Alt du bør vite om lagerradialklaring og intern klaring

Alt du bør vite om lagerradialklaring og intern klaring

Ved første øyekast, kulelager er relativt enkle mekaniske deler. Imidlertid avslører analyse av deres indre geometri at de er svært komplekse. For eksempel påvirker kulelagerets overensstemmelse med løpebanen, den radielle klaringen og antall kuler evnen til et kulelager til å støtte belastninger under forskjellige forhold. Vanligvis er kule- og andre rullende elementlagre designet og montert med en liten intern løshet mellom rulleelementene (kulene) og løpebaner. Denne løsheten skaper radiell klaring og aksial klaring i lageret.

Det skal bemerkes at på grunn av arten av deres design og konstruksjon, er den indre geometrien til nål-, rulle- og koniske rullelagre svært forskjellig fra den som finnes i kulelagre. For eksempel er koniske rullelagre unike ved at klaringen i lageret justeres under montering. Radiell klaring og innvendig klaring i løpende lager er de viktigste av alle rullende elementer. I dette tekniske informasjonsbladet (TIS) gjelder diskusjonene om kontaktvinkel, avbøyning, endeklaring og forspenning først og fremst kulelager.

Radial-Play-og-Intern-klaring

Definisjon av radiell klaring i et kulelager

Radiell klaring, eller lagerets indre klaring, er den indre radielle løsheten i et lager og er den målte verdien av den totale radielle bevegelsen til den ytre ringen i forhold til den indre ringen i et plan vinkelrett på lageraksen. Kulelagre er satt sammen til radielle klaringsverdier avhengig av ønsket område. Den radielle klaringen bestemmes av de faktiske løpebanediametrene og kulediameteren.

Radiell klaring kan verifiseres på sammensatte lagre ved hjelp av spesialdesignede målere. Ved måling av radiell klaring utsettes lageret for en standard belastning for å sikre full kontakt mellom alle lagerkomponentene. Når det gjelder miniatyr- og tynnseksjonslagere under slik belastning, er målt verdi større enn oppgitt verdi for radiell klaring. Dette skyldes elastisk deformasjon. Kompensasjonsfaktorer benyttes i disse tilfellene.

Radialt spill

Definisjon av aksial klaring i et kulelager

Aksial, eller endeklaring, er den maksimale relative aksiale bevegelsen til den indre ringen i forhold til den ytre ringen. Endeklaringen er direkte relatert til den radielle klaringen til kulelageret. I de fleste delnummereringssystemer er aksial klaring normalt ikke spesifisert.

Det er ofte forvirring med "løshet" og presisjonsnivå. Radiell klaring spesifiseres uavhengig av ABC toleranseklasser for ringer. Med kulelager bør i de fleste tilfeller den indre løsheten fjernes i monteringsprosessen ved å påføre en aksial forspenning over lagerparet. Dette kan oppnås med shims, fjærer, oppsamlingsmuttere og/eller andre monteringsteknikker. Aksial forspenning er også en viktig designparameter som påvirker både ytelse og levetid. Preload er forklart mer detaljert i et eget teknisk informasjonsblad (TIS).

Aksialt spill

Kontaktvinkel i et kulelager

Når kulelager er aksialt forhåndsbelastet etableres en kontaktvinkel. Kontaktvinkelen er vinkelen mellom et plan vinkelrett på lageraksen og en linje som forbinder de to kontaktpunktene mellom kulen og de indre og ytre løpebanene. Den første kontaktvinkelen er kontaktvinkelen når lageret utsettes for den minimale aksiale kraften eller belastningen som er nødvendig for å fjerne løsheten som følge av den radielle klaringen. Ytterligere påførte aksiallaster vil øke kontaktvinkelen ytterligere. Jo større verdi av radiell klaring i lageret, desto større blir den resulterende kontaktvinkelen.

I de fleste lagerapplikasjoner er radiell klaring, fra et funksjonelt synspunkt, kritisk enn aksial klaring. Som et resultat har det blitt standard innkjøpsspesifikasjon.

Kontaktvinkel i et kulelager

Generelle designhensyn:

Valget av radiell klaringsverdi i en spesifikk lagerapplikasjon er en viktig designhensyn. Som beskrevet tidligere påvirker radiell klaring direkte kontaktvinkelen og aksial- eller endeklaringen til lageret. I tillegg er det i drift en viktig faktor som har betydelig innflytelse på andre faktorer som støy, vibrasjoner, varme, stress, nedbøyning, lastfordeling og utmattingslevetid.

montering:

En løsere eller større verdi for radiell klaring bør velges når lageret er montert ved bruk av interferenspasninger. Den radielle klaringen i lageret reduseres etter montering på grunn av deformasjon av de indre eller ytre ringene. Med miniatyrlagre med svært tynne tverrsnittsringer, reduseres den radielle klaringen med omtrent 80 % av den faktiske interferensmengden. Den radielle klaringen etter montering er det primære designhensynet. Derfor bør en toleransestudie av parringskomponentene fullføres og kompensasjon for interferensen ved maksimal materialtilstand må gjøres. For maksimal levetid ønskes en positiv klaring etter montering.

Lasting:

Når et kulelager utsettes for trykk lasting, vil en høyere kontaktvinkel resultere i redusert ball-til-løpebanespenning. Større verdier for radiell klaring resulterer i høyere verdier for kontaktvinkel. Under disse forholdene vil dette gi lengre lagerlevetid, lavere dreiemoment og mindre aksial avbøyning. I en ren skyvesituasjon kan en 15° økning i kontaktvinkel resultere i over 70 % reduksjon i kontaktspenning (ball-to-raceway).

Når et kulelager utsettes for rene radielle belastninger (eller radiell belastning med lav aksial belastning), anbefales normalt lavere radiell klaring. Dette fordeler belastningen over et større antall baller. Spesielt med miniatyrlagre bør imidlertid lagre med lav radiell klaring ikke utsettes for interferenspasninger. Dette kan resultere i negativ klarering og redusere levetiden drastisk.

Feiljustering og posisjonering:

Høyere verdier for radiell klaring tillater større feiljustering og bør velges i tilfeller der det er høy grad av akselavbøyning. Det bør bemerkes, selv om et kulelager har evnen til å kompensere (rundt 1° eller mindre), reduserer feiljustering lagrenes levetid. Men i tilfeller med lett belastning kan virkningen av mindre feiljustering tåles.

Strammere verdier for radiell klaring vil selvfølgelig kontrollere og begrense radiell bevegelse.

Når aksial posisjonering må kontrolleres eller endeklaring på "null" er ønsket, anbefales det at endeklaringen fjernes ved å påføre aksial forspenning via shims, skiver eller andre monteringsmetoder. Dupleks lagre bør også vurderes. Det er ikke tilrådelig å bruke lave verdier for radiell klaring for å kontrollere endeklaringen.

Temperatur:

Når det er høy temperaturgradient mellom de indre og ytre ringene, anbefales en løsere radiell klaring.

Hastighet:

Som nevnt tidligere, resulterer høye verdier av radiell klaring i høye verdier for kontaktvinkel. Når et lager roterer, roterer settet med kuler (eller kulekomplement) rundt lagerets stigningssirkel, hver kule roterer rundt sin egen akse, og roterende momenter virker på kulene. Størrelsen på svingmomentet er relatert til kontaktvinkelen. Når rotasjonshastigheten øker, øker svingkreftene som virker på ballene, og det er glidevirkning mellom ballene og løpebanene. Denne glidningen resulterer i svikt i smørefilmen, økt varme og potensiell for tidlig svikt. Balansen mellom fordelene ved å redusere spenningen ved kontaktvinkel må veies opp mot potensialet for smøremiddelsvikt på grunn av kuleglidning.

Spesifisering av radiell klaring:

Det er ikke praktisk, eller kanskje mulig, å produsere en gruppe lagre som alle har nøyaktig samme mengde radiell klaring. Dette er fordi alle funksjonene til lagerkomponentene (innerringbane, ytre ringløp og kuler) som påvirker radiell klaring, har produksjonstoleranser knyttet til seg. Produsenter måler og sorterer lagerringene og kulene slik at de kan "matches" under monteringsprosessen for å oppnå et spesifikt område av radiell klaring for en gruppe (eller produksjonsparti) av lagre.

Det er flere måter å angi radiell klaring på. Spesifikasjoner for radiell klaring er vanligvis produsentavhengig. Fullstendige delenummerbeskrivelser er detaljert i et eget teknisk informasjonsblad (TIS). AUB spesifiserer radiell klaring som følger:

For metriske kulelager (miniatyr og instrument) med en borediameter på mindre enn 10 mm.

Klareringssymbol 

MC1
(Ekstra stramt) 

MC2
(Stramt) 

MC3
(Normal) 

MC4
(Vanlig +) 

MC5
(Løs) 

MC6
(Ekstra løs) 

Faktisk klarering i uM 

minutter 

0

3

5

8

13

20

max 

5

8

10

13

20

28

Faktisk klaring i tommer 

minutter 

0

0.0001

0.0002

0.0003

0.0005

0.0008

max 

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0008

0.0011

For tommers designkulelager (miniatyr og instrument) med en borediameter på mindre enn 10 mm.

AST KODE

Faktisk radiell klaringsområde i tommer

Klassifisering

K13 eller P13 

.0001 til .0003

Tight

K25 eller P25 

.0002 til .0005

Normal

K58 eller P58 

.0005 til .0008

Loose

K811 eller P811 

.0008 til .0011

Ekstra løs

For dype sporkulelager med en borediameter på 10 mm eller større brukes følgende tabeller.

Innvendig klaring for radielle kulelagre med dyp lund i mikrometer

1

Innvendig klaring for radielle kulelagre med dyp lund i tommer (0001”)

2
AUBEARINGS 1
Dette er overskriften
blog
Dette er overskriften
DE1
Dette er overskriften