Følg meg på:
Den ultimate guiden til tynne seksjonslagere
Tynnseksjonslagre ble utviklet da standard dypsporkulelagre var utilstrekkelige for visse bruksområder. Tynnseksjonslagre har et svært lite tverrsnitt i forhold til diameteren. Denne konstruksjonen sikrer at tynnseksjonslageret har et mindre designvolum og lavere masse, samtidig som det oppnår høy stivhet og driftsnøyaktighet.
Rullende lagerserier er standardisert i henhold til DIN ISO . Tverrsnittet av tynne lagre øker med økende diameter, og alle størrelser tynne lagre i en serie har samme tverrsnitt. «Det finnes flere definisjoner av tynne lagre i bransjen, en av de vanligste er at et lager anses som tynnt når diameteren er mer enn 4 ganger større enn det radielle tverrsnittet. Tverrsnittsdimensjonene kan variere, men er vanligvis dobbelt så store som diameteren.» Typiske bruksområder for tynne lagre er de kritiske bruksområdene der plassen er begrenset, vekten må minimeres, absolutt nøyaktighet må opprettholdes og belastnings- og momentkrav fortsatt krever bruk av kulelagre. I slike bruksområder bidrar tynne lagre til å redusere kostnader sammenlignet med standard størrelser på sporkulelagre, og har fordelen av å bare bruke ett lager med liten innvirkning på totalvekten.
Klassifisering av tynnseksjonslagre
Hver tynnseksjonslagerapplikasjon har spesifikke krav. Disse potensielle forskjellene gjør noen tynnseksjonslagere til bedre alternativer enn andre. Når det gjelder tynnseksjonslagere, er det tre forskjellige typer å vurdere:
Et type tynnseksjonslager
C-type tynnseksjonslager
X type tynnseksjonslager
Type A – Vinkelkontakt tynnseksjonslagere
Vinkelkontakt tynnseksjonslagere brukes hovedsakelig i tøffe miljøer med høy aksial belastning. Det anbefales generelt ikke å bruke et enkelt A-type vinkelkontakt-tynt seksjonslager for å støtte moment eller reversere aksiale belastninger, men to A-type lagre som et dupleks-lagerpar kan lett støtte slike belastninger. Stabiliteten, belastningskapasiteten og repeterbarheten til A-type vinkelkontakt tynnseksjons doble lagerpar er bedre enn C-Type tynnseksjonslagere.
Begge ringene av type A vinkelkontakt tynnseksjonslagere har ekstra dype kulespor (spordybde = 25 % av kulediameter).
A-type vinkelkontakt tynnseksjonslagere har tilstrekkelig radiell klaring til å produsere en 30° kontaktvinkel (α) som tåler aksiale belastninger.
Buret til A-type vinkelkontakt tynnseksjonslager er i en sirkulær pose, hvor antall kuler utgjør omtrent 67 % av alle kuler.
TYPE A tynnprofillager BELASTNINGSBETINGELSER | ||||
Radial | Aksial | Moment | Reversering | Kombinert |
Flink | Utmerket | Bruk i par | Bruk i par | Flink |
Gir større (enveis) aksial belastningskapasitet enn C- eller X-type lagre:
Den ytre ringen er vanligvis forseglet for å redusere den ene skulderen på løpebanen, og den ytre ringen er montert over den indre ringen, kulene og buret for enkelhets skyld (ved hjelp av temperaturforskjellen mellom de to ringene).
A-type vinkelkontakt tynnseksjonslager er et ikke-separerbart lager som kan tåle større radielle belastninger og samtidig bære en stor mengde aksial belastning i én retning.
Når du bærer aksialbelastninger, er overflatene på de indre og ytre ringene til Type A vinkelkontakt tynnseksjonslagere omtrent i flukt, noe som minimerer forspenningsjusteringer.
A-type vinkelkontakt tynnseksjonslagere er vanligvis installert på motsatt side av et annet lager av samme type, slik at aksialbelastninger eksisterer for å etablere og opprettholde kontaktvinkelen og imøtekomme omvendte aksiale belastninger med minimal aksial bevegelse
Type C – tynne radialkulelager
C-type radialkontaktkule-tynne seksjonslagere har en dypsporkuledesign hvis spor tåler høye belastninger og er den foretrukne løsningen for applikasjoner med radiell belastning. Som du forventer, kan tynnseksjonslagere av type C også håndtere moderate aksiale belastninger, omvendte aksiale belastninger og momentbelastninger.
Begge ringene av C-type radialkontaktkule-tynne seksjonslagre har ekstra dype kulespor (spordybde = 25 % av kulediameter).
Den indre ringen har en eksentrisk forskyvning innenfor den ytre ringen, omtrent halve avstanden til ballen.
Ringene er plassert konsentrisk og buret/separatoren skiller kulene jevnt rundt hele omkretsen.
Type C radialkontaktkulelager med tynn seksjon fungerer best når det er en liten mengde klaring (radial klaring, som kan økes eller reduseres for å møte driftsforholdene) mellom kulen og ringen.
TYPE C tynnprofillager BELASTNINGSBETINGELSER | ||||
Radial | Aksial | Moment | Reversering | Kombinert |
Utmerket | Flink | Flink | Flink | Flink |
Type C radialkontaktkule-tynne seksjonslagere er konstruert slik at kulen og ringen kommer i kontakt i kulens senterplan når kun radielle belastninger påføres. Selv om de primært er designet for radiell belastning, har C-type lagre ingen fylte spor og kan håndtere noen aksialbelastninger i begge retninger. Evnen til å motstå aksiale belastninger avhenger av mengden klaring i lageret etter installasjon. Ved å øke den radielle klaringen over standardverdien, kan C-type lagre ha en større kontaktvinkel under aksial belastning, noe som resulterer i større aksial belastningskapasitet. I dette tilfellet anbefales det å justere lageret mot et annet lager av lignende konstruksjon for å redusere aksial bevegelse under omvendt aksial belastning. Brukt på denne måten er lagrene i hovedsak vinkelkontaktkulelager i stedet for radielle kontaktkulelager.
X type - firepunkts kontakt tynnseksjonslager
I motsetning til type A og Type C tynnseksjonslager, er Type X firepunkts kontaktlagre laget med gotiske bueganger som skaper fire kontaktpunkter mellom kulene og løpebanene i lageret. Denne utformingen gjør firepunkts kontaktlagre med tynn seksjon til et førsteklasses alternativ for applikasjoner som krever tilstrekkelig dreiemoment eller omvendt aksial belastning i en liten pakke. Imidlertid har Type X fire-punkts kontakt tynnseksjonslagere lavere evne til å bære et bredt spekter av radielle belastninger enn Type X tynnseksjonslagere. Type X firepunkts kontakt tynnseksjonslagere anbefales ikke som erstatning for type C eller type A tynnseksjonslagre i miljøer beregnet for rene radielle belastninger. Det skal bemerkes at hastigheten (rpm) til X-type firepunkts kontaktlagre med tynn seksjon er en spesiell bekymring når de kombineres med radielle belastninger når de påføres med aksial- eller momentbelastning.
TYPE X LAST TILSTAND | ||||
Radial | Aksial | Moment | Reversering | Kombinert |
dårlig | Flink | Utmerket | Utmerket | dårlig |
Type X-lagre skiller seg fra Type A- og Type C-lagre i geometrien til deres løpespor:
Type C: Sentrum av radiene er plassert i senterplanet til ballen.
Type A: Hylsen og kulen er i vinkelkontakt, og sporradiussenteret er forskjøvet like mye på begge sider av kulesenterplanet.
X type: Sporene i hver ring har to radier med senter forskjøvet fra kulens senterplan.
Spordybden i Type X-lagre er den samme som Type A og Type C (25 % av kulediameteren).?
De spesifikke egenskapene til den "gotiske buen" er:
Gjør det mulig for et enkelt lager av X-type å tåle tre typer belastninger (radial, aksial og moment) samtidig (mens standardstørrelseslagre vanligvis er utformet for kun å tåle radielle og aksiale belastninger).
Gjør det til et ideelt lager for mange bruksområder, ettersom et enkelt firepunkts kontaktkulelager ofte kan erstatte to lagre, for eksempel et sett med to A-rammelagre arrangert rygg-mot-rygg, og dermed gi en forenklet design.
Den aksiale belastningen som påføres den indre ringen fra høyre til venstre, overføres fra den indre ringen til kulen ved punkt B.
Lasten overføres deretter gjennom kulen til punkt D hvor den overføres til den ytre ringen og bærekonstruksjonen.
Virkelinje BD danner en nominell 30° kontaktvinkel (α) med den radielle senterlinjen til lageret.
På grunn av den elastiske deformasjonen av ballen og løpebanen langs lastoverføringslinjen, frigjøres belastningen på ballen ved punktene A og C, noe som tillater jevn rotasjon rundt aksen vinkelrett på BD-linjen.
Når en aksial belastning påføres den indre ringen fra venstre til høyre, skjer en lignende lastoverføring mellom punkt C og punkt A.
Som C-type lagre, har X-type lagre vanligvis radiell klaring. Den nominelle kontaktvinkelen og aksiallastkapasiteten til type X-lagre avhenger imidlertid ikke av klaringen. Når aksial- eller momentbelastningen er betydelig, bør gapet minimeres for å forhindre at kontaktvinkelen blir for stor. Det viktigste å merke seg er at det anbefales at X-lageret brukes alene. Det anbefales ikke å bruke to X-lagre på en felles aksel da dette kan føre til uakseptable friksjonsmomenter.
Laster på tynnseksjonslagere
Lagre støtter aksler eller hus, slik at de kan løpe fritt under belastning. Ovenfor analyserte vi en rekke tynnseksjonslagere som tåler radial-, aksial- og momentbelastninger. Laster kan påføres tynnseksjonslagere i en av to kardinalretninger, hvor den resulterende momentlasten (M) kan beregnes som:
M = Fa Sa + Fr Sr
M | = | momentbelastning [N·m] |
Fa | = | aksiallast [kN] |
Sa | = | offset avstand fra lageraksen [m] |
Fr | = | radiell belastning [kN] |
Sr | = | offset avstand fra radialplanet [m] |
Aksialbelastninger (Fa) er parallelle med akselen (lagrets rotasjonsakse), mens radielle laster (F r ) er vinkelrett på rotasjonsaksen. Når disse lastene avviker fra lageraksen (avstand Sa) eller radialplanet (avstand Sr< /span>), dannes en siste momentlast (M). Bruken av dataprogramvare har gjort metoden for å bestemme lagerlevetid komplisert og nøyaktig enn tidligere manuelle beregninger. Den faktiske belastningen påføres lageret og den resulterende belastningen på hver kule i det lageret bestemmes. Fra denne beregningen kan den statiske sikkerhetsfaktoren og den grunnleggende levetiden L10 bestemmes.
Hoved radiell belastning
Jo større lagerklaring, jo færre kuler er det for å bære lasten, noe som resulterer i en kortere dynamisk levetid.
En stor lagerforbelastning kan overbelaste lageret før belastningen påføres.
Hovedaksiallaster og momentlaster
Et større gap vil tillate en større kontaktvinkel enn kulen til løpebanen og derfor bedre tilpasse seg den påførte belastningen.
Imidlertid kan det elliptiske området med ballkontakt med løpebanen være avkortet over kanten av løpebanen, noe som forårsaker andre problemer.
Større forbelastning kan overbelaste lageret igjen før belastning påføres.
Beregning av statisk sikkerhetsfaktor eller dynamisk levetid krever hjelp av dataprogramvare for å bestemme de individuelle kulelastene i hele lageret – ved hjelp av programvaren Reali-Design (for Reali-Slim tommelagre ) eller Reali-Design MM (for Reali-Slim metriske lagre ). Når disse er beregnet, brukes den maksimale belastningssfæren til å bestemme det maksimale spenningsnivået og dermed den statiske sikkerhetsfaktoren. Alle kulelaster brukes i en vektet analyse for å bestemme den grunnleggende nominelle levetiden, L10.
Begrensende hastighet på tynnseksjonslagere
Generelt sett avhenger bestemmelsen av den maksimale sikre driftshastigheten i stor grad av tidligere erfaringer. Faktorene som begrenser rotasjonshastigheten til lagrene er svært komplekse, inkludert:
Lagerdiameter
Forholdet mellom lagerdiameter og tverrsnitt
Lagertype og intern konfigurasjon
Forholdet mellom sporradius og kulediameter
Lager intern radiell klaring eller forspenning
Arbeidskontaktvinkel
Lagernøyaktighet (runout)
Materialer og design for kulebur/separator
Installasjonsnøyaktighet (rundhet, flathet under belastning)
Smøring
Omgivelsestemperatur og varmespredningstiltak
Tetninger
Last
Selv om det ikke er mulig å sette nøyaktige fartsgrenser, gir praktiske anvendelser og erfaringen fra AUB-testlaboratoriet grunnlag for å sette generelle grenser. Anta at lagrene er riktig installert og har tilstrekkelig varmeavledning. Disse grensene er basert på en full levetid på 1 000 000 omdreininger. Høyere hastigheter kan tolereres dersom kortere levetid er akseptabelt. For hastigheter som nærmer seg eller overskrider grensen beregnet ved hjelp av formelen for grensehastighet (n), må spesiell oppmerksomhet rettes mot smøring og varme:
Fett bør være spesielt designet for høyhastighetslagere.
Hyppigheten av ettersmøring må være tilstrekkelig slik at tilstrekkelig smøremiddel alltid er tilgjengelig.
Hvis olje brukes, bør viskøs motstand minimeres ved å kontrollere nivået, bruke en oljeslynge og/eller dosere små mengder væske eller tåke.
Effektene av luftturbulens ved høye hastigheter kan gjøre det svært vanskelig å introdusere olje til kritiske overflater, så utformingen av smøresystemet blir veldig viktig.
Følgende beregninger kan brukes for åpne type Reali-Slim inch-serie tynnseksjonskulelager ved kontinuerlige hastigheter.
n = 1 000 fl Cf/d
| Cf | = | beregningsfaktor (tabell 1) |
| d | = | borediameter [mm (i)] (produkttabell) |
| fl | = | reduksjonsfaktor (tabell 2) |
| n | = | begrensende hastighet [r/min] |
Hvordan velge det beste tynne seksjonslageret for din applikasjon?
Type og størrelse på belastninger som kreves i en bestemt applikasjon avgjør hvilket tynnseksjonslager som er mest hensiktsmessig. For eksempel, i miljøer hvor det er aksial belastning i én retning, anbefaler AUB bruk av de dedikerte Type A vinkelkontaktkulelager. Dette alternativet er også ideelt for bruk med radial eller kombinert skyvekraft. Likevel er den ikke egnet for applikasjoner som trenger å støtte momentbelastninger eller reversere aksiale belastninger.
Når større momentbelastninger er bestemt, vil AUB anbefale bruk av X-mønster eller 4-punkts kontaktkulelageralternativer. Designet bruker en "gothic arch" løpebane for å skape fire kontaktpunkter mellom ballen og løpebanen. Gjør den til den perfekte løsningen for omvendte aksiale belastninger og ideell for momentbelastninger. Selv om type X-lagre kan brukes under andre lette belastningsforhold, oppmuntres ikke alltid utskifting av type C- eller A-lagre under rent radielle belastninger.
Som en standardregel anbefaler AUB nøye overvåking av applikasjonshastighet (RPM) ved spesifikasjon av X-type lagre for kombinasjoner av aksial- eller momentbelastninger og radielle belastninger. AUBs erfarne team av ingeniører viste seg å være svært støttende i denne forbindelse. De kan gi og bestemme begrensende hastigheter og kombinerte belastninger basert på statistikk og forskning. De la også til anbefalinger angående bruk av radielle lagre med kombinert radiell, aksial eller momentbelastning og begrensende hastighet og separatorvalg.
Radialkontaktlager, som type C-lagre, er egnet for radielle belastninger. Dette er fordi deres dype kulespor gir holdbarheten til å tåle høyere belastning. Selv om denne spesielle typen lager brukes i applikasjoner som hovedsakelig bærer radielle belastninger, foreslår Carter at det også effektivt kan bære reverserte aksiale belastninger, moderate aksiale belastninger og momentbelastninger.
Hvilke andre bruksområder er det for tynnseksjonslagere?
Tynnlagre er primært utviklet for bruksområder der plassen er begrenset, og gir friksjonsfrie løsninger for artikulerte komponenter som robotarmer eller andre ledd som albuer. Ulike typer tynnlagre er mye brukt i forskjellige institusjoner, inkludert luftfart, medisinsk avbildning, robotikk, halvledere, datalagring, maskinverktøy, pakkeutstyr, satellittsystemer og optiske og siktesystemer.
AUB spesialiserer seg på løsninger for et komplett utvalg av tynnseksjonslagere. Vårt velutstyrte ingeniørteam lager tilpassede lagerdesign ved å vurdere plass, belastning, presisjon og pålitelighet, og skreddersydde dem til dine applikasjonsbehov. AUB tilbyr presisjons lavprofillagre i størrelser fra 1 tommer ID (indre diameter) til 40 tommer OD (ytre diameter) for store platespillere som brukes i kommersielle og industrielle applikasjoner.