkumine võlli soojuspaisumise tõttu). Silindriliste rull-laagrite madal hõõrdumine muudab need sobivaks suhteliselt suurtele kiirustele ja neid kasutatakse sageli koos kiirete nurkkontaktkuullaagritega kiiretel masina spindlitel.
Koonilised rull-laagrid : Koonilised rull-laagrid on varustatud kooniliste rullide ja radadega, mistõttu sobivad need ideaalselt sõidukite rummude ja muude suure koormusega rakenduste jaoks. Koonilised rull-laagrid on kõige laialdasemalt kasutatavad rull-laagrid. Need taluvad suuri aksiaalseid ja radiaalseid jõude. Koonilised rull-laagrid koosnevad välimisest ja sisemisest rõngast, kuullaagrid aga välimisest ja sisemisest rõngast. Koonilised rullid saab kokku panna padruniteks, kuid lihtsaimal kujul on need kaks eraldi komponenti, kuullaagrid aga eraldatavad, mis on tavaliselt iseseisev üksus.
Koonusrull-laagrid kasutavad sirgeid koonusrulle, mille otspinnad puutuvad kokku sisemise rõnga juhtäärikuga. Rulli koonusel ja sisemise rõnga rulli teekonnal on laagri teljel ühine tipp. Välisrõngas on konstrueeritud kergelt kumera rullitee generaatoriga, et vältida rullide servakoormust. Kuigi rullikute ja välisrõnga vaheline lähedus on vähenenud, on välimise rõnga pinge väiksem kui sisemise rõnga oma. Sisemise rõnga juhtäärikul on sfääriline pind, mille vastu rullikute kuuliotsad suruvad. Nagu sfääriliste laagrite puhul, juhib äärikule avaldatav rõhk rulle tõhusalt. Mõned tootjad, nagu Timken, FAG, NTN ja SKF, muudavad rullide otspinnad tasaseks ja ääriku juhiku koonusekujuliseks. Rulli otsad puutuvad seejärel rulli äärikuga kokku ainult kahes punktis.
Kuna koonusrull-laagrid on eraldatavad, paigaldatakse need tavaliselt üksteise vastas, et üks laager saaks teisega kohanduda. Pärast reguleerimist jääb laagrisse alati teatud väga väike vahe. Temperatuuri muutused võllis mõjutavad seda reguleerimist ja seega ka laagrite lõtku. Seetõttu kasutatakse üherealisi koonusrull-laagreid tavaliselt ainult siis, kui vahemaa on väike. Koonusrull-laagritel on suur radiaalne kandevõime ja ka aksiaalne kandevõime ühes suunas. Tõukejõud sõltub rullide nurgast. Selle nurga (kontaktnurga) mõõtmiseks on see tavaliselt 12–16 kraadi. Mõnede raskeveokite koonusrull-laagrite kontaktnurgad on 28-30 kraadi.
Paljudes rakendustes kasutatakse koonusrull-laagreid vastassuunaliste paaridena, et toetada aksiaalseid jõude võrdselt mõlemas suunas. Koonusrull-laagreid kasutatakse laialdaselt autode rattalaagrites radiaal- ja aksiaalkoormuse kandmiseks. Koonusrull-laagreid kasutatakse tavaliselt rasketes rakendustes. Paljud erinevad tööstusharud, sealhulgas põllumajandus-, ehitus- ja kaevandusseadmed, teljesüsteemid, käigukastid, mootorimootorid ja reduktorid, veovõllid, raudtee teljekastid, diferentsiaalid, tuuleturbiinid ja igat tüüpi haagised.
Sfäärilised rull-laagrid : Sfäärilistel rull-laagritel on automaatne isejoonduv funktsioon ning need taluvad suuri radiaal- ja aksiaalkoormusi. Need sobivad ideaalselt rakenduste jaoks, mis hõlmavad joondusvigu või võlli läbipaindeid.
Nõellaagrid : Nõellaagritel on õhukesed ja pikad rullid ning need sobivad rakenduste jaoks, kus radiaalne ruum on piiratud, kuid kandevõime on vajalik.
Tõukejõuga rull-laagrid : Tõukejõuga rull-laagrid taluvad suuri aksiaalkoormusi ja neid kasutatakse sageli rasketes masinates, näiteks puurplatvormides ja ekstruuderites.
Rull-laagrite eelised
Kannavad suuri koormusi : Rull-laagrite suur kontaktpind võimaldab neil taluda suuremaid koormusi ilma deformatsiooni või purunemiseta. See teeb rull-laagritest suurepärase valiku tööstusseadmetele, mis on mõeldud raskete koormuste kandmiseks või muudeks rakendusteks, kus purunemiseks on vähe ruumi.
Variantkonstruktsioonid : Erinevalt kuullaagritest võib rullide geomeetria erinevat tüüpi töö korral erineda. Standardsed silindrilised rullid on konstrueeritud puhtalt radiaalsete koormuste jaoks, pakkudes suuremat kandevõimet tõukejõududega toimetuleku arvelt.
Nõelrull-laagrid on palju väiksema läbimõõduga silindriliste rullide väike variatsioon. Seda kasutatakse rakendustes, kus radiaalne ruum on väike. Nõelrullid pakuvad ka suurel hulgal kontaktpinda, kuid tekitavad palju hõõrdumist ja vibratsiooni, kuna need pöörlevad nii kiiresti. Seetõttu saab seda kasutada ainult seadmetes, mis töötavad madalal kiirusel ja taluvad suurt vibratsiooni.
Koonusrull-laagrid on ühest otsast koonilised, mitte ei ole kogu ulatuses sirge silindriga. See võimaldab rull-laagritel taluda piiratud tõukejõu koormusi. Radiaalkoormuse ja tõukejõu suhe, mida koonusrull võib kanda, määratakse rulli nurga järgi. Kuni 30 kraadi on vastuvõetav, kuid enamiku kitsenevate rullide nurgad on vahemikus 10 kuni 16 kraadi.
Vastupidavus : Tugev ja kulumiskindel, talub raskemaid koormusi ilma deformatsioonita.
Vähem tundlik : vastupidavam löökkoormustele ja joondusveale kui kuullaagrid.
Rull-laagrite puudused
Piiratud võime käsitseda tõukejõu koormusi: Kuigi on olemas võimalus kasutada koonusekujulisi versioone, on tõsiasi, et rull-laagrid ei ole mõeldud peamiselt tõukejõu jaoks. Seetõttu on rull-laagrite poolt lubatud liikumine piiratud. See vähendab rull-laagrite mitmekülgsust, mis seletab, miks need on koduses keskkonnas vähem nähtavad.
altid joondusveale : Igat tüüpi laagritel, olgu need siis kuul- või rull-laagrid, on laagrielementide ja laagriradade vahel väike lõtk. See sisemine lõtk võimaldab laagrielementidel sujuvalt mööda laagrirada liikuda. See aga võimaldab ka laagrielementidel oma algsest asendist kõrvale kalduda. Kuullaagrid taluvad nurknihet. See kehtib eriti rull-laagrite kohta. Kuigi kuullaagrid taluvad kuni 0.004-tollist joondusviga, võib silindrilistel rull-laagritel olla pöörlemisraskusi juba siis, kui joondusviga ületab 0.001-tollist. See tähendab, et rull-laagrid tuleb konstrueerida suurema täpsusega, mistõttu on nende tootmine keeruline ja kulukas.
Suurus: Tavaliselt suurem ja vajab mehaanilist ruumi.
Hooldus : suurenenud hõõrdumise tõttu võib olla vajalik sagedane hooldus, eriti kiiretel rakendustel.
Erinevus kuullaagrite ja rull-laagrite vahel
Nii kuullaagrid kui ka rull-laagrid on loodud pöördhõõrdumise vähendamiseks, toetades samal ajal radiaalset ja aksiaalset koormust. Põhiline erinevus rull- ja kuullaagrite vahel seisneb nende põhikonstruktsioonis. Peamine erinevus rull- ja kuullaagrite vahel on see, et veereelemendiks on rull või kuul. Kuullaagrite ja rull-laagrite võrdlemisel tulevad mängu mitmed tegurid.
Väiksema hõõrdeteguri tõttu sobivad kuullaagrid üldiselt rakendusteks, mis nõuavad kiiret tööd.
Rull-laagritel on suur kontaktpind ja need sobivad ideaalselt suure radiaalkoormusega rakenduste jaoks.
Tänu väiksemale kontaktpinnale on kuullaagrite kandevõime väiksem kui rull-laagritel.
Kuullaagrid deformeeruvad koormuse all vähem, mistõttu need sobivad täppisrakendusteks.
valiku kriteeriumid
Konkreetse rakenduse jaoks õige laagri valimine on optimaalse jõudluse ja kasutusea jaoks ülioluline. Valikukriteeriumid põhinevad peamiselt kahel järgmisel kriteeriumil:
Koormuse tüüp ja kandevõime : Laagrid peavad suutma taluda kindlaid koormusi, olgu need siis radiaalsed, aksiaalsed või koormuste kombinatsioonid. Rull-laagreid kasutatakse tavaliselt raskete radiaalkoormuste jaoks, kuullaagreid aga kergemate koormuste jaoks.
Kiiruse nõue : Rakenduse töökiirus mängib olulist rolli. Kuullaagrid on kiirete rakenduste jaoks esimene valik tänu oma madalale hõõrdetakistusele. Kuullaagrid sobivad üldiselt paremini rakenduste jaoks, mis võivad nõuda suurt pöörlemiskiirust. Neil on käivitamise ja töötamise ajal madalam hõõrdetegur, mis tähendab, et nad saavad saavutada suuremaid kiirusi väiksema takistusega.
Seevastu rull-laagrid sobivad paremini rakendustesse, mis nõuavad suuremat kandevõimet. Selle põhjuseks on asjaolu, et joonkontakt (erinevalt kuullaagrite punktkontaktist) võimaldab laagrite koormust laialdaselt jaotada. Tõhususe osas kipuvad kuullaagritel olema väike eelis hõõrdumise minimeerimisel suurtel kiirustel. Kuid tänu oma disainile saavad rull-laagrid tõhusalt toime suuremate koormustega.
Järeldus
Laagreid on kasutatud aastakümneid ja need on kahtlemata üks olulisemaid insenerikomponente tööstus-, kaubandus- ja kodukeskkonnas. Need tagavad sujuva ja ühtlase pöörleva liikumise ning hoiavad ära hõõrdumisest tingitud kulumise. Kuullaagrid ja erinevat tüüpi rull-laagrid on kõik, mida igaüks vajab, et luua eemaldatav ühendus komponentide vahel, mis peavad pöörlema piki mis tahes telge.