Kuullaagrid vs rull-laagrid, milline neist?

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.

Mõlemad Kuullaagrid ja rull-laagrid kasutatakse mitmesugustes pöörlevate osadega masinates. Nende omadused aitavad sageli oluliselt kaasa tehnoloogilisele ja majanduslikule arengule erinevates insenerivaldkondades. Laagrite standardiseerimine võimaldab valida konstruktsiooni otse tootja laagrikataloogis olevast laagritabelist. Laagreid tootvad ettevõtted nagu SKF, NTN, Timken, FAG, Schaeffler, Aubearingjne on valikuteabe loomulikud allikad. Enamasti saab disainer valida oma disaini jaoks laokandvaid tooteid otse kataloogist. Populaarse ja laialdaselt kasutatava disaini valimine aitab saavutada optimaalset kasutusmugavust ja pakub kõige ökonoomsema lahenduse.

Radiaal-laagrid-VS-tõukelaagrid,-milline-üks

Kuullaagrid

Tööstuslikke kuullaagreid kasutatakse mitmesugustes masinates ja tootmisseadmetes, et saavutada sujuv ja tõhus pöörlev liikumine. Laager ise koosneb välimisest rõngast, sisemisest rõngast, teraskuulide komplektist ja puurist, mis hoiab kuulid ühtlaselt jaotunud. Nii välimine kui ka sisemine rõngas on tavaliselt valmistatud eriti vastupidavast materjalist, näiteks terasest või keraamikast, ning on loodud taluma suuri kiirusi ja suuri koormusi. Laagris olevad teraskuulid tagavad madala hõõrdumisega kontaktpunktid sisemise ja välimise rõnga vahel, võimaldades liikuda minimaalse takistusega ja vähendades hõõrdumise tõttu kaotatud energiat. Laagri puur aitab hoida kuulide õiget asetust, vältida nende kokkupuudet ja tagada koormuse ühtlane jaotus. Veerev liikumine on allutatud aksiaalsetele ja radiaalsetele koormustele. Kuullaagreid kasutatakse tavaliselt kiiretes rakendustes, näiteks elektrimootorites ja käigukastides. Teavet leiate meie kuullaagrite ülevaate artiklist.

Kuullaagri tüüp

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.

  • Deep Groove kuullaagrid: Sügava soonega kuullaagrid on kõige levinumad tüübid. Nad taluvad radiaalseid ja aksiaalseid koormusi.

  • Nurgaga kokkupuutuvad kuullaagrid: Nurkkontakt kuullaagritel on keskmisest suurem sisemine aksiaalne kliirens. Nad taluvad aksiaalseid koormusi ühes suunas ja mõõdukaid radiaalseid koormusi.

  • Isereguleeruvad kuullaagrid: Isereguleeruvad kuullaagrid võivad kohanduda joondusvigade suhtes. Nad taluvad radiaalseid koormusi, kuid taluvad minimaalset aksiaalset koormust.

  • Tõukejõu kuullaagrid: Tõukejõu kuullaagrid on mõeldud suure aksiaalkoormuse ja tühiste radiaalkoormuste jaoks.

  • Miniatuursed kuullaagrid: Miniatuursed kuullaagrid sobivad täppisinstrumentide rakendustele, kus ruumi on vähe, näiteks mikromootoritele.

  • Kaherealised kuullaagrid: Kaherealised kuullaagrid on kahe rida kuulidega ja taluvad suuremat koormust.

Kuullaagrite eelised

Madal hõõrdetegur: Suure kontaktpinna peamine eelis on see, et kuullaagril on palju vähem hõõrdumist sisemise ja välimise käiguraja liikumise tõttu. See tähendab, et detaili pöörlemine läheb väga sujuvalt. Samamoodi peame vaatama ainult keerulist ketrajat, et mõista, kui hästi kuullaagrid pöörleva liikumisega hakkama saavad. Seetõttu on kuullaagrid valiklahendus rakendustes, kus kiirus ja kasutusmugavus on prioriteetsed.

Talub radiaal- ja tõukejõu koormusi: Teine kuullaagrite ainulaadne omadus on see, et nad saavad pöörlema ​​mitmel teljel. See tähendab, et nad ei reageeri mitte ainult radiaalkoormustele, vaid ka tõukejõule. Kuullaagri pöörlemine sõltub tõukejõu nurgast. Kuullaagrite mitmekülgsus muudab need suurepäraseks valikuks seadmete jaoks, mis ei ole harjunud rangete standarditega, nagu mänguasjad või muud esemed majas.

Kompaktne disain: Need nõuavad vähem ruumi ja neid saab kasutada väiksemates asutustes.

Mitmekülgsus: Sobib radiaalsete ja aksiaalsete (tõukejõu) koormuste jaoks.

Madal hooldus: neil on pikk kasutusiga madala aksiaalkoormusega rakendustes ja need nõuavad vähem hooldust.

Kuullaagrite puudused

Suutmatus rasket raskust taluda: Kuigi kuullaagritel on koormusega väiksem kontaktpind, mis tähendab, et neil on palju vähem pinget, tähendab see ka koormuse kontsentreerumist. Äärmuslikel juhtudel võib see põhjustada kuullaagrite deformatsiooni, mis on täieliku rikke eelkäija. Seetõttu kasutatakse kuullaagreid tavaliselt ainult väiksema koormusega rakendustes. Tööstusliku kvaliteediga seadmete puhul eelistatakse rull-laagreid. Teatud tüüpi kuullaagrid, mida nimetatakse täiskomplektseks kuullaagriteks, täidavad sisemise ja välimise jooksutee vahelise ruumi võimalikult paljude kuulidega. Seda tüüpi laagrid saavad hakkama suuremate koormustega, jaotades koormuse kuulide peale. Täiskomplektsed kuullaagrid on aga vastuvõtlikud kulumisele ka külgnevate kuulide sagedase kokkupuute tõttu.

KLASS: Võib liigse koormuse korral deformeeruda, mille tulemuseks on laagrite eluea lühenemine.

Tundlikkus: vastuvõtlik valedele joondustele ja põrutuskoormustele.

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.

Rull-laagri tüüp

Silindrilised rull-laagrid: silindrilistel rull-laagritel on silindrilised rullid, mis on kogu pikkuses ühtlase suurusega. Need laagrid sobivad suurte radiaalkoormuste kandmiseks ja võivad töötada suurel kiirusel. Silindrilised rull-laagrid juhitakse sisemise või välimise rõnga äärikute vahele. Isegi kui vabad rõngad on eemaldatud, hoiab neid koos juhtrõngastega puur. Kõige tavalisema silindrilise rull-laagri tüübi puhul ei ole vabal rõngal äärikut, nii et teatud piirides saab laagrirõngaid üksteise suhtes aksiaalselt nihutada. Kui laager pöörleb, toimub see nihe ilma takistuseta eeldusel, et nihke kiirus on suhteliselt aeglane (nt nihe võlli soojuspaisumise tõttu). Silindriliste rull-laagrite väike hõõrdumine muudab need sobivad suhteliselt suureks kiiruseks ja neid kasutatakse sageli koos kiirete nurk-kontaktkuullaagritega kiiretel masinatel.

Silindrilised rull-laagrid

Koonusrull-laagrid: Koonusrull-laagritel on koonusrullikud ja jooksurajad, mistõttu need sobivad ideaalselt sõidukite rummude ja muude suure koormusega rakenduste jaoks. Koonusrull-laagrid on kõige laialdasemalt kasutatavad rull-laagrid. Nad taluvad suuri aksiaal- ja radiaaljõude. Koonusrull-laagrid koosnevad välimisest ja sisemisest rõngast, kuullaagrid aga välimisest ja sisemisest rõngast. Koonusrullikud saab kokku panna kassettidena, kuid kõige lihtsamal kujul on need kaks eraldi komponenti, samas kui kuullaagrid võivad olla eraldatavad, mis on tavaliselt iseseisev üksus.

Koonusrull-laagrid

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 isereguleeruv funktsioon ning need taluvad suuri radiaalseid ja aksiaalseid koormusi. Need sobivad ideaalselt rakendusteks, mis hõlmavad valesid joondusi või võlli läbipainde.

Nõel-rull-laagrid: Nõelrull-laagritel on õhukesed, pikad rullid ja need sobivad rakendusteks, kus radiaalne ruum on piiratud, kuid nõutav on kandevõime.

Tõukejõu rull-laagrid: Tõukerull-laagrid taluvad suuri aksiaalseid koormusi ja neid kasutatakse sageli rasketes masinates, nagu puurplatvormid ja ekstruuderid.

Rull-laagrite eelised

Kandke suuri koormusi: Rull-laagrite suur kontaktpind võimaldab neil taluda suuremaid koormusi ilma deformatsiooni või rikketa. See muudab rull-laagrid suurepäraseks valikuks tööstusseadmete jaoks, mis on ette nähtud raskete koormate kandmiseks või muudeks rakendusteks, kus rikete jaoks on vähe ruumi.

Variandid: Vastupidiselt kuullaagritele võib rullikute geomeetria erinevat tüüpi töö puhul erineda. Standardsed silindrilised rullid on ette nähtud puhtalt radiaalkoormuse jaoks, tagades suurema kandevõime mis tahes tõukejõu taluvuse 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.

Nõel-rull-laagrid 2

KLASS: Tugev ja vastupidav, talub suuremaid koormusi ilma deformatsioonita.

Vähem tundlik: vastupidav põrutuskoormustele ja nihkele 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.

kalduvus kõrvalekaldumisele: Igat tüüpi laagritel, olgu need kuul- või rull-laagrid, on laagrielementide ja jooksuteede vahel väike lõtk. See sisemine kliirens võimaldab laagrielementidel sujuvalt liikuda mööda võistlusrada. See aga võimaldab ka laagrielementidel oma algsest asendist kõrvale kalduda. Kuullaagrid taluvad nurkade kõrvalekaldeid. See kehtib eriti rull-laagrite kohta. Kui kuullaagrid saavad hakkama kuni 0.004 tolli nihkega, siis silindrilistel rull-laagritel võib juba olla raskusi pöörlemisega, kui nihe ületab 0.001 tolli. See tähendab, et rull-laagrid tuleb projekteerida suurema täpsusega, mis muudab nende valmistamise keeruliseks ja kulukaks.

Suurus: Tavaliselt suuremad ja nõuavad mehaanilist ruumi.

hooldus: suurenenud hõõrdumise tõttu võib osutuda vajalikuks sagedane hooldus, eriti suure kiirusega rakendustes.

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 taluma kindlaid koormusi, olgu siis radiaal-, aksiaal- või koormuste kombinatsioon. Rull-laagreid kasutatakse tavaliselt suurte radiaalkoormuste jaoks, kuullaagreid aga kergemate koormuste jaoks.

Kiiruse nõue: Olulist rolli mängib rakenduse töökiirus. Kuullaagrid on nende madala hõõrdetakistuse tõttu esimene valik kiirete rakenduste jaoks. Kuullaagrid sobivad üldiselt paremini rakendusteks, mis võivad vajada kiiret pöörlemist. Neil on käivitamisel ja töötamisel madalam hõõrdetegur, mis tähendab, et nad suudavad saavutada suuremat kiirust 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.