Naaldlagers maken gebruik van naaldvormige rollen als rolelementen voor rotatiebeweging. In vergelijking met kogellagers hebben naaldlagers een lagere profielhoogte en een hoger draagvermogen. De meeste radiale naaldlagers kunnen axiale krachten aan die groter zijn dan 5% van de radiale belasting. Bij radiale toepassingen lopen de rollen parallel aan de as. Als mechanische componenten helpen naaldlagers ruimte te besparen, waardoor het hele mechanisme compacter wordt. Deze lagers spelen een cruciale rol in verschillende producten zoals auto's, motorfietsen, drukmachines, industriële robots en bouwmachines.
AUBEARING produceert verschillende soorten naaldlagers:
Rollen- en kooiconstructies zijn eenvoudig te bedienen lagers met een hoog draagvermogen ondanks hun kleine formaat. De unieke kooiconstructie geleidt de rollen en zorgt voor een stabiele werking, zelfs bij hoge snelheden. Het ontwerp van de kooiconstructie zorgt voor een juiste lastverdeling tussen de rollen en de loopbanen en regelt de radiale speling. Ze zijn bovendien geschikt voor hoge snelheden en tolerant voor asuitlijningsfouten of doorbuiging door belasting. Rollen- en kooiconstructies verminderen de spanningsconcentratie aan de uiteinden van de rollen als gevolg van lichte uitlijningsfouten of asbuiging, waardoor de levensduur van het lager wordt verlengd. Veelvoorkomende toepassingen zijn planetaire tandwielkasten in auto's, versnellingsbakken en robotreductoren.
Getrokken naaldlagers van AUBEARING hebben een kooi en een volledig rollenstelsel met een unieke buitenringstructuur. Deze eenvoudig te installeren lagers hebben de dunste buitenringen van alle rollagers en bieden tegelijkertijd een hoog draagvermogen, hoge maximale snelheden en een uitstekende slijtvastheid. Zorgvuldig geselecteerde gelegeerde staalsoorten zijn bestand tegen hoge maximaal toelaatbare belastingen en oppervlaktegeharde kooien zorgen ervoor dat de lagers bestand zijn tegen zware omstandigheden. Getrokken naaldlagers met geïntegreerde afdichtingen zijn in bepaalde maten verkrijgbaar. Lipafdichtingen beperken de bedrijfstemperatuur van het lager tot -30 °C tot +110 °C (-25 °F tot +225 °F) binnen het gehele geïnstalleerde lagerspelingbereik. Lagers met een gestempelde buitenring zijn ontworpen om vet of niet-onder druk staande olie in het lager te houden en tegelijkertijd te voorkomen dat verontreinigingen de loopbaan binnendringen. Standaard lipafdichtingen zijn compatibel met gangbare smeeroliën en brandstoffen op aardoliebasis, maar worden negatief beïnvloed door bepaalde brandwerende hydraulische oliën en de meeste gangbare oplosmiddelen. Naaldlagers met getrokken lagerring zijn net zo gemakkelijk te hanteren en te installeren als losse rollagers, maar worden voorgemonteerd geleverd. De behuizing (die als buitenloopbaan fungeert) is nauwkeurig gestanst uit koolstofarm staal en oppervlaktegehard zonder verdere bewerking, waardoor deze lagers kosteneffectief zijn. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere assteunen voor versnellingsbakken, poeliesteunen, tandwielpompen en geleidingslagers.
Massieve naaldlagers bieden een maximaal draagvermogen en hoge precisie in compacte ruimtes. Deze lagers zijn geschikt voor diverse bedrijfsomstandigheden, met ringen gemaakt van zorgvuldig geselecteerd vacuümontgast lagerstaal of gecarburiseerd staal, en rollen die nauwkeurig geslepen en warmtebehandeld zijn. Lichtgewicht en extreem robuuste kooien geleiden de rollen nauwkeurig en soepel. Hoogwaardige materialen bieden een hoge stijfheid die bestand is tegen zware belastingen en stootbelastingen. Deze lagers zijn verkrijgbaar met of zonder binnenringen; het type zonder binnenringen gebruikt de as direct als roloppervlak.
Sferische naaldlagers hebben een buitenloopbaan die gescheiden is van de buitenring, die als een huls fungeert. De loopbaan heeft een concaaf buitenprofiel met kunststof ringen. Hierdoor kunnen naaldlagers minimale statische uitlijningsafwijkingen van de as compenseren.
Naaldlagers met bewerkte ringen worden gebruikt voor toepassingen die een hogere belastbaarheid vereisen. Ze zijn er hoofdzakelijk in twee typen: naaldlagers zonder binnenring en naaldlagers met een binnenring. Lagers zonder binnenring worden gebruikt met geharde en geslepen assen, waardoor grotere assen mogelijk zijn voor een hogere stijfheid. Lagers met een binnenring worden gebruikt in toepassingen waar het harden en slijpen van de as niet haalbaar of praktisch is.
Naaldlagers maken gebruik van rol- en kooiconstructies met oppervlaktegeharde kooien, vervaardigd uit twee nauwkeurig geperste stalen platen. De rollen worden stevig in de kooi gehouden, wat zorgt voor een soepele rotatie, zelfs onder grote axiale belastingen. Deze lagers zijn compact, waardoor ze gemakkelijk te vervangen zijn binnen dezelfde inbouwruimte als traditionele drukringlagers. Er zijn verschillende configuraties beschikbaar, waaronder losse units, geïntegreerde rolunits of units met verschillende roldiktes om aan de installatieomstandigheden rond het lager te voldoen. Deze componenten zijn ontworpen om axiale belastingen in beperkte ruimtes te dragen, waarbij geharde stalen kooien worden gebruikt om naaldrollen te huisvesten. Hoewel naaldlagers doorgaans minder ruimte innemen dan conventionele drukringlagers, bieden ze uitstekende wrijvingseigenschappen en een hoger draagvermogen. Verschillende diktes van afzonderlijk geharde drukringlagers zijn beschikbaar als aangrenzende oppervlakken niet tot een geschikte hardheid van 58 Rc of equivalent kunnen worden gehard. Naaldlagers en kooiconstructies zijn bestand tegen hoge snelheden en axiale belastingen. Ze worden veel gebruikt in automatische transmissies, waar ze zorgen voor lage wrijving in krappe ruimtes.
Om de gewenste lagerprestaties te bereiken, is het selecteren van de juiste naaldlagers nog maar het begin. Verschillende specifieke factoren beïnvloeden de werking van lagers, waaronder smering, hardheid en oppervlakteafwerking van de loopvlakken, evenals lagerzittingen.
Smering : Oliesmering heeft over het algemeen de voorkeur, omdat het hogere snelheden mogelijk maakt door als koelmiddel te fungeren, verontreinigingen te verwijderen en gemakkelijker in het lagergebied te injecteren. De beste methoden zijn onder andere positieve toevoer, oliesmering door middel van spatsmering of olienevel. Lagers kunnen indien nodig met vet worden gesmeerd. Lagers met kooien hebben doorgaans grotere vetreservoirs, waardoor ze een langere levensduur hebben vóór smering in situaties waarin nasmering niet mogelijk is. De levensduur van het lager in dergelijke toepassingen is afhankelijk van de levensduur van het vet, waarmee rekening moet worden gehouden in levensduurberekeningen. Afdichtingen helpen smeermiddelen vast te houden en verontreinigingen buiten te houden.
Loopvlakken : Goede lagerprestaties zijn afhankelijk van het materiaal en de geometrische eigenschappen van de loopvlakken.
Hardheid : Een belangrijk voordeel van naaldlagers is dat ze de contactvlakken als binnen- of buitenring, of beide, kunnen gebruiken. De nominale belasting van lagers is doorgaans gebaseerd op een loopvlakhardheid van 58 Rc of equivalent. Bij een lagere hardheid neemt het draagvermogen van de lager-loopvlakcombinatie af. Oppervlakteharding, inductieharding en doorharding zijn acceptabele behandelingen. Als de as niet tot 58 Rc gehard kan worden, worden aparte binnenringen gebruikt. Deze worden op de as bevestigd met behulp van schouders of borgringen.
Oppervlakteafwerking : Een uitstekende oppervlakteafwerking van de loopbaan is cruciaal voor het behoud van een goede smeerfilm tussen de rollen en de loopbaan. Ruwe oppervlakken zorgen ervoor dat oneffenheden de smeerfilm kunnen binnendringen, wat leidt tot snellere slijtage en uiteindelijk vastlopen. De binnenoppervlakte van de loopbaan mag een Ra-waarde van 16 minuten niet overschrijden, maar een betere micro-afwerking verlengt de levensduur aanzienlijk. Voor volledige naald- of rollen- en kooiconstructies levert een buitenoppervlakteafwerking van minder dan 16 minuten optimale resultaten op. Zorg ervoor dat de loopbaanoppervlakken vrij zijn van krassen en defecten.
Geometrische vorm : Het ideale loopvlak voor radiale naaldlagers is een perfecte cilinder. Elke afwijking verhoogt het geluidsniveau en verkort de levensduur van het lager. Daarom moet de rondheid van assen en lagerzittingen binnen de helft van de aanbevolen fabricagetoleranties of 0.0003 inch blijven, afhankelijk van welke waarde kleiner is. Een conische loopbaan veroorzaakt verhoogde rolspanning en een kortere levensduur van het lager. Nog schadelijker is wellicht een ongelijkmatige rolcontact, bijvoorbeeld door oneffenheden in de vlakheid of defecten van het oppervlak. Bovendien mogen de rollen niet over het loopvlak uitsteken. Dit kan leiden tot spanningsconcentratie en vroegtijdige slijtage. Over het algemeen mag voor lagers met een volledige rolvulling de helling van de as ten opzichte van de hartlijn van het lager niet meer dan 0.0010 inch per inch bedragen; voor kooilagers mag de helling van de as ten opzichte van de hartlijn van het lager niet meer dan 0.0015 inch per inch bedragen. Kortere lagers zijn beter bestand tegen helling.
Lagerzittingen : Voor een succesvolle werking van naaldlagers met getrokken lagerschalen is een correcte installatie essentieel om de juiste buitendiameter en rondheid te garanderen. Meestal volstaat het om het lager eenvoudigweg op zijn plaats te persen met standaardgereedschap en handpersen. Axiale positioneringshulpmiddelen zijn doorgaans niet nodig. Als de lagerschaal van staal of hoogwaardig ijzer is gemaakt, kan de doorsnede ervan 1,5 tot 2 keer zo klein zijn als de doorsnede van het lager. Voor lagerschalen van lichte legeringen kan een vergelijkbare doorsnede volstaan, maar het is cruciaal om de juiste, kleinere diameter van de lagerschaal te kiezen voor een correcte lagermaat en rondheid. Zware naaldlagers worden in lagerzittingen met speling gemonteerd als de belasting stationair is ten opzichte van de lagerzitting; als de belasting roteert ten opzichte van de lagerzitting, worden ze gemonteerd met een nauwe overgangspassing. Ongeacht de passing, gebruik lagerzittingschouders en borgringen of andere positieve axiale positioneringsmethoden om de buitenring vast te zetten.
Lagermaterialen - Lagerkooien scheiden de rollen om de belasting gelijkmatig over het lager te verdelen. Ze verminderen ook het lagergeluid, verbeteren de rolomstandigheden en voorkomen slip. Bovendien omsluiten ze de rollen in één component. Staal is het meest gebruikte kooimateriaal in naaldlagers. Kunststof kooien kunnen worden gebruikt wanneer de bedrijfsomstandigheden dit toelaten. Smering en oppervlaktebehandelingen verminderen de warmteontwikkeling door wrijving. Sommige naaldlagers met getrokken lagerringen hebben geen kooi en bevatten een volledige set rollen. Lagers met een volledige set rollen combineren een maximaal draagvermogen met de kostenefficiëntie van lagers met getrokken lagerringen. Bij dit ontwerp houden naar binnen gerichte lippen de rollen binnen de lagerringen. Tests hebben de volgende wrijvingscoëfficiënten bepaald voor naaldlagers met kooi en naaldlagers met een volledige set rollen: Naaldlagers met kooi: 15•10⁻⁴; Naaldlagers met een volledige set rollen: 25•10⁻⁴.
Afdichtingen . Afdichtingen (indien aanwezig) isoleren rollen, kooien en smeermiddelen van verontreinigingen en vocht in ruwe omgevingen. Afdichtingen moeten bestand zijn tegen oxidatie, hoge temperaturen en chemicaliën waarmee lagers in aanraking kunnen komen. Afgedichte lagers hebben doorgaans een inspectieopening in de binnenring voor smering. Afdichtingen zijn het meest effectief wanneer de wrijving tussen de afdichting en het lager of de as minimaal is. Extra oppervlaktebehandelingen of smering kunnen deze wrijving verminderen. Lagers met geïntegreerde afdichtingen werken met relatief lagere snelheden dan open lagers. Afdichtingen worden meestal gemaakt van acrylonitril-butadieenrubber, polyurethaan of fluorelastomeer.
