Volg me op:
Hoekcontactkogellagers voor CNC-bewerkingsmachines
Tijdens het ontwerp- en productieproces van werktuigmachines is het kiezen van het juiste spillager van cruciaal belang om de nauwkeurigheid van de bewerking te garanderen en de prestaties van de apparatuur te verbeteren. Hoekcontactlagers worden vaak gebruikt in het spindelsysteem van werktuigmachines vanwege hun unieke ontwerp en prestatiekenmerken. Precisie-hoekcontactkogellagers worden veel gebruikt en hun rolelementen zijn kogels. Omdat ze puntcontact hebben (anders dan het lijncontact van rollagers), kunnen ze hogere snelheden, minder warmteontwikkeling en een hogere rotatienauwkeurigheid bieden.
In sommige toepassingen met ultrahoge snelheden in spindels worden ook hybride lagers met keramische kogels (meestal Si3N4 of Al2O3) gebruikt. In vergelijking met traditionele geharde stalen kogels biedt het keramische materiaal zelf keramische kogellagers de voordelen van hoge stijfheid, hoge snelheid, hoge temperatuurbestendigheid en een lange levensduur, waardoor ze voldoen aan de hoge eisen van klanten aan lagers voor werktuigmachines. Hoekcontactkogellagers hebben een hoge maximale snelheid, kunnen tegelijkertijd radiale en axiale belastingen dragen, en kunnen ook zuiver axiale belastingen dragen, met een hoge stijfheid en draagkracht. De axiale draagkracht wordt bepaald door de contacthoek en neemt toe met de toename van de contacthoek.
Standaard contacthoeken zijn 15° (aangegeven door achtervoegsel C), 25° (aangegeven door achtervoegsel AC), 40° (aangegeven door achtervoegsel B) en 30° (aangegeven door achtervoegsel A). Een enkel rij hoekcontactkogellager kan alleen axiale belastingen in één richting opnemen. Bij het dragen van radiale belastingen zal dit extra axiale krachten veroorzaken, daarom worden de lagers over het algemeen in paren gebruikt. DB (back-to-back) combinatie en DF (face-to-face) combinatie kunnen radiale belastingen en bidirectionele axiale belastingen dragen. Het lager heeft een groot draagvermogen, een sterke stijfheid, een stabiele rotatie, een hoge begrenzingssnelheid en een instelbare spelingsvoorinterferentie, waardoor het bijzonder geschikt is voor precisiewerktuigmachines met hoge snelheid.
Tweerijige hoekcontactkogellagers
Dubbelrijige hoekcontactkogellagers zijn in principe enkelrijige lagers die rug-aan-rug of tegenover elkaar zijn geplaatst, waarbij de buitenring of binnenring geïntegreerd is. In vergelijking met enkelrijige hoekcontactkogellagers hebben ze een betere stijfheid en kunnen ze axiale belastingen in beide richtingen weerstaan. Tegelijkertijd kunnen ze ook een bepaald kantelmoment weerstaan. Hun werking is vergelijkbaar met die van twee enkelrijige hoekcontactkogellagers die rug-aan-rug zijn geplaatst.
Vierpunts contactkogellagers
Vierpuntscontactkogellagers zijn een soort scheidbaar lager, of een hoekcontactkogellager dat bestand is tegen bidirectionele axiale belastingen. Wanneer er geen belasting of een zuivere radiale belasting is, zijn de stalen kogel en de ferrule in vierpuntscontact, wat de oorsprong van de naam is. Wanneer er alleen sprake is van een zuivere axiale belasting, worden de stalen kogel en de ferrule tweepuntscontact en zijn ze bestand tegen bidirectionele axiale belastingen. Vierpuntscontactkogellagers zijn ook bestand tegen momentbelastingen en hebben de functies van hoekcontactkogellagers met één rij en hoekcontactkogellagers met dubbele rij. Vierpuntscontactkogellagers zijn over het algemeen geschikt voor situaties waarbij er sprake is van tweepuntscontact onder zuivere axiale belastingen of gecombineerde belastingen met grote axiale belastingen. Vierpuntscontactkogellagers hebben een hoge grenssnelheid en zijn ook geschikt voor die gelegenheden waarbij hoge snelheid vereist is. De contacthoek van vierpuntskogellagers bedraagt 35° of 45°.
Hoekcontactlagerkwaliteiten
Lagers vormen de kerncomponenten van werktuigmachine-spindels en draaitafels en spelen een essentiële rol in de prestaties van werktuigmachines. Om de bewerkingscapaciteit van werktuigmachines te behouden, moeten hoogwaardige lagers worden gebruikt. De precisie van de lagers die op de spindel van werktuigmachines worden gebruikt, moet ISOP5 of hoger zijn (P5 of P4 is de ISO-precisie, meestal van laag naar hoog (P0, P6, P5, P4, P2)). Voor de spindelondersteuning van snelle en zeer nauwkeurige werktuigmachines zoals CNC-machines en bewerkingscentra moet een precisie van ISOP4 of hoger worden gekozen. Spindellagers omvatten hoekcontactkogellagers, kegelrollagers en cilindrische rollagers.
Voordelen van hoekcontactlagers
Hun prestaties hebben rechtstreeks invloed op de verwerkingsnauwkeurigheid en de stabiliteit van de apparatuur. Hoekcontactlagers hebben de volgende kenmerken:
Hoge stijfheid : Het ontwerp van de contacthoek van hoekcontactlagers zorgt voor een hoge stijfheid, waardoor trillingen en vervormingen van de spindel effectief worden verminderd.
Hoge precisie : De fabricageprecisie van hoekcontactlagers is hoog, wat de stabiliteit en precisie van de spindel tijdens bedrijf garandeert.
Hoog draagvermogen : Hoekcontactlagers kunnen grote radiale en axiale belastingen weerstaan en zijn geschikt voor processen met hoge belasting.
Lange levensduur : Hoekcontactlagers hebben goede smerings- en afdichtingseigenschappen, waardoor slijtage wordt verminderd en de levensduur wordt verlengd.
Selectie van hoekcontactlagers
De spindel van de machine is het hart van de gehele machine. Het is het belangrijkste onderdeel om de nauwkeurigheid van de werkstukverwerking te bereiken en heeft direct invloed op de prestaties van de machine. De huidige snelle en efficiënte productiemethoden stellen hogere eisen aan de snelheid, nauwkeurigheid, belastingcapaciteit en het loopgeluid van de spindel. Daarom staan de spindelontwerpers en -fabrikanten voor enorme uitdagingen, en de juiste analyse van de lagerselectie kan spindelfabrikanten helpen om met de bovenstaande uitdagingen om te gaan. Verschillende soorten lagers hebben hun eigen toepasbare toepassingsomgevingen, dus het is moeilijk om een universele selectieregel te formuleren. Voor de selectie van precisielagers is het noodzakelijk om de volgende factoren uitgebreid te overwegen: nauwkeurigheid, stijfheid, snelheid en belasting, enz. Bepaal op basis van de specifieke toepassingsvereisten welke factor belangrijk is en maak vervolgens gerichte selecties. Bij het selecteren van hoekcontactlagers moeten de volgende factoren in overweging worden genomen:
Belastingstype : Selecteer het juiste type hoekcontactlager op basis van het type belasting (radiale belasting, axiale belasting of gecombineerde belasting) dat de spindel draagt.
Contacthoek : De grootte van de contacthoek beïnvloedt het draagvermogen en de stijfheid van het lager. Het is noodzakelijk om de juiste contacthoek te kiezen op basis van de specifieke toepassingseisen.
Grootte en nauwkeurigheid : De grootte en nauwkeurigheidsklasse van het lager moeten overeenkomen met de ontwerpvereisten van de spindel van de werktuigmachine.
Smering en afdichting : Een goed smeer- en afdichtingssysteem kan de levensduur en betrouwbaarheid van het lager verbeteren.
Installatie en onderhoud van hoekcontactlagers
De keuze van hoekcontactlagers hangt ook af van de specifieke toepassingseisen en het ontwerp van de machine. Door een redelijke selectie en onderhoud van hoekcontactlagers kan de verwerkingsnauwkeurigheid en stabiliteit van werktuigmachines aanzienlijk worden verbeterd en kan de levensduur van de machines worden verlengd.
Installatie : De installatie van hoekcontactlagers moet strikt volgens de technische specificaties worden uitgevoerd om de juiste positionering van het lager te garanderen en schade door onjuiste installatie te voorkomen.
Smering : Controleer en onderhoud het smeersysteem van het lager regelmatig om ervoor te zorgen dat het lager in goede smeringsconditie verkeert.
Inspectie : Controleer regelmatig de werking van de lagers en spoor eventuele problemen, zoals slijtage, speling, enz., direct op en verhelp deze.
Fabrikanten van hoekcontactlagers
De precisie hoekcontactkogellagers van AUBEARING zijn universeel afgestemd en kunnen worden uitgewisseld met lagers van hetzelfde type en formaat van andere merken in groepen. Tegelijkertijd regelt AUBEARING de axiale voorspanningsafwijking van elke rij lagers binnen een kleiner bereik om een nauwkeurige voorspanningskracht en stijfheid te bereiken.
Een 15° hoekcontactkogellager kan radiale en bepaalde axiale belastingen dragen. Er zijn twee uitvoeringen: enkelrijig en dubbelrijig. De enkelrijige lagers zijn verkrijgbaar in verschillende maten met nominale diameters van 40 mm tot 650 mm; de dubbelrijige lagers zijn verkrijgbaar in verschillende maten met nominale diameters van 100 mm tot 400 mm. Dit type lager bestaat doorgaans uit een paar lagers die rug-aan-rug, tegenover elkaar of in serie zijn geplaatst. De axiale speling moet tussen 2 en 4 μm liggen. Dit type lager kan over het algemeen slechts axiale krachten in één richting dragen.
Het 25° hoekcontactkogellager heeft een contacthoek groter dan 15°, waardoor het axiale krachten in beide richtingen kan weerstaan. Dit type lager is verkrijgbaar in een enkelrijige en dubbelrijige uitvoering, en de afmetingen zijn gelijk aan die van 15° hoekcontactkogellagers. De axiale speling van dergelijke lagers moet tussen de 3 en 6 μm liggen.
Het 40° hoekcontactkogellager heeft een grotere contacthoek en kan axiale krachten in drie richtingen weerstaan. Dit type lager is er in twee uitvoeringen: enkelrijig en dubbelrijig, en de afmetingen zijn vergelijkbaar met die van de eerste twee lagers. De axiale speling van dergelijke lagers moet tussen de 5 en 10 μm liggen.
Standaard serie spindellagers
Deze serie is onderverdeeld in P4- en P4S-kwaliteiten. De binnen- en buitenringen en rolelementen zijn doorgaans gemaakt van volledig gehard staal 52100. Onder bepaalde omstandigheden kan de snelheid van vetsmering 650,000 DN bereiken, en de snelheid van oliesmering kan 1,000,000 DN bereiken. Vergeleken met de hogesnelheidsserie is de rolelementdiameter van de standaardserie groter en de voorspanning hoger. Het is geschikt voor gelegenheden met grote snijbelastingen en hoge eisen aan de dynamische stijfheid van het systeem.
Daarnaast is vet een belangrijke voorwaarde waarmee rekening moet worden gehouden bij de selectie. Te veel vet zal de warmteafvoer van het lager ernstig beïnvloeden en de bedrijfstemperatuur zal sterk stijgen, waardoor de levensduur van het vet snel zal afnemen en de levensduur van het lager zal worden verkort; te weinig vet zal geen bepaalde smeeroliefilm vormen die de asring en het rolelement van elkaar scheidt. De wrijving daartussen zal een hogere temperatuurstijging veroorzaken, wat ook de levensduur van de lagers zal beïnvloeden. Voor verschillende snelheden is de aanbevolen hoeveelheid vet ook anders. Wanneer de snelheid lager is dan 500,000 DN, moet de hoeveelheid toegevoegd vet 25% – 40% van de vrije ruimte in het lager bedragen; wanneer de snelheid hoger is dan 500,000 DN, moet de hoeveelheid toegevoegd vet 15% – 20% van de vrije ruimte in het lager bedragen. Opgemerkt moet worden dat er in de standaardserie twee soorten kooien zijn: nylon kooien geleid door rolelementen en bakelieten kooien geleid door buitenringen. De interne vrije ruimte van de twee typen lagers is verschillend en er moet onderscheid worden gemaakt bij het berekenen van de hoeveelheid toegevoegd vet.
Spindellagers uit de serie keramische kogels
Deze serie is van P4S-kwaliteit, de binnen- en buitenringen zijn over het algemeen van 52100 volledig gehard staal en de rolelementen zijn van keramische materialen. Onder bepaalde omstandigheden kan de snelheid van vetsmering 750,000 DN bereiken, en oliesmering 1,500,000 DN. Het dynamische radiale en axiale draagvermogen is gelijk aan de standaardserie, maar de stijfheid is met 50% verhoogd; het gewicht van keramiek is 60% lichter dan dat van staal, wat de middelpuntvliedende kracht van het rolelement vermindert, waardoor het slip- en spinfenomeen wordt verminderd, en de warmte die wordt gegenereerd tussen het rolelement en de loopbaan wordt ook dienovereenkomstig verminderd, waardoor het lager wordt verlengd leven; Tegelijkertijd is de thermische uitzettingscoëfficiënt van de keramische bal laag, en wanneer de temperatuur stijgt tijdens hoge snelheid, is de voorspankracht kleiner dan die van de stalen kogel uit de standaardserie, en is de warmteontwikkeling kleiner. Na vergelijking is de snelheid van de serie keramische kogels ongeveer 1.5 keer die van de standaardserie, en de theoretische levensduur kan oplopen tot 3-5 keer; wanneer tegelijkertijd aan hoge snelheid, hoge belastbaarheid en hoge stijfheid moet worden voldaan, moet de serie keramische kogels worden overwogen en moet de hoeveelheid vet binnen 15% - 20% van de vrije ruimte in het lager worden gecontroleerd.
Hogesnelheidsserie spindellagers
Deze serie is van P4S-kwaliteit, de binnen- en buitenringen zijn over het algemeen van 52100 volledig gehard staal en de rolelementen kunnen worden geselecteerd uit 52100 volledig gehard staal of keramische materialen, en er zijn twee typen: open en dubbelzijdig contactloos afgedicht. Onder bepaalde omstandigheden kan de snelheid van vetsmering 850,000 DN-1,000,000 DN bereiken, en oliesmering kan 1,700,000 DN-2,000,000 DN bereiken.
De hogesnelheidsserie wordt meestal gebruikt in hogesnelheids-CNC-bewerkingscentra en hogesnelheidsfreesmachines, omdat deze kan voldoen aan de eisen van lage warmteontwikkeling, lage bedrijfstemperatuur en hoge stijfheid. De belangrijkste voordelen van deze serie zijn: Ten eerste wordt de diameter van het rolelement verkleind en het aantal vergroot. De nauwkeurig ontworpen loopbaanvorm verkleint het contactoppervlak tussen het rolelement en de loopbaan en vermindert de vorming van wrijvingswarmte;
Ten tweede wordt de middelpuntvliedende kracht op het kleine rolelement verminderd tijdens bedrijf op hoge snelheid, wordt het slip- en spinfenomeen verzwakt en wordt de warmteontwikkeling in het contactgebied verminderd;
Ten derde hebben zowel de binnen- als de buitenring hoge en lage schouders, die een open kanaal voor het smeermiddel vormen, waardoor de tijdens de werking gegenereerde warmte snel kan worden afgevoerd;
Ten vierde wordt het afschuifeffect van het smeermiddel op het rolelement verminderd, en wordt de warmteontwikkeling verminderd. Wanneer de snelheidsvereiste hoger is, kunt u ook kiezen voor de hogesnelheidsserie keramische kogels met een hogere grenssnelheid en dynamische stijfheid om de warmteontwikkeling tijdens bedrijf verder te verminderen, waardoor een lagere bedrijfstemperatuur wordt bereikt.
Conclusie
Hoekcontactkogellagers zijn ideaal voor mechanische apparatuur met hoge precisie, zoals CNC-bewerkingsmachines, vanwege hun vermogen om zowel radiale als axiale belastingen te weerstaan, en hun goede prestaties bij hoge snelheden. Een juiste selectie en installatie zijn essentieel om een stabiele werking van de apparatuur op lange termijn te garanderen.