Hvordan velge et lager

Det er mange forskjellige typer lagre tilgjengelig i dag med svært lite informasjon om forskjellene mellom dem.Kanskje du har spurt deg selv "hvilket lager vil være best for din applikasjon?"Eller "hvordan velger jeg et lager?"Denne artikkelen vil hjelpe deg med å svare på disse spørsmålene.
Først av alt må du vite at de fleste lagre med et rullende element faller inn i to brede grupper:

Kulelager
Rullelagre
Innenfor disse gruppene er det underkategorier av lagre som har unike funksjoner eller optimert design for å forbedre ytelsen.
I denne artikkelen vil vi dekke de fire tingene du trenger å vite om søknaden din for å velge riktig type lager.

Finn lagerbelastning og lastekapasitet
Lagerbelastninger er generelt definert som reaksjonskraften en komponent legger på et lager når den er i bruk.
Når du skal velge riktig lager for din applikasjon, bør du først finne lagerets bæreevne.Belastningskapasiteten er hvor mye belastning et lager tåler og er en av de viktigste faktorene ved valg av lager.
Lagerbelastninger kan enten være aksiale (skyvekraft), radiale eller en kombinasjon.
En aksial (eller skyve) lagerbelastning er når kraften er parallell med aksen til akselen.
En radiell lagerbelastning er når kraften er vinkelrett på akselen.Da er en kombinasjonsbærelast når parallelle og vinkelrette krefter produserer en vinkelkraft i forhold til akselen.

Hvordan kulelager fordeler belastninger
Kulelager er utformet med sfæriske kuler og kan fordele belastninger over en middels stor overflate.De har en tendens til å fungere bedre for små til mellomstore belastninger, og sprer belastninger via ett enkelt kontaktpunkt.
Nedenfor er en hurtigreferanse for typen lagerbelastning og det beste kulelageret for jobben:
Radial (vinkelrett på akselen) og lette belastninger: Velg radielle kulelager (også kjent som dype sporkulelager).Radiallagre er noen av de vanligste kulelagertypene på markedet.
Aksiale (trykk) (parallell med akselen) laster: Velg trykkkulelager
Kombinerte, både radielle og aksiale, laster: Velg et vinkelkontaktlager.Kulene kommer i kontakt med løpebanen i en vinkel som bedre støtter kombinasjonsbelastninger.
Rullelager og lagerbelastning
Rullelagre er designet med sylindriske ruller som kan fordele belastninger over et større overflateareal enn kulelager.De har en tendens til å fungere bedre for tunge belastninger.

Nedenfor er en hurtigreferanse for typen lagerbelastning og det beste rullelageret for jobben:
Radial (vinkelrett på akselen) belastninger: Velg standard sylindriske rullelager
Aksiale (trykk) (parallell med akselen) laster: Velg sylindriske trykklager
Kombinerte, både radielle og aksiale, laster: Velg et konisk rullelager
Rotasjonshastigheter
Rotasjonshastigheten til applikasjonen din er den neste faktoren du bør se på når du velger et lager.
Hvis applikasjonen din vil operere med høye rotasjonshastigheter, er kulelager vanligvis det foretrukne valget.De yter bedre ved høyere hastigheter og tilbyr et høyere hastighetsområde enn rullelagre.
En grunn er at kontakten mellom rulleelementet og løpebanene i et kulelager er et punkt i stedet for en kontaktlinje, som i rullelagre.Fordi rullende elementer presser seg inn i løpebanen når de ruller over overflaten, er det mye mindre overflatedeformasjon som oppstår i punktbelastningene fra kulelager.

Sentrifugalkraft og lagre
En annen grunn til at et kulelager er bedre for høyhastighetsapplikasjoner er på grunn av sentrifugalkrefter.Sentrifugalkraft er definert som en kraft som presser utover på en kropp som beveger seg rundt et senter og oppstår fra kroppens treghet.
Sentrifugalkraft er den viktigste begrensende faktoren for lagerhastighet fordi den blir til radielle og aksiale belastninger på et lager.Siden rullelagre har mer masse enn et kulelager, vil rullelageret produsere en høyere sentrifugalkraft enn et kulelager av samme størrelse.

Reduser sentrifugalkraften med keramiske kuler
Noen ganger er en applikasjons hastighet over et kulelagers hastighetsklassifisering.
Hvis dette skjer, er en enkel og vanlig løsning å bytte kulelagermaterialet fra stål til keramikk.Dette holder lagerstørrelsen den samme, men gir omtrent 25 % høyere hastighetsvurdering.Siden keramisk materiale er lettere enn stål, produserer keramiske kuler mindre sentrifugalkraft for en gitt hastighet.

Høyhastighetsapplikasjoner fungerer best med vinkelkontaktlager
Vinkelkontaktlager er det beste lagervalget for høyhastighetsapplikasjoner.En grunn er at kulene er mindre og mindre kuler veier mindre og produserer mindre sentrifugalkraft når de roterer.Vinkelkontaktlager har også en innebygget forspenning på lagrene som jobber med sentrifugalkrefter for å rulle kulene skikkelig i lageret.
Hvis du designer en høyhastighetsapplikasjon, vil du ha et høypresisjonslager, vanligvis innenfor ABEC 7 presisjonsklassen.
Et lager med lavere presisjon har mer dimensjonalt "vrikkerom" når det er produsert enn et lager med høy presisjon.Derfor, når lageret brukes ved høye hastigheter, ruller kulene raskt over lagerbanen med mindre pålitelighet, noe som kan føre til lagersvikt.
Høypresisjonslagre er produsert med strenge standarder og har svært lite avvik fra spesifikasjonene når de produseres.Høypresisjonslagere er pålitelige for applikasjoner som går raskt fordi de sikrer god kule- og løpebaneinteraksjon.

Lagerløp og stivhet
Lagerutløp er mengden en aksel går i bane rundt fra sitt geometriske senter mens den roterer.Noen applikasjoner, som skjæreverktøyspindler, vil bare tillate et lite avvik på de roterende komponentene.
Hvis du konstruerer en applikasjon som dette, velg et høypresisjonslager fordi det vil gi mindre systemløp på grunn av de trange toleransene lageret ble produsert til.
Lagerstivhet er motstanden mot kraften som får akselen til å avvike fra sin akse og spiller en nøkkelrolle for å minimere akselavløp.Lagerstivhet kommer fra samspillet mellom det rullende elementet og løpebanen.Jo mer det rullende elementet presses inn i løpebanen, og forårsaker elastisk deformasjon, desto høyere er stivheten.

Lagerstivhet er vanligvis kategorisert etter:
Aksial stivhet
Radiell stivhet
Jo høyere lagerstivhet, desto mer kraft trengs for å bevege akselen når den er i bruk.
La oss se på hvordan dette fungerer med presisjonslagre med vinkelkontakt.Disse lagrene kommer vanligvis med en produsert forskyvning mellom den indre og ytre løpebanen.Når vinkelkontaktlagrene er installert, fjernes forskyvningen som får kulene til å presse inn i løpebanen uten ekstern påføringskraft.Dette kalles forbelastning og prosessen øker lagerstivheten selv før lageret ser noen påføringskrefter.

Lagersmøring
Å kjenne til dine lagersmøringsbehov er viktig for å velge de riktige lagrene og må vurderes tidlig i en applikasjonsdesign.Feil smøring er en av de vanligste årsakene til lagersvikt.
Smøring skaper en oljefilm mellom rulleelementet og lagerbanen som bidrar til å forhindre friksjon og overoppheting.
Den vanligste typen smøring er fett, som består av en olje med fortykningsmiddel.Fortykningsmidlet holder oljen på plass, slik at den ikke forlater lageret.Når kulen (kulelageret) eller rullen (rullelageret) ruller over fettet, separeres fortykningsmidlet og etterlater bare oljefilmen mellom rulleelementet og lagerbanen.Etter at rulleelementet har passert, går oljen og fortykningsmidlet sammen igjen.
For høyhastighetsapplikasjoner er det viktig å kjenne til hastigheten som oljen og fortykningsmidlet kan skilles fra og sammen.Dette kalles applikasjonen eller bærende n*dm-verdi.
Før du velger et fett, må du finne søknadens ndm-verdi.For å gjøre dette multipliserer du applikasjonens turtall med diameteren til midten av kulene i lageret (dm).Sammenlign ndm-verdien med fettets maksimale hastighetsverdi, som finnes på dataarket.
Hvis n*dm-verdien din er høyere enn maks-hastighetsverdien for fett på dataarket, vil ikke fettet kunne gi tilstrekkelig smøring, og det vil oppstå for tidlig feil.
Et annet smørealternativ for høyhastighetsapplikasjoner er oljetåkesystemer som blander olje med trykkluft og deretter sprøyter den inn i lagerbanen med avmålte intervaller.Dette alternativet er mer kostbart enn fettsmøring fordi det krever et eksternt blande- og doseringssystem og filtrert trykkluft.Imidlertid lar oljetåkesystemer lagrene operere ved høyere hastigheter samtidig som de genererer en lavere mengde varme enn smurte lagre.
For bruk med lavere hastighet er et oljebad vanlig.Et oljebad er når en del av lageret er nedsenket i olje.For lagre som vil fungere i ekstreme miljøer, kan et tørt smøremiddel brukes i stedet for et petroleumsbasert smøremiddel, men levetiden til lagrene blir vanligvis forkortet på grunn av at smøremidlets film brytes ned over tid.Det er et par andre faktorer som må vurderes når du velger et smøremiddel for din applikasjon, se vår dybdeartikkel "Alt du trenger å vite om lagersmøring.

Sammendrag: Hvordan velge et lager
Slik velger du riktig lager for din applikasjon:

Finn lagerbelastning og lastekapasitet
Først må du vite typen og mengden av lagerbelastningen som applikasjonen din vil plassere på lageret.Små til mellomstore laster fungerer vanligvis best med kulelager.Påføringer med tung belastning fungerer vanligvis best med rullelagre.

Kjenn rotasjonshastigheten til søknaden din
Bestem rotasjonshastigheten til applikasjonen din.Høye hastigheter (RPM) fungerer vanligvis best med kulelager og lavere hastigheter fungerer vanligvis best med rullelager.

Faktor i lagerløp og stivhet
Du vil også finne ut hva slags utløp programmet vil tillate.Hvis applikasjonen bare tillater små avvik, er et kulelager mest sannsynlig det beste valget.

Finn riktig smøring for dine lagerbehov
For høyhastighetsapplikasjoner beregner du n*dm-verdien din, og hvis den er høyere enn makshastigheten for fett, vil ikke fettet kunne gi tilstrekkelig smøring.Det finnes andre alternativer som oljetåke.For lavhastighetsapplikasjoner er et oljebad et godt valg.
Spørsmål?Våre ingeniører på stedet vil gjerne gi deg ut og hjelpe deg med å velge det beste lageret for din applikasjon.