Den kompletta guiden till kullager

Den kompletta guiden till kullager

Ett lager är en precisionsdel som uppnår roterande eller linjär rörelse i utrustning, och används för att minska friktionen mellan rörliga delar och öka hastigheten och effektiviteten hos rörliga delar. Samtidigt utsätts även lager för olika belastningsbelastningar för att stödja andra delar av maskinen.

När två metalldelar kommer i kontakt inuti en maskin skapas mycket friktion som med tiden leder till materialslitage. Lager minskar friktionen och underlättar rörelse genom att ha två ytor som rullar mot varandra.

Typen av rullande element i ett lager Dessa ytor kan variera beroende på den faktiska användningen av lagret, men i allmänhet består ett lager av två ringar eller skivor med löpbanor, rullande element som rullar eller kulor Rullande på metallytor och yttre metallytor, och burar som håller rullarna och styr rullelementen.

I likhet med hjul har lager två nyckelfunktioner i ett system: de överför rörelse genom att tillåta komponenter att vrida sig i förhållande till varandra, och de överför kraft genom att glida eller rulla. Beroende på lagerkonstruktionen kan belastningen som verkar på lagret vara radiell eller axiell.

kullager

Syftet med den här guiden är att bekanta dig med de vanligaste typerna av lager, deras designegenskaper och funktionssätt, hur de hanterar krafter, korrekta installations- och underhållsprocedurer och de vanligaste problemen som kan orsaka att lager går sönder.

Lager kan klassificeras enligt olika kriterier som konstruktion och driftsätt, tillåten rörelse eller belastningsriktning. Ur designsynpunkt kan lager delas in i:

Glidlager – Även känd som bussning eller hylslager, dessa är den enklaste typen av lager. De har en cylindrisk form utan rörliga delar och används vanligtvis i maskiner med roterande eller glidande axelenheter. Glidlager kan vara gjorda av metall eller plast och kan använda ett smörjmedel som olja eller grafit för att minska friktionen mellan axeln och dess roterande hål. Vanligtvis används de för glidande, roterande, oscillerande eller fram- och återgående rörelser.

Vanliga lager

Typer av rullande element i lager

Rullningslager – Dessa lager är komplexa i design och används för att stödja högre belastningar. De består av rullande element som kulor eller cylindrar placerade mellan roterande och fasta banor. Den relativa rörelsen av sätesringen orsakar rörelsen av de rullande elementen, med mindre friktion och mindre glidning. Rullningslager används i roterande applikationer för att överföra laster mellan maskindelar eller för att styra maskinelement som hjul, axlar och axlar. De har låg friktion, hög precision och klarar höga rotationshastigheter med lågt ljud, låg värme och låg energiförbrukning. Lager är kostnadseffektiva, utbytbara och överensstämmer med internationella dimensionsstandarder.

Rullningslager

Beroende på formen på de rullande elementen kan dessa lager delas upp ytterligare i kullager och rullager, och det finns olika undertyper: cylindriska rullager, sfäriska rullager, koniska rullager, nålrullager och växellager.

Vätskelager – Som namnet antyder innehåller dessa lager ett lager av vätska mellan lagerytorna. Vätskan kan vara en trycksatt vätska eller gas och fördelas i ett tunt, snabbrörligt skikt mellan den inre och yttre ringen. Eftersom lagerytorna inte är i direkt kontakt finns det ingen glidfriktion i dessa typer av lager, så den totala friktionen och slitaget för dessa komponenter är mycket lägre än i rullningslager.

Magnetiska lager – Dessa lager använder magnetisk levitation för att stödja belastningen, vilket innebär att det inte finns någon ytkontakt i lagret. Genom att eliminera friktion och materialslitage ger magnetiska lager längre livslängd och kan stödja de högsta hastigheterna av alla lagertyper. Dessa komponenter är ofta förstahandsvalet för industriella tillämpningar som oljeraffinering, gasbearbetning eller kraftgenerering, men också för höghastighetsoptik och vakuumtillämpningar.

Vi kommer att diskutera de vanligaste typerna av lager i detalj i efterföljande kapitel i denna guide, men för nu går vi vidare till klassificeringen av lager.

Lagerlastriktning

Ett annat kriterium för att klassificera lager är belastningsriktningen de kan ta emot. Ur denna synvinkel är lager indelade i tre kategorier: radiella lager, axiallager och linjära lager.

Lagerlastriktning

Kontaktvinkeln mellan lagret och axeln bestämmer typen av lager: radiallagrets kontaktvinkel är under 45°, medan axiallagrets kontaktvinkel är över 45°.

Linjära lager styr rörliga delar i en rak linje. De är också kända som linjära guider och finns i två huvudformer: runda och fyrkantiga.

Radiallager kan stödja laster som faller vertikalt på axeln. Beroende på design kan de även bära vissa axiella belastningar i en eller båda riktningarna. Radiallager är monterade vinkelrätt mot axelns axel. Glidlager – även känd som axellager – används ofta som radiella lager.

Axiallager utsätts för belastningar parallellt med lagrets axel, så de är utformade för att ta emot krafter i samma riktning som axeln (axiell belastning).

Beroende på deras utformning kan dessa lager ta emot rena axiella belastningar i en eller båda riktningarna, och ibland vissa radiella belastningar, men till skillnad från radiella lager kan dessa komponenter inte motstå mycket höga hastigheter.

Obs: Med tanke på att både glid- och rullager kan överföra belastningar i både radiell och axiell riktning, beror valet av lagerdesign på applikationskraven.

2. Design och tillämpningar av glidlager

Som tidigare nämnts finns det två huvudtyper av lagerkonstruktioner: glidlager och rullningslager. Låt oss se vilka de vanligaste undertyperna av dessa kategorier är och vad som skiljer dem åt när det gäller design, material och tillämpning.

Vanligt lager

Glidlager är tillverkade av en enda lageryta och har inga rullande delar. Konstruktionen beror på vilken typ av rörelse som krävs och de belastningar som lagret måste bära. Dessa maskindelar är tystare i drift än rullager, kostar mindre och kräver mindre utrymme.

Å andra sidan har de högre friktion mellan sina ytor, vilket leder till högre strömförbrukning av maskinen och är benägna att skadas om föroreningar kommer in i smörjmedlet.

Glidlager kan tillverkas av olika material, men de måste vara hållbara, låga slitage och friktion, motståndskraftiga mot höga temperaturer och korrosion. Vanligtvis är lagerytan gjord av minst två komponenter, en mjukare och en hårdare. Vanliga material inkluderar babbitt (ett dubbelt material som består av ett metallhus och en plastlageryta), gjutjärn, brons, grafit samt keramik och plast.

Även om glidlager i allmänhet kräver smörjning, är de – åtminstone i teorin – kapabla att fungera på obestämd tid, så de kan användas i applikationer där fel på dessa komponenter skulle få allvarliga konsekvenser. Exempel inkluderar stora industriella turbiner som ångturbiner i kraftverk, kompressorer som arbetar i kritiska applikationer, fordonsmotorer, marina applikationer, etc.

Glidlager 2

När det gäller huvudtyperna av glidlager finns det tre viktiga kategorier ur strukturell synvinkel: hylsor eller bussningar, solida lager och tvådelade glidlager. En annan klassificering av glidlager delar upp dem i hydrodynamiska och hydrostatiska lager.

Sfäriska glidlager

Sfäriska glidlager har en inre ring med en konvex ytteryta och en yttre ring med en konkav inre yta. De två ringarna passar ihop så det finns inga rullande element emellan. Men beroende på vilket material som används för ringen kan en beläggning appliceras för att minska slitaget.

Lager med båda ringarna av stål kräver underhåll eftersom de har härdade glidande kontaktytor på båda ringarna. De är belagda med material som molybdendisulfid, hårdkrom eller fosfat för ökad slitage- och korrosionsbeständighet. För att underlätta eftersmörjningen har dessa lager smörjhål och ringformade spår.

Sfäriska glidlager (stål på stål) kräver underhåll är lämpliga för applikationer som involverar tunga belastningar i alternerande riktningar, tunga statiska belastningar eller stötbelastningar.

Underhållsfria sfäriska glidlager är lämpliga för applikationer som kräver lång, underhållsfri lagerlivslängd, såsom maskiner och komponenter som är svåra att smörja. Dessa lager är vanligtvis gjorda av material som stål och PTFE-kompositer, PTFE-tyger eller kopparlegeringar. Förmågan att motstå dynamiska belastningar är högre än stål-på-stål-lager, och på grund av de använda materialen har dessa lager lägre friktion.

Sfäriska glidlager

Beroende på materialet kan den yttre ringen pressas runt den inre ringen eller kan eller kan ha radiella sprickor som hålls samman av skruvar. Kontaktytor kan beläggas med krom, PTFE eller fosfat för ökad slitage- och korrosionsbeständighet. I vissa utföranden kan tätningar läggas till för att minska föroreningar och förlänga lagrets livslängd.

Sfäriska glidlager används i applikationer där en inriktad rörelse mellan axeln och huset måste anpassas. När de tål tunga belastningar och stötar kallas de även för tunga sfäriska glidlager.

Stångändar

Stångändar består av ett ögonhuvud med integrerat skaft, som fungerar som ett hus för sfäriska glidlager. Invändiga gängor är vanligtvis vänsterhänta eller invändiga, medan utvändiga gängor är externa.

Lagret är fixerat i huset, så till skillnad från sfäriska glidlager som ger felinställningsförmåga, har inte stångändar denna funktion. De är dock mycket enkla att installera, erbjuder en kompakt och lätt design och är bra alternativ till traditionella kapslingselement. Vanligtvis används i styrstavar, mekanismer och länkar, stångändar är lätta att integrera i en mängd olika applikationer.

Precis som sfäriska glidlager kan stångändar vara underhållsfria eller kräva underhåll. Stål-på-stål och stål-på-brons stångändar har bra slitstarka glidytor, men kräver regelbunden smörjning. De är lämpliga för applikationer med tunga växlande belastningar. När det gäller underhållsfria stångändar är de vanligtvis gjorda av material som stål och PTFE-komposit eller stål och PTFE-väv, då är friktionen mycket lägre. Dessa lager är lämpliga för applikationer som kräver lång lagerlivslängd, svåra att smörja och konstant lastriktning.

stavändar 2

bussning

Den vanligaste typen av glidlager är bussning, vilket är ett separat element insatt i huset för att tillhandahålla en lageryta. Formen är vanligtvis cylindrisk, och standardkonfigurationen är hylslager och flänslager. Hylslager har raka inre och yttre ytor och samma diameter, medan flänslager har en fläns i ena änden som används för att lokalisera komponenter i aggregatet och ibland för att täcka monteringshål och hålla lagret på plats.

Dessutom kan glidlager även fodras, då används olika material för inner- och ytterytorna. Bussningar används för linjär rörelse, oscillerande rörelse och roterande rörelse, raka bussningar är lämpliga för att bära radiella belastningar och flänsbussningar kan bära radiella och axiella belastningar i en riktning.

Till skillnad från rullager fungerar glidlager (inklusive bussningar) genom att glida. Deras konstruktion kan vara enkel eller flerskiktad, beroende på vilken styrka som krävs. Glidlager är tillverkade av en mängd olika material och är vanligtvis självsmörjande, en specificitet som säkerställer jämnare gång och större hållbarhet.

De vanligaste materialen för bussningar är gjutna och bearbetade metaller, keramik, filamentlindade kompositer, stabiliserade polymermaterial och kombinationer av dessa material. När det gäller smörjmedel kan både fasta ämnen och vätskor användas, men fasta smörjmedel kan vanligtvis arbeta vid högre temperaturer än olje- eller fettbaserade smörjmedel. För vissa applikationer kommer bussningen att gå torr utan ytterligare smörjning.

bussning

Ärmar kan vara solida, delade eller knäppta i konstruktionen. Skillnaden mellan solida och delade bussningar (lindat lager) är att det senare har ett urtag längs sin längd för att underlätta installationen. Snäpplager liknar delade lager, men har snäppar i urskärningarna där delarna är sammanfogade.

lindat lager

Typiskt, snarare än att pressas in i ett hus, säkras linjära bussningar med hjälp av hållarringar eller ringar gjutna i bussningens ytterdiameter. När bussningar används på samma sätt som brickor kallas de tryckbrickor. Det finns dock en skillnad mellan dem: Till skillnad från vanliga shims eller brickor måste tryckbrickor bära belastningar och bör inte slitas ner med tiden.

Självsmörjande bussning

En speciell typ av bussning är en självsmörjande bussning där en fast smörjande film bildas inuti lagret genom överföring av en liten mängd ytmaterial. Detta inträffar under den initiala inkörningsperioden av lagret, men mängden material som överförs är tillräckligt liten för att det inte påverkar lagrets funktion och lasthanteringsegenskaper.

Filmen är i kontakt med alla rörliga delar av utrustningen, smörjer och skyddar dem, vilket bidrar till att förlänga lagrens livslängd. Genom att göra det eliminerar det behovet av ytterligare smörjning och minskar underhållskostnaderna. På grund av de tunnare väggarna har självsmörjande bussningar fördelen att de är lättare i vikt och har utmärkt slitstyrka. De tål höga belastningar och har en förenklad design, vilket är ekonomiskt i längden.

Tvådelat glidlager

Såsom hänvisat till som hellager, används tvådelade glidlager i industrimaskiner där större diametrar krävs, såsom vevaxellager. De består av två delar som kallas skal som hålls på plats med olika mekanismer.

Om skalen är stora och tjocka kan du använda knappstopp eller pluggar för att placera dem. Knappstoppet skruvas fast på huset och pluggarna kopplar ihop de två husen. En annan möjlighet är att använda klackar på kanten av delningslinjen i förhållande till skåran i huset för att förhindra att huset rör sig efter installationen.

Rullningslager har lägre friktion och lägre smörjkrav än glidlager. Deras funktion är att stödja och styra roterande och oscillerande maskinelement, såsom axlar, hjul eller axlar, och att överföra laster mellan aggregatets olika delar.

De finns i standardstorlekar, är enkla och kostnadseffektiva att byta ut. Genom att minimera friktionen och möjliggöra höga rotationshastigheter minskar dessa lager värme- och energiförbrukningen, vilket ökar processeffektiviteten.

Antifriktionslager består vanligtvis av två löpbanor - en inre och en yttre ring, de rullande elementen kan vara kulor eller rullar, och en bur som separerar de rullande elementen med specifika intervall och håller dem på plats i löpbanan. position samtidigt som de kan rotera fritt.

rullningslager

Banorna är den del av lagret som stödjer de belastningar som appliceras på utrustningen. När ett lager är installerat i en enhet passar lagrets inre ring runt axeln eller axeln och den yttre ringen passar på huset.

Ringen är vanligtvis gjord av speciellt kromlegerat stål med hög renhet och hög hårdhet, som härdas, slipas och slipas. Rostfritt stål, keramik och plastmaterial kan också användas, särskilt i områden där lägre vikt kan krävas, såsom bilindustrin. Ändå tål dessa material inte samma temperaturer eller belastningar som stål.

Cage_håller de rullande elementen på plats och förhindrar att de faller ut medan de snurrar. På grund av lagrets utformning verkar lasten inte direkt på buren. Komponenten kan tillverkas med olika metoder, men vanliga typer inkluderar stansade, formade och maskinbearbetade burar. När det gäller material inkluderar vanliga val stål, plast och mässing.

Slutligen delas rullande element in i två huvudgrupper, som också särskiljer de grundläggande typerna av rullager: kulelement i kullager och rullar i rullager. För bollar är kontakten med löpbanan vid en specifik punkt, medan för rullar är kontaktytan något större och linjär.

Dessa egenskaper gör kullager lämpliga för applikationer som kräver högre hastigheter eftersom den lilla kontaktytan ger låg rullfriktion. Kullager har dock begränsad lastkapacitet, så i applikationer som involverar tyngre laster kan rullager vara att föredra. Rulllager har högre friktion och bättre lastkapacitet på grund av större kontakt med löpbanorna, men vid lägre hastigheter.

Rullarna kan vara cylindriska, koniska, sfäriska eller nålformade och är liksom kulorna gjorda av högrent kromlegerat stål. Ibland kan även speciella material som keramik eller plast användas.

Rullningslager och kullager

  • Kullager: Kullager består av kulor som bildar kontaktpunkter med ringens löpbanor. När belastningen på lagret ökar gör det att lagrets kontaktyta blir oval. På grund av den lilla kontaktytan kan kullager klara höga hastigheter, men deras belastningskapacitet begränsas av deras design.

  • Rullningslager: I rullningslager bildar rullarna en kontaktlinje med den ringformade löpbanan. En ökning av belastningen gör att kontaktlinjen blir rektangulär, se figur 2. På grund av den större kontaktytan kan den bära tyngre belastningar, men den kommer att snurra långsamt än ett kullager av liknande storlek.

Lagerdelar

Inre Ring och Raceway (A): Innerringen är en mindre ring på skaftet. Den ligger i den yttre löpbanan (D).

  • På rullager är löpbanorna plana eller avsmalnande med flänsar som håller rullarna på plats.

  • På kullagret, skär ett spår i dess yttre omkrets.

Rullande element (B): Lagret är fritt att rotera på grund av kulor eller rullar fästa mellan den inre och yttre ringen. Om de inte finns kan friktionen mellan löpbanorna snabbt skada lagret. Kulor och rullar i lager tillverkas enligt exakta symmetriska specifikationer, eftersom asymmetriska rullande element försämrar lagerprestanda. Rullande element är starkt beroende av deras ytkvalitet eftersom det påverkar hur smidigt de roterar. Friktion genererar värme, förkortar lagrets livslängd och ökar lagerljudet.

Lagerhållare (C): Lagerhållaren håller kulorna eller rullarna mellan de inre och yttre löpbanorna. Detta säkerställer att bollarna/rullarna kan snurra fritt, men de bibehåller planen.

Yttre Raceway (D): Lagret består av en yttre löpbana och en inre löpbana (ring) som innehåller kulor eller rullar.

  • På rullager är den yttre löpbanan platt, sfärisk eller avsmalnande med flänsar som håller rullarna på plats.

  • På kullagren, skär ett spår längs den inre omkretsen av löpbanan för att hålla kulorna på plats.

Komplett lager (E): När alla delar är sammansatta utgör de lagret. Rullelement kan exponeras, som visas i figur 3 (E), och dessa kräver ordentlig smörjning för att fungera korrekt. Lagren kan utrustas med tätningar, som skyddar de rullande elementen från miljön och är redan smorda.

När man diskuterar lager är det viktigt att diskutera belastningar. Belastning är den kraft som verkar på lagret. Ett belastat lager har för närvarande en kraft som verkar på det, medan ett obelastat lager inte gör det. Olika lastfaktorer måste beaktas, såsom lastriktning, lasttyp och lastförhållanden.

  • Radiell belastning: En radiell belastning är varje belastning som verkar i rät vinkel mot lagrets axel.

  • Axial belastning: En axial- eller axialbelastning är varje belastning som verkar längs lagrets axel.

  • Kombinerad belastning: En kombinerad last är en kombination av radiella och axiella lastkomponenter.

bärande radiell belastning

Radiell belastning

lager-axial-last

Axial belastning

lager-kombinerad-last

Kombinerad belastning

belastningstyp

Dynamiska belastningar: Dessa är de rotationskrafter som verkar på lagret när det roterar. Dessa belastningar leder till lagerslitage.

Statiska belastningar: Kontinuerligt höga eller intermittenta toppbelastningar. Vid statisk belastning är lagrets materialhållfasthet den begränsande faktorn.
belastningstillstånd

belastningstillstånd

Konstant belastning: Vid konstant belastning ändras inte belastningsriktningen, och samma del av lagret belastas kontinuerligt, även känd som belastningszonen.

Alternerande laddning: Under omväxlande belastning belastas och avlastas områden av lagret som gränsar till varandra omväxlande.

Dessa egenskaper gör kullager lämpliga för applikationer som kräver högre hastigheter eftersom den lilla kontaktytan ger låg rullfriktion. Kullager har dock begränsad lastkapacitet, så i applikationer som involverar tyngre laster kan rullager vara att föredra. Rulllager har högre friktion och bättre lastkapacitet på grund av större kontakt med löpbanorna, men vid lägre hastigheter.

Rullarna kan vara cylindriska, koniska, sfäriska eller nålformade och är liksom kulorna gjorda av högrent kromlegerat stål. Ibland kan även speciella material som keramik eller plast användas.

Kullager

Enligt konfigurationen av ringarna, kullager är indelade i två kategorier: spårkullager och vinkelkontaktkullager. Båda typerna tål radiell kraft och axiell kraft, så de kan delas in i radiella kullager och axialkullager.

Ett annat klassificeringskriterium inkluderar antalet rullande rader – enkla, dubbla eller fyrdubbla, och separationen eller icke-separationen mellan ringarna.

Med tanke på alla dessa kriterier kan vi urskilja flera kullagermodeller:

  • Enradiga spårkullager,

  • Enradiga vinkelkontaktkullager,

  • Dubbelradiga vinkelkontaktkullager,

  • Fyrpunktskontaktkullager,

  • Självjusterande kullager,

  • Tryckkullager etc.

Kullager används i en mängd olika applikationer, från enkla enheter som skateboards till komplexa maskiner eller motorer. Till exempel inom flygindustrin används lager i växellådor, motorer och remskivor. Material för dessa lager inkluderar inte bara stål utan även speciell keramik som kiselnitrid eller titankarbidbelagt 440C rostfritt stål.

Andra vanliga applikationer för kullager inkluderar elmotorer och generatorer, pumpar och kompressorer, fläktar, fläktar, växellådor och drivenheter, turbiner, jordbruksmaskiner, transportsystem, oljefältsmaskineri, robotik, industriventiler och .

Deep Groove Kullager

Kulorna i spårkullagren hålls på plats av djupa spår i löpbanorna och kan bära radiella och axiella belastningar. De är lämpliga för mycket höga hastigheter, erbjuder låg friktion, producerar minimalt med ljud och vibrationer, är lätta att installera och kräver mindre underhåll än andra typer av lager. Kullager är den vanligaste typen av rullager, varav spårkullager är de mest använda.

I AUB-designen är den inre ringen initialt placerad i ett excentriskt läge i förhållande till den yttre ringen, och kulorna förs in i lagret genom springan som bildas mellan de två ringarna.

När de väl är jämnt fördelade i lagerenheten blir ringarna koncentriska, så att buren också kan läggas till lagret. Som tidigare nämnts är burens roll inte att stödja lasten, utan att hålla bollen på plats under drift.

Den inre ringen är vanligtvis fixerad på den roterande axeln, medan den yttre ringen är monterad på lagerhuset. När en belastning verkar på lagerhuset, överförs belastningen från den yttre ringen till kulorna och från kulorna till den inre ringen. Spårkullager är lämpliga för applikationer med höga belastningar och höga hastigheter.

I spårfyllningsdesignen kan kulor monteras mellan de två ringarna, så att lagrets radiella belastningskapacitet är högre än för Conrad-lager. Den axiella belastningskapaciteten hos dessa komponenter är dock inte särskilt bra.

lager-djupa-spår-komponenter

Spårkullager kan användas som öppna lager och är lätta att smörja, men nackdelen är att kulorna kommer att samla damm. En annan konfiguration är ett lager med metallsköldar och/eller tätningar där kontamineringen är måttlig. Lager med skärmar eller tätningar på båda sidor är smorda livet ut och kräver därför lite underhåll.

Lager med sköldar eller tätningar är också kända som täckta lager. Även om designen kan variera, är tätningarna vanligtvis monterade på den yttre ringen och kan ha formen av beröringsfria tätningar, lågfriktionstätningar eller sköldar.

Stövlar används i applikationer där den inre ringen roterar och är monterad på den yttre ringen, vilket skapar ett smalt mellanrum med den inre ringen. De håller damm och smuts borta och är vanligtvis gjorda av stålplåtar. Tätningar är vanligtvis effektiva än stövlar eftersom de har mindre spelrum från den inre ringen. De kan köras i skärmliknande hastigheter eller högre och är gjorda av stålplåtsförstärkt NBR eller liknande för slitstyrka.

När det gäller burarna i spårkullager varierar de också i konstruktion, men några vanliga konstruktioner är bandburar av stål eller mässingsplåt, mässingsplåt eller stålnitade burar, bearbetad gul kopparbur eller snäppfäste bur av stålpolyamid 66.

Sammanfattningsvis är spårkullager mångsidiga enheter som lämpar sig för höga och mycket höga hastigheter, fungerar robust och kräver lite underhåll. De kan ta emot radiella belastningar och axiella belastningar i båda riktningarna, och i enkelradskonstruktioner är spårkullager den mest använda lagertypen.

Vinkelkontaktkullager

Vinkelkontaktkullager finns även i olika utföranden och finns som enkel- eller dubbelradiga, par- eller fyrpunktskontaktlager. Deras konstruktion gör det möjligt för dessa element att motstå axiella och radiella krafter, så de är lämpliga för applikationer med hög belastning och hög hastighet.

Till skillnad från spårkullager använder vinkellager axiellt asymmetriska löpbanor, vilket skapar en kontaktvinkel mellan ringen och kulorna när lagret används. En egenhet med dessa lager är att en eller båda ringarna – vanligtvis den yttre ringen – har en skuldra högre än den andra.

Dessa lager fungerar bra när de är utrustade med axialbelastningar. Kontaktvinkeln varierar typiskt mellan 10 och 45 grader, och när denna vinkel ökar ökar också dragkraftskapaciteten.

Vinkelkontaktlager finns i olika designstilar, med tätningar eller skärmar. De förhindrar inte bara kontaminering, de fungerar också som en hållare för smörjmedel. Dessa lager kan vara gjorda av rostfritt stål, keramisk hybrid eller plast och kan pläteras med krom, kadmium eller andra material. Dessutom kan de försmörjas, eftersmörjas eller ha solida smörjegenskaper.

Vinkelkontaktkullager

Enkelrad vinkelkontaktkullager

De kan bara bära axiell belastning i en riktning, varför enkelradiga vinkelkontaktkullager vanligtvis installeras genom att placera två enradiga vinkelkontaktkullager rygg mot rygg, vänd mot yta eller i serie. Därför kan flera kraftriktningar rymmas. Lagren låses på plats med hjälp av låsringar för att förhindra glidning längs axeln.

Rygg mot rygg: Genom att montera lagren på detta sätt kan de ta emot radiella och axiella belastningar i alla riktningar. Eftersom avståndet mellan lagrets centrum och belastningspunkten är större än andra installationsmetoder, tål det stora momentana och alternerande belastningskrafter.

Ansikte mot ansikte: Med denna monteringssekvens kan lagren motstå radiella och axiella belastningar i båda riktningarna. Men på grund av denna monteringsmetod är avståndet mellan lagercentrum och lastpunkten litet, så den momentana och alternerande kraftkapaciteten är låg.

Tandem: Tandeminstallation kan bära envägs axiell belastning och radiell belastning. Eftersom belastningen på axeln bärs av två lager kan den motstå stora axiella belastningar.

Dubbla rader vinklade kontaktkullager

Ett dubbelradigt vinkelkontaktkullager liknar två enkelrads vinkelkontaktkullager anordnade rygg mot rygg, men kräver mindre axiellt utrymme. Förutom radiella och axiella belastningar kan de även absorbera lutningsmoment.

vinkellager dubbel

Självjusterande kullager används när applikationen sannolikt lider av felinriktning eller axelfel. Den har två rader med kulor som delar den yttre sfäriska löpbanan, medan den inre ringen har två djupa spår i hörnkontakt. Eftersom kulorna förblir på plats i den inre löpbanan men har viss rörelsefrihet i den yttre löpbanan, kan de fungera även om lagret är felinriktat med axeln. De är dock inte lämpliga för applikationer med hög belastning.

Självjusterande kullager 1

Dragkraft kullager

Drivkullager används för att ta emot axiella belastningar. Det finns två nyckeldesigner att välja mellan: enkelriktad och dubbelriktad.

  • Envägsaxialkullager består av två ringar (kallad axel- och husbricka) och en kul- och burenhet. De kan bara ta axiella belastningar i en riktning, beroende på flänsens läge på den inre banan, den yttre banan eller båda löpbanorna.

  • Dubbelriktade axialkullager består av tre brickor och två kul- och burenheter. Axelbrickan separerar kul- och hållarenheten. Dessa lager är konstruerade för axiella belastningar och inte för radiella belastningar. De tål axiell belastning i båda riktningarna.

Tryckkullager 1

Rullager

Rullager är indelade i olika typer beroende på formen på rullelementen. Huvudkategorierna av rullager är cylindriska lager, nålrullager, koniska lager och sfäriska rullager.

Cylindriska rullager är utformade för att klara tunga radiella belastningar och måttliga dragkrafter, de innehåller cylindriska rullar utformade för att minska spänningskoncentrationer.

Rullarna är i linje med löpbanorna och är vanligtvis gjorda av stål. Material som polyamid eller mässing kan även användas för cylindriska rullager med hållare.

Dessa typer av lager har låg friktion och lång livslängd, lågt ljud och låg värmealstring, och kan användas i applikationer med höga hastigheter. Cylindriska rullager finns i olika stilar, med namn som varierar beroende på tillverkare.

Dessa lager kan klassificeras efter antalet rullrader. Ur denna synvinkel är dessa maskindelar uppdelade i enradiga cylindriska rullager, dubbelradiga och fyrarads cylindriska rullager. I enkelradsmodeller är den inre och yttre ringen separerbara för alla modeller, vilket innebär att innerringen med rullar och hållare kan monteras oberoende av den yttre ringen.

Cylindriska rullager 4

Beroende på design kan ringarna vara räfflade eller inte så att de kan röra sig axiellt i förhållande till varandra. Det finns även modeller utan burar, då är de utrustade med kompletta rullar för högre belastning men lägre hastigheter.

Cylindriska rullager används ofta i industrier som petroleumproduktion, kraftproduktion, gruvdrift, anläggningsutrustning, växlar och drivningar, elmotorer, fläktar, fläktar samt pumpar, verktygsmaskiner och valsverk.

Sfäriska rullager är lämpliga för applikationer med låg till medelhög hastighet och klarar tunga belastningar. Eftersom de är självjusterande används de i applikationer med allvarliga felinriktningar, vibrationer och stötar och förorenade miljöer.

Dessa lager är vanligtvis gjorda av legerat stål, mässing, polyamid eller mjukt stål och finns även i förkromade versioner.

Rotationsaxeln som stöds i den inre ringens hål kan vara felinriktad i förhållande till den yttre ringen, denna speciella egenskap är möjlig tack vare den sfäriska inre formen på den yttre ringen och formen på rullarna, som egentligen inte är sfäriska, men är cylindrisk.

Dessa lager är robusta och konstruerade för tunga radiella belastningar och erbjuder lång livslängd och låg friktion. De används ofta i applikationer som växellådor, pumpar, mekaniska fläktar och fläktar, vindturbiner, marin framdrivning och offshore-borrning, gruv- och anläggningsutrustning.

När det gäller utformningen av dessa lager har de en inre ring med två löpbanor lutande i vinkel mot lageraxeln, en bur och en yttre ring med en gemensam sfärisk löpbana. De sfäriska rullarna är oftast anordnade i två rader, en konstruktion som gör att lagren tål mycket tunga radiella och axiella belastningar.

Ultrarena 52100 kromstållager

Sfäriska rullager kan arbeta vid lägre temperaturer än andra lager och de har standardiserade dimensioner, den internationella standarden för dessa enheter är ISO 15:1998. Vanliga serier är 21300, 22200, 22300, 23000, 23100, 23200, etc.

Sfäriska lager finns med tätningar och levereras smorda. Denna design minskar fett, håller borta smuts, damm och andra föroreningar, och förenklar underhållet och förlänger lagrets livslängd.

I likhet med sfäriska rullager, sfäriska axialrullager är designade för att tillåta vinkelförskjutning och lågfriktionsrotation, och är lämpliga för radiella belastningar och tunga axiella belastningar i en riktning.

Dessa lager består av en axelring som motsvarar en innerring, en löpbana som motsvarar en yttre ring, asymmetriska rullar och en bur. Yttermått är standardiserade av standard ISP 104:2002, de vanligaste serierna inkluderar 292, 293 och 294.

Precis som sfäriska rullager kan axiallager tillverkas av olika material såsom kromstål, mässing, stålplåt, etc. Dessa lager används i medelhastighetsapplikationer, några vanliga applikationer inkluderar vattenturbiner, växellådor, kranar, marin framdrivning och offshore borrning, formsprutningsextrudrar och utrustning för bearbetning av massa och papper.

Sfäriska rullstödlager

In nålrullager, de rullande elementen är tunna cylindrar formade som nålar. Denna speciella design, där rullarnas längd är flera gånger större än diametern, gör att de inte bara sticker ut från andra typer av lager, utan ger också nålrullager deras betydande lastbärande kapacitet.

Nållager används för att minska friktionen på roterande ytor i aggregat, har en liten tvärsnittshöjd, är tunnare än andra lager och kräver mindre spelrum mellan axeln och omgivande komponenter.

Med högre styvhet och lägre tröghetskrafter är dessa lager idealiska för applikationer med oscillerande rörelser och fungerar bra under tuffa förhållanden. De hjälper också till att minska storleken och vikten på maskinkonstruktioner och kan användas som ersättning för glidlager.

Nålrullager är de minsta och lättaste i rullagerfamiljen och används flitigt i komponenter som kompressorer, transmissioner, vipparmsvängningar eller pumpar inom bilindustrin. Dessa lager används också ofta i jordbruksapplikationer och anläggningsutrustning, bärbara elverktyg och hushållsapparater.

När det gäller olika typer av nålrullager, beroende på belastningens riktning, klassas dessa lager som radiallager och axiallager. Axiallager inkluderar axialnålsrullager, medan radiallager inkluderar dragna kopplager, solida nålrullager, radiella burnålrullar, spårrullar, tunga bearbetade nålrullager och kombinerade radial- och axiallager.

Nållager
  • Massiva nålrullager har en stark, integrerad ribba på den yttre ringen för att hålla rullarna på plats och säkerställa höga arbetshastigheter. Ringarna är värmebehandlade och precisionsslipade för att klara höga stötbelastningar. Buren är också behandlad för ökad slitstyrka och styvhet och vid behov kan puckel appliceras för att minska belastningen på rullkanterna. Ytterringen har smörjhål eller spår för enkelt byte av smörjmedel och förlängning av lagrets livslängd.

  • Radiella burnålsrullar eller nålrullar och burenheter har inga inre eller yttre ringar, de är utformade med endast en uppsättning nålrullar som hålls på plats av en bur. Denna bur ger inåt- och utåthållning av de rullande elementen, vilket säkerställer maximal styrka och exakt styrning av rullarna även vid höga hastigheter.

Nålrullsektionen i den radiella buren har liten tvärsektion och hög lastkapacitet, och dess design skapar goda smörjförhållanden. Burar kan tillverkas av stål- eller glasfiberarmerat polymermaterial och vid behov kan åsar appliceras på rullarnas ändar för att förhindra spänningskoncentrationer vid kanterna. Vanliga applikationer inkluderar planetväxlar, mellanhjul och vevstakar.

  • Dragna kopp nål rullager finns i bur- och kompletta versioner, som båda har ytterringar av legerade stålplåtar. Huset dras exakt till en skålform och härdat genom att pressa för att säkerställa tät linjekontakt med rullarna. Denna konstruktion ger lagret en hög bärförmåga och gör det också till en ekonomisk lösning eftersom ingen ytterligare bearbetning av huset krävs.

Den låga höjden på dragna nålrullager gör dem lämpliga för kompakta och lätta maskinkonstruktioner. Den krökta delen av den yttre ringen håller rullarna på plats och förhindrar att damm och smuts kommer in i lagret, samtidigt som den säkerställer god lagersmörjning. En annan fördel med denna design är att, om axeln har rätt styvhet och storlek, kräver lagret ingen innerring, vilket sparar utrymme i radiell riktning.

Dragna nålrullager med full komplement kan bära belastningar lika med eller högre än kullager och rullager med motsvarande ytterdiametrar och är lämpliga för stationära, låghastighetsroterande och oscillerande förhållanden. De kan användas i hus med låg durometer och har störst lastkapacitet när rullarna är smorda på plats före montering eftersom rullarna har största möjliga längd.

När det gäller dragna kuplager kan de även användas i hus som är mindre styva men har en lägre bärförmåga än fullkomplementlager. Ändå är de fortfarande mycket lämpliga för tillämpningar med hög hastighet och axelfel. Ytan på buren är härdad för att förbättra slitstyrkan och styvheten samtidigt som friktionsvridmomentet minskas.

Eftersom buren skapar lite extra utrymme för förvaring av smörjmedel, går dessa nålrullager smidigt och har lång fettlivslängd. Vanliga applikationer för dragna nållager inkluderar kugghjulspumpar, allmänna axelstöd för växellådor, styrlager och remskivor.

  • Spårrullar har en tjockväggig ytterring som löper direkt på banan för att klara höga belastningar samtidigt som deformation, slag och böjpåkänningar minimeras. Dessa används ofta i maskinskenor, mastrullar och kamföljare, även kända som kamföljare.

Den yttre ringen är vanligtvis gjord av högkolhaltigt kromstål, som inte är lätt att deformera och har smörjhål. Om så önskas kan åsar appliceras på rullarna för att förhindra överbelastning vid kanterna. Dessutom kan tryckbrickor integreras i designen för att förbättra motståndet.

Dessa nålrullager finns i två huvudutföranden för olika monteringsarrangemang: oktypen, för gränsöverskridande eller gaffelmontering, och den integrerade bulttypen, för fribärande montering. Kullager finns tillgängliga med eller utan läppkontaktstätningar och stövlar, medan lager av oktyp finns med radiella nålrullar och hållare, eller med kompletta cylindriska rullar eller nålrullar.

Rullager med trycknål består av en uppsättning nålrullar som hålls samman av en bur. De har ett litet tvärsnitt, och buren pressas exakt från två stålplattor, som styr rullarna exakt och ökar enhetens styvhet och slitstyrka. Dessa lager överför axialbelastningar mellan två roterande föremål samtidigt som de minskar friktionen.

Kombinerade radial- och axiallager består av axialkul- eller rullager och radiella nållager. Vissa av dessa liknar dragna kopplager, men med tillägg av axiallager. Dessa enheter är konstruerade för att klara höga hastigheter och höga axiella belastningar i trånga utrymmen och kan ersätta vanliga tryckbrickor när utmärkt lastkapacitet och friktionsegenskaper krävs. En vanlig tillämpning är automatiska växellådor.

Trycknålsrullager

Koniska rullager bestå av en inre eller inre ring, en yttre eller yttre ring, en bur och rullar som är utformade för att fördela lasten jämnt. Dessa lager använder koniska rullar som styrs av ribbor på konen och kan ta emot höga radiella och axiella belastningar i en riktning.

De inre och yttre ringens löpbanor är koniska segment och rullarna är avsmalnande. Denna design gör att konerna rör sig koaxiellt och det finns ingen glidning mellan löpbanorna och rullarnas ytterdiameter. På grund av sin form kan koniska rullager klara högre belastningar än sfäriska kullager.

En inre ringfläns som håller rullarna stabila hindrar rullarna från att hoppa ut. Den inre ringen, rullarna och buren bildar en icke-separerbar konisk enhet, medan den yttre ringen är skålformad och separerbar. Den inre ringenheten och den yttre ringen kan installeras oberoende av varandra, och för två motsatta lager kan korrekt inre spel erhållas genom att justera det axiella avståndet mellan dessa enheter.

Beroende på olika kontaktvinklar kan koniska rullager delas in i tre typer: normal vinkel, medelvinkel och brant vinkel. Vidare, beroende på antalet rader, kan de delas in i:

  • Enradiga koniska rullager har en yttre ring och en innerring. I denna kategori ingår serierna TS och TSF (enkelrad med flänsad ytterring).

  • Dubbelradiga koniska rullager med hjälp av en dubbelkopp (yttre ring) och två enkla koniska rullenheter (innerring). TDO-serien ingår här.

  • Dubbelradiga koniska rullager, med en dubbel innerring (dubbel innerring) och två enda yttre ringar (ytterring). Detta inkluderar TDI- och TDIT-serierna.

  • Fyrradiga koniska rullager, med en kombination av två och enstaka komponenter, såsom två TDI innerringar, två TS yttre ringar och en TDO yttre ring med yttre ring eller innerring distans. TQO-serien ingår här.

koniska rullager 2
Dubbelradiga koniska rullager
Fyrradiga koniska rullager

Enkelradslager har högre axiallastkapacitet, medan dubbelradslager har större radiell lastkapacitet och tål axialbelastningar i båda riktningarna. Standardburen är en stiftkonstruktion för höga belastningar och hastigheter. Stämplade stålburar används vanligtvis. I många applikationer används dessa lager rygg mot rygg för att stödja axiella krafter i båda riktningarna.

Dessutom finns koniska rullager även tillgängliga i metriska serier:

  • Metriska enradiga koniska rullager till ISO 355:2007. Dessa är lämpliga för växellådor, pumpar och transportörer som används inom kraftindustrin, olja och gas, vindenergi, mat och dryck eller massa- och pappersindustrin. Dessutom används de i drivlinor, kugghjul och axlar inom bygg-, fordons- och gruvindustrin.

  • Metriska dubbelradiga koniska rullager består av två enradiga lager med individuellt anpassade distanser. Dessa används i applikationer som kräver hög lastkapacitet och där axeln måste placeras axiellt med ett specifikt spel eller förspänning i båda riktningarna. Den yttre ringdistansen har smörjhål. Dessa lager är lämpliga för applikationer som växlar och transmissioner, kolhanterare eller kranar.

Vanliga applikationer för koniska rullager inkluderar bil- och hjullager, jordbruks-, anläggnings- och gruvutrustning, växellådor, motormotorer och reducerare, vindturbiner, axelsystem och drivaxlar.

Särskilda lagerbeteckningar

Olika koder och beteckningar finns för att identifiera olika lagerkonstruktioner och designegenskaper. Dessa koder och beteckningar inkluderar beteckningar för lager med en konisk borrning (betecknad bokstaven K i SKF-lager), förstärkta lagerbeteckningar som vanligtvis använder bokstaven E, och . Tyvärr använder inte alla tillverkare samma suffix och designfunktioner.

Ett område som generellt sett är lika över hela världen är de olika beteckningarna på flänspositioner på lager. Dessa flänsar är utformade för att hantera radiella belastningar som appliceras på lagren.

NU: Dessa lager har två bearbetade flänsar på den yttre löpbanan, men ingen fläns på den inre löpbanan. Rullelement och burar är monterade i den yttre löpbanan. Eftersom den inre löpbanan inte har någon fläns kan detta lager inte motstå axialbelastningar.

N: Den inre ringen av denna typ av lager har två ribbor, den yttre ringen har inga ribbor och den inre ringen har rullar och burar. Den yttre löpbanan på detta lager har inga ribbor och tål därför inte tryckbelastningar.

NJ: En bearbetad fläns på ena sidan av den inre löpbanan och två flänsar på den yttre löpbanan. Rull- och hållarenheterna är placerade i den yttre löpbanan. Eftersom den inre löpbanan har en integrerad fläns, kan detta lager ta emot axiella belastningar och begränsade axialbelastningar.

NUP: Denna typ av lager liknar ett lager av NJ-typ, men har en unik löpbana, ofta kallad en tryckring. Tryckringar är installerade på den icke-flänsade sidan av den inre löpbanan för att stödja axiella belastningar i båda riktningarna. Tryckringen sticker ut från lagret på ena sidan, så diametern på den inre löpbanan är något större än den på den yttre löpbanan.

Urvalskriterier för rullningslager

Följande är rullager urvalskriterier att beakta när du ansöker:

Tillgängligt utrymme: Ett lagers håldiameter är en av huvuddimensionerna och bestäms vanligtvis av maskinens konstruktion och dess axeldiameter. Axlar med liten diameter kan förses med alla typer av kullager. Förutom spårkullager kan även nålrullager användas. Lager för axlar med stor diameter inkluderar cylindriska, koniska, sfäriska och djupa spårkullager. Där det radiella utrymmet är begränsat är tunna lager att föredra.

Ladda: Storleken på lagret bestäms vanligtvis av belastningens storlek. I allmänhet bär rullager tyngre belastningar än kullager av liknande storlek, och lager med kompletta rullande element kan bära tyngre belastningar än hållarlager. Vanligtvis kan kullager klara lätta till måttliga belastningar. Lager med rullar är vanligtvis ett lämpligt val när lagret måste bära tunga belastningar eller när axeldiametern är stor.

förskjutning: Felinriktning orsakas av att axeln böjs under belastning, lagerhus som inte är bearbetade till samma höjd eller lager placerade för långt ifrån varandra. Spårkullager, som cylindriska rullager, kan inte tolerera några eller endast små snedställningar om de inte belastas. Självinställande lager, såsom sfäriska rullager och sfäriska axialrullager, kan justera för felinriktning och kompensera för initial felinriktning orsakad av bearbetnings- och installationsfel.

Precision: Arrangemang som kräver hög körnoggrannhet och applikationer som kräver mycket höga hastigheter kräver lager med högre precision. Detta är ofta fallet i medicinska och rymdtillämpningar. Högprecisionslager tillverkas vanligtvis enligt standarder för djupa spårkullager eller vinkelkontaktlager, men med mycket snävare toleranser än standardlager.

Fart: Rullningslagerhastigheten begränsas av den tillåtna driftstemperaturen. För höghastighetsdrift är lager med låg friktion och låg intern värmeutveckling bäst lämpade. Genom sin konstruktion tål axiallager inte lika snabba hastigheter som radiella lager.

tyst drift: Beroende på applikationen, såsom små elmotorer för hushållsapparater eller kontorsmaskiner, kan bullret som genereras under drift påverka lagervalet. En speciell typ av spårkullager med mässingsbur tillverkas för dessa applikationer. Dessa lager har utrymme mellan löpbanorna, vilket gör att smörjmedel kan placeras inuti lagret, vilket minskar ljudnivån.

Styvhet: Styvheten hos ett rullager beror på storleken på dess elastiska deformation under belastning. Eftersom deformationen vanligtvis är liten kan den vanligtvis ignoreras. Styvheten hos huvudaxelns lagerarrangemang eller pinjonglagerarrangemanget är kritisk. På grund av kontaktförhållandena mellan rullande element och löpbanor har rullager högre styvhet än kullager. Denna deformation fungerar dock som ett smörjmedel.

Montering och demontering: När lager med cylindriska hål är av separerbar design, kan de monteras och demonteras effektivt, speciellt om båda ringarna kräver en interferenspassning. Om frekvent montering och demontering krävs är det bäst att använda ett separerbart lager eftersom varje lagerring kan monteras separat. Lager med avsmalnande hål kan enkelt monteras på cylindriska hus eller koniska axeltappar med hjälp av adaptrar eller utdragshylsor.

4. Lagersmörjning och underhåll

Rätt Installationen och justering spelar en viktig roll för lagerprestanda och livslängd, liksom smörjmedel. I de flesta fall beror lagerfel inte på felaktig installation eller tillverkningsfel, utan på brist på smörjmedel, felaktigt val eller förorening av smörjmedel.

smörjmedel, oavsett om det är olja eller fett, fördela mellan och separera de rörliga delarna av en lagerenhet, vilket minskar friktionen och förhindrar slitage. Beroende på driftsförhållandena och det valda smörjmedlet bildas en skyddsfilm på lagerelementen som även tjänar till att avleda friktionsvärme, skydda lagret från försämring och skydda mot fukt, korrosion och föroreningar.

Ett korrekt utvalt smörjmedel har rätt tillsatser och viskositet för att uppnå alla ovanstående mål. De vanligaste smörjmedlen är olja och fett, med användning av det ena eller det andra beroende på applikationens hastighet och mängden belastning på lagret.

För oljor är den viktigaste egenskapen viskositet och rätt produkt beror på temperaturen och appliceringshastigheten. Om en olja med otillräcklig viskositet används kommer de två roterande ytorna i kontakt, vilket inte bara orsakar slitage, utan även genererar kontaktvärme och leder till snabb försämring av lagerelementen.

De vanligaste lageroljorna är petroleumbaserade oljor och syntetiska oljor som silikoner, fluorerade föreningar, diestrar eller PAO. Oljor väljs ofta för lager med högre hastighetskapacitet och högre driftstemperaturer eftersom de kan ta bort värme från lagret. I vissa fall, såsom miniatyrlager, behöver oljebaserade smörjmedel endast appliceras en gång under lagrets livslängd. I aggregat som använder större lager kan eftersmörjning krävas som en del av regelbundna maskinunderhållscykler.

För fettbaserade smörjmedel är de viktigaste egenskaperna basoljans temperaturområde, penetrationsnivå, styvhet och viskositet. Fetter består av en oljebas som tillsatts förtjockningsmedel, de vanligaste är organiska och oorganiska föreningar samt metalltvålar som natrium, aluminium, kalcium eller litium. Tillsatser med antioxidations-, anti-korrosions- och anti-nötningsegenskaper kan också tillsättas för att förbättra smörjmedlets prestanda.

Alternativt kan en fast icke-flytande film appliceras på lagerelement som en beläggning för att minska friktionen och förhindra slitage. Dessa filmer används i speciella fall där olja eller fett inte kan överleva och de inkluderar alternativ som grafit, silver, PTFE eller guldfilmer. Till exempel, i applikationer med extrema temperaturer eller strålning, kanske olje- eller fettbaserade smörjmedel inte ger tillräckligt skydd, så ett hållbart smörjmedel som en fast film kan behövas.

Fett är i de flesta fall ett bra val för att smörja lager. Kostnadseffektivt än olja, fett hålls lätt kvar i lagerenheter och är lätt att applicera. Den är dock inte lämplig för tillämpningar som kräver värmeavlägsnande genom cirkulerande olja, och inte heller för växellådor som kräver smörjolja.

Dessutom, om driftförhållanden kräver att lagren smörjs med fett med för korta intervaller, vilket blir för tidskrävande och dyrt, eller om borttagning eller rengöring av fett blir för dyrt och svårt att hantera, är det bäst att välja en smörjolja.

Lagersmörjningsnivå och eftersmörjning

Efter val av smörjmedel är en viktig aspekt att applicera rätt mängd på lagret. Överhettning och lagerskador kan uppstå om för mycket smörjmedel används. Applikationens hastighet, belastning och ljudnivå kommer alla att påverkas av mängden smörjmedel som används.

Beroende på vilken typ av lager och smörjmedel som valts och applikationen kan tillverkaren rekommendera olika nivåer av smörjning, uttryckt i procent. Smörjmedel kommer in i lagrets inre och husets fria utrymme. Detta utrymme är viktigt eftersom det tillåter värme att försvinna bort från lagrets kontaktytor, så om du tillsätter för mycket fett kan det orsaka överhettning och för tidigt lagerhaveri.

Av denna anledning är en vanlig rekommendation att fylla 20-40 % av det fria utrymmet inuti lagret, med mindre procentsatser som vanligtvis anges för tillämpningar med hög hastighet, lågt vridmoment och högre procentandelar som vanligtvis anges för tillämpningar med låg hastighet och hög belastning. För hus är det också acceptabelt att fylla 70%-100% av det fria utrymmet om applikationen innebär låga hastigheter och stor risk för kontaminering.

Kom ihåg att den initiala fyllnadsnivån också påverkas av vald eftersmörjningsmetod. De vanligaste metoderna för eftersmörjning av lager är manuell eftersmörjning, automatisk och kontinuerlig eftersmörjning.

  • Manuell eftersmörjning är bekvämt för oavbruten drift.

  • Automatisk eftersmörjning undviker över- och undersmörjning och används vanligtvis för komponenter där flera punkter eller svåråtkomliga platser måste smörjas. Det är också förstahandsvalet för fjärrstyrning av utrustning och utan underhållspersonal.

  • Kontinuerlig smörjning används i applikationer där eftersmörjningsintervallen är för korta på grund av negativa effekter av kontaminering. I det här fallet kommer den initiala fyllningen av huset att vara 70% -100%, beroende på driftsförhållandena.

Tips för lagerunderhåll

Korrekt hantering och underhåll av lager förlänger deras livslängd och optimerar prestandan. Använd denna grundläggande checklista för att minska underhållstid, arbete och kostnader.

Lagerhantering: Hantera lagren varsamt för att undvika repor. Hantera dem alltid med rena, torra händer eller använd rena canvashandskar. Rör inte lagren med feta eller våta händer, eftersom detta snabbt leder till förorening.

Lagerförvaring: Linda in lagren med oljebeständigt papper och förvara dem i en sval, ren, låg luftfuktighet, dammfri, vibrations- och stötfri miljö. Efter hantering av lager, placera dem på en ren och torr yta för att undvika kontaminering. Ta inte ut lagret ur originalförpackningen förrän det är dags att installera det, och förvara det plant istället för upprätt.

Rengöring av lager: Använd alltid ett oförorenat lösningsmedel eller spololja och undvik att torka av lagren med bomullsull eller smutsiga trasor. Använd en separat behållare för rengöring och slutspolning av använda lager.

Lagerinstallation: Använd rätt teknik och verktyg för att installera lager. Cirka 16 % av lagerfelen orsakas av felaktig installation, så se till att undvika installationer som är för lösa eller för täta. Innan installationen, kontrollera om alla delar är rena och oskadade, och om smörjmedlet är rätt valt. Om lagren kommer direkt från förpackningen, tvätta inte lagren före installation.

Slå inte eller utöva direkt kraft på lagret eller dess yttre lagerbana eftersom detta kan orsaka skador och felinriktning av komponenter. För små och medelstora lager rekommenderas generellt kallmontering eller mekanisk montering. Termisk montering är vanligtvis lämplig för relativt stora lager, medan för mycket stora lager kan hydraulisk montering rekommenderas.

Använd rätt verktyg: Specialverktyg finns tillgängliga för att installera och ta bort lager – lageravdragare, monteringsverktygssatser, smörjverktyg, induktionsvärmare och hydraulmuttrar. Alla är skräddarsydda för att säkerställa korrekt passform och smidig passform för att minimera risken för lagerskador.

Kontrollera lager: För att förhindra lagerfel är det nödvändigt att kontrollera dem under och efter drift. Inspektioner i farten för att kontrollera temperatur, buller och vibrationer, och kontrollera smörjmedel för att avgöra om de behöver bytas ut eller fyllas på. Efter körning, kontrollera lagret och dess komponenter för att se om det är någon förändring. Det sista kapitlet i denna guide diskuterar vanliga orsaker till lagerfel och deras lösningar.

Lager kan vanligtvis användas till slutet av rullutmattningslivslängden, men kan också gå sönder i förtid på grund av felaktig montering, installation, smörjning eller hantering. De huvudsakliga fellägena och deras underorsaker beskrivs i ISO 15243-standarden och är baserade på synliga skador på rullningselementens kontaktytor eller andra funktionella ytor på lagret.

Dessa fellägen inkluderar:

  • Trötthet, som kan vara ytinducerad eller sub-yta-inducerad

  • Slitage, inklusive abrasivt och adhesivt slitage

  • Korrosion, inklusive fuktkorrosion och nötningskorrosion (underorsaker är nötningskorrosion och falsk brinelling)

  • Galvanisk korrosion, inklusive för hög spänning och strömläckage

  • Plastisk deformation, inklusive överbelastning, skräpfördjupning och hanteringsfördjupning

  • Fraktur och sprickbildning, inklusive forcerad fraktur, utmattningsbrott och termisk sprickbildning

Trötthet orsakas av upprepad påfrestning på kontaktytan mellan de rullande elementen och löpbanan och leder till förändringar i materialstrukturen. Det visar sig som flagning eller spjälkning och är främst ytinducerad, orsaken till denna typ av skada är vanligtvis otillräcklig smörjning. Trötthet orsakad av underytan är sällsynt och uppstår efter långvarig operation. För att förhindra sådana skador bör fetttyp och skick samt tätnings- och belastningsförhållanden kontrolleras och justeras vid behov.

Bär uppstår när fint främmande material kommer in i lagerenheten. Sådant material kan vara sand eller fina metallpartiklar från slipning eller bearbetning, såväl som metallpartiklar från kugghjulsslitage. Dessa främmande partiklar kan orsaka inre spel och felinriktning, vilket minskar lagrets livslängd. En lösning för att förhindra den här typen av skador är att lägga till tätningar i lagerenheten eller att använda lagerenheter med polymerburar. Det kan också hjälpa att byta typ av fett.

Korrosion uppstår när vatten eller frätande ämnen kommer in i lagerenheterna i stora mängder. När detta händer kan smörjmedlet inte längre ge ordentligt skydd, därför bildas rost. Friktionskorrosion uppstår när det finns mikrorörelser mellan lagerytorna, under vissa förhållanden, till exempel när det finns rörelse mellan en lagerring och en axel. Detta gör att små partiklar lossnar från ytan. När de utsätts för syre oxiderar partiklarna, vilket leder till lagerskador.

Elektrisk erosion visas när elektrisk ström passerar genom lagret. Det kan orsakas av jordåterföringsanordningar som inte fungerar korrekt eller av jordanslutningar som är felaktigt utförda vid svetsning.

Plastdeformation kan orsakas av olika faktorer, såsom överbelastning till följd av statisk belastning eller stötbelastning, eller indrag från skräp eller felaktig hantering. Felaktig montering, slag mot rullande element, bur eller ringar, främmande partiklar som kommer in i lagerhåligheten kan alla orsaka plastisk deformation.

Fraktur och sprickbildning kan uppstå när det är för stor belastning på lagret, som ett resultat av felaktig montering eller hantering, eller eftersom lagerstorleken och kapaciteten inte är tillräckliga för applikationen. Denna typ av skador kan också visa sig som termisk sprickbildning, som uppstår i den inre eller yttre ringen när glidrörelsen orsakar hög friktionsuppvärmning.

Tabellen nedan listar några av de vanligaste tillstånden du kan observera i skadade lager, såväl som de potentiella orsakerna och lösningarna för dessa typer av skador.

Observerat tillståndPotentiell orsak till felLösning
Flackning av löpbanans ytaFlagning kan orsakas av överbelastning, dålig axel- eller höljesnoggrannhet, dålig installation eller inträngning av främmande föremål.Om lasten är för tung, använd ett lager med större kapacitet. Om det behövs, använd en olja med högre viskositet eller förbättra smörjsystemet för att bilda en skyddande film.
Skalning av rullytorna kommer sannolikt att inträffa när smörjningen är dålig eller ytorna på motsatta delar är grova. Det kan utvecklas till flagning.Kontrollera ytjämnheten och välj ett bättre smörjmedel.
Splittring på revbenen eller löpbanans ytorKan orsakas av dålig montering, dålig smörjning av rullelementen eller avbrott av skyddsfilmen på kontaktytorna på grund av för hög belastning.Förbättra monteringen, korrigera belastningen och välj ett lämpligt smörjmedel.
Smetar på löpbanans ytaDe rullande elementen glider under rörelsen och smörjmedlet har inte de rätta egenskaperna för att förhindra glidning.Välj ett lämpligt smörjmedel eller smörjsystem och kontrollera spelet och förspänningen.
Racewayytan är sliten och dimensionerna reduceradeDålig smörjning, inträngande av främmande föremål eller förorening av smörjmedel med smuts eller främmande föremål.Välj ett lämpligt smörjmedel eller smörjsystem och förbättra tätningseffektiviteten.
Ändringar i ytfärg och finishEn tovig yta eller en missfärgad yta kan indikera dålig smörjning, överhettning eller ansamling av förstörd olja.Förbättra tätningseffektiviteten och smörjsystemet, ta bort oljan med ett organiskt lösningsmedel och polera med sandpapper för att ta bort grovheten.
Fördjupningar och fördjupningar i löpbanans ytaAntagligen orsakad av inträngning av ett fast föremål eller av instängda partiklar.Ta bort och håll undan främmande föremål, kontrollera om det flagnar och förbättra hanteringsprocedurerna.
Flisning av innerringen, ytterringen eller rullande elementFlisning kan orsakas av överbelastning, dålig hantering eller fasta föremål.Kontrollera och förbättra belastningen och förbättra tätningseffektiviteten.
Sprickbildning i ringarna eller rullande elementÖverdriven belastning, stöt eller överhettning. En lös passform kan också vara orsaken.Undersök och förbättra belastningen och korrigera passformen.
Rost eller korrosion av ringar eller rullande elementFukt, inträngande av vatten eller frätande ämnen, eller dåliga packnings- och lagringsförhållanden.Förbättra tätningseffektiviteten, hanteringen och lagringen.
Fastsättning av ringar eller rullande elementDålig värmeavledning på grund av dålig smörjning eller för litet spelrum. Överbelastning kan också vara orsaken.Förbättra avledning av värme och smörjning. Kontrollera och förbättra belastningen.
Fretting av kapplöpningsbanornaFör mycket vibrationer, liten oscillationsvinkel eller dålig smörjning.Den inre och yttre ringen bör transporteras separat, annars bör smörjningen förbättras.
Skador på burarnaÖverbelastning, för hög hastighet eller stora hastighetsfluktuationer, dålig smörjning eller höga vibrationer.Förbättra belastningsförhållandena, minska vibrationerna och förbättra smörjsystemet.