Ontwerp en engineering

De kern van Aubearing is ons vermogen om samen met klanten unieke ontwerpen en toepassingen te ontwikkelen en innovatieve en kosteneffectieve oplossingen te bieden. Ons engineeringteam beschikt over jarenlange toepassingskennis en expertise in precisie-instrumentatie, en heeft tientallen jaren praktijkervaring met honderden verschillende toepassingen en industrieën, waaronder de medische sector , robotica , mijnbouw , landbouw , automobielindustrie , motorfietsen , fietsen , machinebouw, grondverzet, bosbouw, verpakking, waterzuivering, drukwerk en meer. Hierdoor kunnen zij optimale lagerontwerpen en engineeringoplossingen op maat leveren voor specifieke toepassingen.

Samen kunnen we het beste lager vervaardigen voor uw veeleisende specificaties, vaak met toleranties gemeten in miljoensten van een inch. We nodigen u uit om onze faciliteiten te bezoeken en we verwelkomen de mogelijkheid om de uwe te bezoeken in een poging om oplossingen te bieden voor al uw behoeften.

Aubearing's eigen technologielaboratorium

Ons technisch laboratorium is uitgerust met geavanceerde precisie-instrumenten en geavanceerde evaluatiesoftware (niet beperkt tot gebruik, waaronder Solid Works, AutoCAD), waarmee lagertoepassingen snel en effectief kunnen worden geëvalueerd. Het unieke “Aubearing Analysis System” evalueert lagers vanuit meerdere perspectieven. Onze ontwerpingenieurs optimaliseren zorgvuldig de loopbaanprofielen om de belastingswaarden, snelheidsbeperkingen en levensduur tegen vermoeidheid te maximaliseren. Er is speciale aandacht besteed aan “Design for Manufacture” om een optimale restspanning van de loopbaan te garanderen voor superieure prestaties. Tegelijkertijd vinden veel toepassingen plaats in stoffige en vervuilde omstandigheden, dus ook lagerafdichtingen worden overwogen om vervuiling te voorkomen.

Bespaar productiekosten

Ongeveer 70% van de productiekosten van lagers (materiaalkosten, gereedschapskosten en montagekosten) worden bepaald door ontwerpbeslissingen, terwijl de resterende 30% van de kosten productiebeslissingen zijn, zoals procesplanning of selectie van werktuigmachines. Ons doel is om op maat gemaakte lagers te optimaliseren, zodat ze kosteneffectief zijn bij de productie, montage en onderhoud, terwijl de hoge kwaliteit behouden blijft. Aubearing kan lagerafmetingen, rolelementen, hardheid, tandwielconfiguratie, enz. aanbevelen, en produceert lagerafmetingen variërend van 200 mm binnendiameter tot 6,000 mm buitendiameter om te voldoen aan uw eisen op het gebied van belasting, grootte, rotatie en levenscyclus.

Lagere termen en berekeningen die elke ontwerpingenieur zou moeten kennen

Lagers zijn te vinden in vrijwel elk roterend samenstel in apparatuur en toepassingen voor krachtoverbrenging. Ze produceren een soepele roterende beweging en verminderen wrijving en slijtage. Bij de juiste maatvoering en correct gebruik zullen de meeste lagers vele jaren meegaan zonder vervanging.

Roterend lager is een brede term die glijlagers, hydrostatische en hydrodynamische lagers, magnetische lagers en rollagers omvat. Wentellagers kunnen verder worden uitgesplitst naar type rolelement - kogel, rol en naaldrol. Elke werktuigbouwkundige die kogel- of rollagers in hun assemblage verwerkt, moet bekend zijn met berekeningen voor de levensduur van lagers en lagerbelasting. Kennis van deze basisformules zorgt voor een robuust ontwerp dat is geoptimaliseerd voor een lange levensduur.

Dragende leven

Lagerlevensduur (L) wordt gedefinieerd als het aantal uren dat het lager met een bepaalde constante snelheid kan draaien voordat het de eerste tekenen van vermoeidheid vertoont in het materiaal van een lagerring of een van de wentelelementen.

Lagerwaarde levensduur (L10) is de levensduur in uren bij een bepaalde constante snelheid die 90% van een groep ogenschijnlijk identieke lagers zal volbrengen of overschrijden. De nominale levensduur verwijst ook naar de levensduur van een enkel lager in verband met een betrouwbaarheid van 90%. De levensduur van lagers voor lagers die met een constante snelheid werken, kan ook worden uitgedrukt in uren en wordt aangeduid als L10h. De eenheden voor de levensduur zijn in miljoenen omwentelingen (106 omwentelingen).

Draagvermogens

Lagerbelasting wordt uitgedrukt met verschillende termen, elk met een unieke definitie. Statische belastingen verwijzen naar belastingen op een niet-roterend lager.

Basic load rating (CB) is een berekende constante belasting voor radiale en hoekcontactlagers. Het is de belasting die een groep ogenschijnlijk identieke lagers kan verdragen gedurende een miljoen omwentelingen van de binnenring terwijl de buitenring stationair wordt gehouden. De eenheden voor basisbelasting zijn ponden (lb) of Newtons (N).

De basis statische draagkracht (Co) is de radiale belasting op een niet-roterend lager die overeenkomt met een berekende contactspanning op het zwaarst belaste contactpunt tussen het rollende element en de loopbaan die een totale permanente vervorming van het rollende element en de loopbaan veroorzaakt. van 0.0001 van de rolelementdiameter. De eenheden voor de basisbelasting zijn ponden (lb) of Newtons (N).

Statische equivalente belasting (Po) is een berekende statische, radiale belasting. Het wordt gedefinieerd als de belasting die dezelfde totale blijvende vervorming zou veroorzaken bij het zwaarst belaste rollende element en loopvlakcontact als die welke optreedt onder de feitelijke belastingstoestand. De eenheden voor statisch equivalent draagvermogen zijn ponden (lb) of Newtons (N).

De dynamische basisbelasting (C) is de berekende constante radiale belasting die een groep ogenschijnlijk identieke lagers met een stationaire buitenring statistisch gezien een miljoen omwentelingen van de binnenring kan doorstaan. De eenheden voor de dynamische basisbelasting zijn ponden (lb) of Newtons (N).

Dynamische equivalente belasting (P) is een van de factoren die worden gebruikt in vergelijkingen voor de levensduur van lagers. Het is een constante, hypothetische radiale belasting die dezelfde impact heeft op de levensduur van de lagers als die welke optreedt onder de werkelijke belastingsconditie. De eenheden voor dynamisch equivalent draagvermogen zijn ponden (lb) of Newtons (N).

berekeningen

De levensduur van het lager (L10) kan worden berekend met de volgende formule. Vereiste variabelen zijn de dynamische basisbelasting (C) en de dynamische equivalente belasting van het lager (P).

L ₁₀ = (C/P) ³

L ₁₀ = nominale levensduur (10⁶ ^{omwentelingen} ); C = basis dynamische belasting (lb of N); P = dynamische equivalente belasting (lb of N)

Om van omwentelingen naar uren om te rekenen, deelt u door het toerental (rpm).

L _{10 uur} = (C/P) ³ x [(10 ⁶ omw) / (N toerental x 60 min/uur)] = 16667/N x (C/P) ³

N = snelheid (rpm)

1. P = VF _r

2. P = XVF _r + YF _a

P = dynamische equivalente belasting; V = rotatiefactor; X = radiale factor; Y = stuwkrachtfactor; Fr = radiale belasting; Fa = axiale belasting

Wanneer de buitendiameter (OD) van het lager gelijk is aan of kleiner is dan 0.625 inch, kunnen de volgende waarden worden gebruikt: X = 0.56, Y = 2.10 en e = 0.16. Raadpleeg de onderstaande tabel voor lagers met een diameter groter dan 0.625 inch. Factor "e", weergegeven in de laatste kolom van onderstaande tabel, vertegenwoordigt de verhouding van Fa/VFr. Als Fa /VFr < e, dan wordt formule (1) gebruikt; als Fa/VFr > e, dan wordt formule (2) gebruikt.

Hoewel deze formules een goed uitgangspunt bieden, kunnen ook andere factoren de effectieve levensduur van lagers en draagvermogens beïnvloeden.

Bij sommige toepassingen kunnen de belastingen en snelheden variëren tijdens het gebruik. Dit kan worden meegenomen in de berekeningen van de lagerbelasting als de variaties in belasting en snelheid bekende variabelen zijn.
Smering is een andere factor die een aanzienlijke invloed kan hebben op de levensduur van de lagers. Bij afgedichte lagers bepaalt de levensduur van het smeermiddel vaak de levensduur van het lager.
Omgevingsomstandigheden en verontreiniging kunnen ook de levensduur van de lagers negatief beïnvloeden.
Lagermateriaal kan ook de prestaties beïnvloeden. De belastingswaarden voor 440C roestvrij staal moeten bijvoorbeeld met ongeveer 20% worden verlaagd in vergelijking met 52100 lagerstaal. De levensduur van lagers is vanwege deze en andere factoren geen exacte wetenschap. Het gebruik van deze formules zal ingenieurs echter helpen een veilig en betrouwbaar ontwerp voor hun assemblages te ontwikkelen.

Ontwerp met kogellagers

De uitstekende eigenschappen van kogellagers zijn het resultaat van technisch veeleisende kwaliteitskenmerken die maximale prestatiegrenzen bereiken. Diverse maatregelen in het ontwerp, zoals voorbelasting of meervoudige opstelling van lagers, gaan prestatiebeperkingen tegen en verhogen de prestatiemogelijkheden van lagers.

VOORLADEN LAGERS

Voorbelasting wordt gedefinieerd als een constant werkende axiale kracht op een kogellager die een elastische vervorming veroorzaakt in het contactgebied van de kogels en loopbanen.

PRESTATIEOPTIMALISATIE DOOR PRELOAD

Het installeren van kogellagers met stijve of veervoorspanning optimaliseert veel prestatiekenmerken voor lagerwerking.

Verminderde vering zorgt voor het genereren van een definieerbare radiale en axiale stijfheid (zie diagram)
Hoge loopnauwkeurigheid en bewerkbaarheid, ook bij wisselende belastingen
Minder trillingen en geluid
Vermijd slippen en wrijving in het contact van het rollende element bij hoge snelheden en hoge acceleraties
Verminderde glijdende wrijvingsdelen bij hoge snelheden (verminderde contacthoekverandering tussen binnen- en buitenring)
Verhoogd draagvermogen (door externe belastingen en toerentallen) bij een lange levensduur

STIJFHEID

Stijfheid bepaalt de hoeveelheid axiale kracht [N] op het kogellager, die een verschuiving in de lagerring met 1 μm veroorzaakt.

Een geschikte voorbelasting verhoogt de stijfheid van het lager en ondersteunt het draagvermogen van het lager tegen werkende krachten in.

HEFKRACHT

Hefkracht is de kracht waarbij het lager lastvrij wordt door een centrale axiale belasting op een lagerset.
Als de externe axiale belasting groter is dan de hefkracht, …
… de kogels en loopbanen van het onbelaste kogellager niet meer constant in contact zijn.
… de slijtage wordt vergroot door toenemende glijwrijving.

LENTE VOORBELASTING

ONTWERPKENMERKEN:

Lager 1 (werkzijde) is axiaal in de behuizing bevestigd, lager 2 is axiaal beweegbaar aangebracht (vaste zitting van de binnenringen op de as)
De veerkracht op de buitenring van lager 2 zorgt voor een constante voorspanning van beide lagers
De vereiste veervoorspanning wordt ingesteld via de veerweg (wegkrachtfunctie volgens de veerkarakteristiek)
Voor perfecte voorbelastingsresultaten is een voldoende axiale beweeglijkheid van de ingestelde buitenring op het zwevende lager vereist
De verstelling van de stelveer vindt plaats in de werkrichting van de externe axiale belasting
Bij gebruik van enkele lagers: <~> kunnen niet-afgestemde lagers worden gebruikt
Bij gebruik van lagers in tandem (<< ~ >>) zorgen lagers van hetzelfde type (L, M of S) voor een gelijkmatige lastverdeling

KARAKTERISTIEKEN:

De voorbelasting – onafhankelijk van snelheid en temperatuur – is uitsluitend het gevolg van de veerkracht
De veerkracht resulteert in een gelijke voorspanning van het lager en het druklager
Thermische uitzetting van as en behuizing hebben geen invloed op de voorbelasting
Veerbelaste lagersystemen kunnen de hoogste snelheden hebben

STIJVE VOORBELASTING LAGERSETS

De opstelling van meerdere lagers in zogenaamde lagersets verhoogt het draagvermogen, de stijfheid en de hefkracht.

De radiale stijfheid voor alle opstellingen is dus:
bij α = 15°: Crad ~ 6 · Cax
bij α = 25°: Crad ~ 2 · Cax

* Richtwaarden voor lagerparen in O- of X-opstelling (zie lagergegevens).
Bedrijfsgerelateerde invloeden (zoals toerental, belasting) worden niet in aanmerking genomen.

MEERVOUDIGE OPSTELLING MET 2 LAGERS (LAGERPAAR)

Met starre lagervoorspanning bieden gespecificeerde lagerparen in O-, X- of tandemopstellingen een effectieve, kosteneffectieve en technische oplossing voor vele toepassingen.

O-ARRANGEMENT (DB)

>Drukleidingen divergeren in de richting van de lageras

>Groot draagvlak (H) en hoge stijfheid tegen kantelmomenten
Axiale krachtopname in beide richtingen

Lagerpaar in O-opstelling

X-ARRANGEMENT (DF)
Drukleidingen komen samen in de richting van de lageras

>Ongevoelig voor escape-fouten
>Verminderde afmetingen van de steunpoten en kantelstijfheid
>Axiale krachtopname in beide richtingen

Lagerpaar in X-opstelling

TANDEM-OPSTELLING (DT)
Parallelle opstelling ten opzichte van de laadrichting

> Hoger axiaal draagvermogen (factor 2) dan enkelvoudig lager
>Beide lagers hebben dezelfde contacthoek en zijn tegen een derde lager geplaatst

Lagerparen in tandem

MEERVOUDIGE OPSTELLING MET 3 OF LAGERS (LAGERSET)

Bij maximale eisen aan de stijfheid van het systeem of bij hoge belastingen zorgen X-, O- of tandemopstellingen met 3 of lagers voor uitstekende prestatiekenmerken.

OPSTELLINGEN MET 3 LAGERS

OPSTELLING MET 4 LAGERS

TUSSENTIJDSE RINGEN

PRESTATIEOPTIMALISATIE DOOR TUSSENRINGEN
Door middel van tussenringen (afstandsringen) kan een gedifferentieerde optimalisatie van individuele kwaliteitskenmerken van lagerparen worden bereikt. De breedte van een tussenring is minimaal de breedte van een individueel lager.

KARAKTERISTIEKEN:
>Vergroten van de steunbasis (H) en vergroten van de radiale stijfheid
> Optimalisatie van warmteafvoer
>Verbeterde lagersmering dankzij geoptimaliseerde olietoevoer en -afvoer

Tussenringbreedte ≥ Enkele lagerbreedte

ONTWERPKENMERKEN:

>Materiaal: 100 Cr6, of vergelijkbaar, gehard (minstens 45 HRC)
>Er moet voor worden gezorgd dat de tussenringen goed vlak parallel lopen (zie ook de nauwkeurigheid van de componenten).
>De vereiste evenwijdigheid van de buitenste en binnenste tussenring wordt gegarandeerd door het vlak slijpen van beide ringen in één keer spannen.
>Bij lagersets met tussenringen (bijv. <||<||>||>) wordt de afstandsring tussen de lagers met verschillende drukleidingtrajecten afgeslepen en zo wordt de voorspanning op elkaar afgestemd.

Afstandsring tussen verschillende drukleidingpaden

WIJZIGING VAN VOORBELASTING MET TUSSENRINGS

Tussenringen zorgen voor een wijziging van de voorspanning voor reeds op elkaar afgestemde kogellagers.

Als de breedte van de astussenring kleiner is dan de breedte van de behuizing...

… de voorbelasting in de O-opstelling toeneemt

… de voorbelasting in de X-array wordt verminderd

CONTACTHOEK & COÖRDINATIE PRECISIE

CONTACTHOEK ⍺0

De hoek van de rechte lijnen tussen de contactpunten: binnenringloopbaan – kogel – buitenringloopring en het radiale niveau bepaalt de contacthoek.

De contacthoek wordt bepaald afhankelijk van de radiale lagerspeling (lagerspeling) en osculatie van de loopbanen.

Belastingoverdracht tussen beide lagerringen vindt plaats via de contactpunten van de loopbanen met de kogels.

Gelijkmatige belastingsverdeling op de afzonderlijke lagers in lageropstellingen zorgt voor dezelfde contacthoek op alle belaste lagers.

Standaard contacthoek C (15°) en E (25°) )

DE CONTACTHOEK WORDT VERANDERD AFHANKELIJK VAN DE WERKING DOOR …

… krachten van buitenaf
… Interne krachten
(middelpuntvliedende kracht van binnenring en kogels bij hoge snelheden)
… binnenring past
… temperatuurverschillen van binnenring tot buitenring.
Afwijkingen van de contacthoek veroorzaken veranderingen in de lagerkarakteristieken,
die de werking van de lagers beïnvloeden.

Andere contacthoeken zijn op aanvraag verkrijgbaar.

PRECISIE VAN DE CONVERSIEONDERDELEN

Richtwaarden voor asverstellingen en vorm- en positietoleranties (DIN EN ISO 1101)

OPTIMALISATIE VAN DE PASVORM MET HOGE TOERENTALLEN

Met toenemend toerental (van ongeveer n · Dm = 1.5 . 106 mm / min.) kan de geleidelijk toenemende middelpuntvliedende kracht een verwijding van de interne ring veroorzaken en leiden tot functionele effecten. Bijvoorbeeld:

>Slippen van de binnenring bij het contact met de as en bij de contactvlakken
>Wrijvingscorrosie
> Trillingen

Om het optillen van de binnenring tegen te gaan, wordt een sterkere pasvorm aanbevolen.

Correctiefactoren voor een overgedimensioneerd lagerontwerp en lagerserie:

SM60..: 1
SM619..: 1.10
KH 60..: 1.05
KH 619..: 1.15

Geldig voor massieve assen. Voor holle assen (50%): Correctiefactor = 0.8

SPANLAGER STELT SAMEN

PRESTATIEOPTIMALISATIE DOOR PRECISIEMOEREN

Het gebruik van precisiemoeren voor het klemmen van lagers (sets) ondersteunt een optimale benutting van het prestatievermogen van GMN-precisiekogellagers.

ONTWERP :

Zorgvuldige installatie met precisiemoeren voorkomt (onderbreking uit, eventueel opvolgend met een koppelteken: microbewegingen);
microbewegingen veroorzaken contactcorrosie.

>Slijp de zijkanten van de moer haaks op de schroefdraad van de moer en de as om kantelen van het lager of verbuigen van de as te voorkomen (max. 2 μm rondlooptolerantie)
>Bevestig de precisiemoer op de as (tegen losdraaien)
>Tussenringen en bussen moeten evenwijdig aan de vlakken worden gemaakt (max. 2 μm)

Een voldoende hoge axiale klemkracht fixeert de lagers in de beoogde positie en zorgt voor de vereiste voorspanning, precisie en stijfheid van het lager.

INSTALLATIE:

>Smeer de schroefdraad licht in
>Precisiemoeren met 2 tot 3 keer het TARGET-aanhaalmoment indraaien, vervolgens weer losdraaien en met het gewenste aanhaalmoment vastdraaien (compensatie van temperatuurafhankelijke maatveranderingen van de binnenringen en zittingen)
>De vereiste persbanding van meerdere lagers (axiaal) en het noodzakelijke overwinnen van wrijvingsweerstand wanneer de lagers op de as worden gedrukt (radiaal) worden verzekerd door het 2 tot 3 keer primaire (uitbreek) aanhaalmoment

Waarden voor klemkrachten en aanhaalmomenten zijn op ervaring gebaseerde indicatiewaarden en kunnen afhankelijk van de toepassing verschillen.