Er zijn tegenwoordig veel verschillende soorten lagers verkrijgbaar, maar er is heel weinig informatie over de verschillen daartussen.Misschien heeft u zich afgevraagd: “welk lager is het beste voor uw toepassing?”Of “hoe kies ik een lager?”Dit artikel helpt u deze vragen te beantwoorden.
Allereerst moet je weten dat de meeste lagers met een wentelelement in twee grote groepen vallen:
Kogellagers
Rollagers
Binnen deze groepen zijn er subcategorieën lagers met unieke kenmerken of geoptimaliseerde ontwerpen om de prestaties te verbeteren.
In dit artikel bespreken we de vier dingen die u moet weten over uw toepassing om het juiste type lager te kiezen.
Vind de lagerbelasting en het draagvermogen
Lagerbelastingen worden over het algemeen gedefinieerd als de reactiekracht die een onderdeel tijdens gebruik op een lager uitoefent.
Wanneer u het juiste lager voor uw toepassing kiest, moet u eerst het draagvermogen van het lager bepalen.Het draagvermogen is de hoeveelheid belasting die een lager aankan en is een van de belangrijkste factoren bij het kiezen van een lager.
Lagerbelastingen kunnen axiaal (stuwkracht), radiaal of een combinatie daarvan zijn.
Er is sprake van een axiale (of stuwkracht) lagerbelasting wanneer de kracht evenwijdig is aan de as van de as.
Er is sprake van een radiale lagerbelasting als de kracht loodrecht op de as staat.Er is dan sprake van een gecombineerde lagerbelasting wanneer evenwijdige en loodrechte krachten een hoekkracht veroorzaken ten opzichte van de as.
Hoe kogellagers de belasting verdelen
Kogellagers zijn ontworpen met sferische kogels en kunnen belastingen over een middelgroot oppervlak verdelen.Ze werken doorgaans beter voor kleine tot middelgrote ladingen, waarbij ze de lading via één enkel contactpunt verspreiden.
Hieronder vindt u een korte referentie voor het type lagerbelasting en het beste kogellager voor de taak:
Radiaal (loodrecht op de as) en lichte belasting: Kies voor radiale kogellagers (ook wel diepgroefkogellagers genoemd).Radiale lagers zijn enkele van de meest voorkomende typen lagers op de markt.
Axiale (stuwkracht) (parallel aan de as) belastingen: Kies drukkogellagers
Gecombineerde, zowel radiale als axiale, belastingen: Kies een hoekcontactlager.De kogels maken contact met de loopbaan onder een hoek die combinatiebelastingen beter ondersteunt.
Rollagers en lagerbelasting
Rollagers zijn ontworpen met cilindrische rollen die de belasting over een groter oppervlak kunnen verdelen dan kogellagers.Ze werken meestal beter voor toepassingen met zware belasting.
Hieronder vindt u een korte referentie voor het type lagerbelasting en het beste rollager voor de taak:
Radiale (loodrecht op de as) belastingen: Kies standaard cilinderrollagers
Axiale (druk) (parallel aan de as) belastingen: Kies cilindrische druklagers
Gecombineerde, zowel radiale als axiale belastingen: Kies een kegellager
Rotatiesnelheden
De rotatiesnelheid van uw toepassing is de volgende factor waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een lager.
Als uw toepassing met hoge toerentallen werkt, hebben kogellagers doorgaans de voorkeur.Ze presteren beter bij hogere snelheden en bieden een hoger snelheidsbereik dan rollagers.
Eén reden is dat het contact tussen het wentelelement en de loopbanen bij een kogellager een punt is in plaats van een contactlijn, zoals bij rollagers.Omdat rolelementen in de loopring drukken terwijl ze over het oppervlak rollen, treedt er veel minder oppervlaktevervorming op bij de puntbelastingen van kogellagers.
Centrifugaalkracht en lagers
Een andere reden waarom een kogellager beter is voor toepassingen met hoge snelheden is vanwege de centrifugale krachten.Centrifugale kracht wordt gedefinieerd als een kracht die naar buiten drukt op een lichaam dat rond een centrum beweegt en voortkomt uit de traagheid van het lichaam.
Centrifugaalkracht is de belangrijkste beperkende factor voor de lagersnelheid, omdat deze zich vertaalt in radiale en axiale belastingen op een lager.Omdat rollagers meer massa hebben dan een kogellager, zal het rollager een hogere centrifugaalkracht produceren dan een kogellager van dezelfde grootte.
Verminder de centrifugaalkracht met keramisch kogelmateriaal
Soms ligt de snelheid van een toepassing boven de snelheidsclassificatie van een kogellager.
Als dit gebeurt, is een eenvoudige en gebruikelijke oplossing het vervangen van het kogellagermateriaal van staal naar keramiek.Hierdoor blijft de lagergrootte hetzelfde, maar biedt het ongeveer 25% hogere snelheidsclassificatie.Omdat keramisch materiaal lichter is dan staal, produceren keramische kogels bij elke gegeven snelheid minder middelpuntvliedende kracht.
Hogesnelheidstoepassingen werken het beste met hoekcontactlagers
Hoekcontactlagers zijn de beste lagerkeuze voor toepassingen met hoge snelheden.Eén reden is dat de ballen kleiner zijn en dat kleinere ballen minder wegen en minder middelpuntvliedende kracht produceren tijdens het draaien.Hoekcontactlagers hebben ook een ingebouwde voorspanning op de lagers die met centrifugale krachten werkt om de kogels goed in het lager te rollen.
Als u een hogesnelheidstoepassing ontwerpt, wilt u een lager met hoge precisie, meestal binnen de precisieklasse ABEC 7.
Een lager met lagere precisie heeft meer dimensionale “speelruimte” wanneer het wordt vervaardigd dan een lager met hoge precisie.Wanneer het lager met hoge snelheden wordt gebruikt, rollen de kogels daarom snel over de lagerloopbaan met minder betrouwbaarheid, wat kan leiden tot lagerdefecten.
Lagers met hoge precisie worden vervaardigd volgens strikte normen en wijken bij productie zeer weinig af van de specificaties.Lagers met hoge precisie zijn betrouwbaar voor toepassingen die snel gaan, omdat ze zorgen voor een goede interactie tussen bal en loopvlak.
Lagerslingering en stijfheid
De slingering van het lager is de mate waarin een as rond zijn geometrische middelpunt draait terwijl deze roteert.Bij sommige toepassingen, zoals spindels van snijgereedschappen, kan slechts een kleine afwijking optreden op de roterende componenten.
Als u een dergelijke toepassing ontwerpt, kies dan voor een lager met hoge precisie, omdat dit kleinere systeemafwijkingen veroorzaakt vanwege de nauwe toleranties waarvoor het lager is vervaardigd.
De lagerstijfheid is de weerstand tegen de kracht die ervoor zorgt dat de as van zijn as afwijkt en speelt een sleutelrol bij het minimaliseren van de slingering van de as.De stijfheid van de lagers komt voort uit de interactie van het rolelement met de loopbaan.Hoe meer het rolelement in de loopbaan wordt gedrukt, waardoor elastische vervorming ontstaat, hoe hoger de stijfheid.
Lagerstijfheid wordt meestal gecategoriseerd door:
Axiale stijfheid
Radiale stijfheid
Hoe hoger de lagerstijfheid, hoe meer kracht er nodig is om de as te bewegen tijdens gebruik.
Laten we eens kijken hoe dit werkt met precisie-hoekcontactlagers.Deze lagers worden doorgaans geleverd met een gefabriceerde offset tussen de binnen- en buitenring.Wanneer de hoekcontactlagers zijn geïnstalleerd, wordt de offset verwijderd, waardoor de kogels zonder enige kracht van buitenaf in de loopbaan worden gedrukt.Dit wordt voorspanning genoemd en het proces verhoogt de stijfheid van het lager, zelfs voordat het lager enige kracht ondervindt.
Lagersmering
Het kennen van uw lagersmeringsbehoeften is belangrijk voor het kiezen van de juiste lagers en moet al vroeg in het ontwerp van de toepassing in aanmerking worden genomen.Onjuiste smering is een van de meest voorkomende oorzaken van lagerdefecten.
Door smering ontstaat er een oliefilm tussen het rolelement en de loopring van het lager, waardoor wrijving en oververhitting worden voorkomen.
Het meest voorkomende type smering is vet, dat bestaat uit een olie met een verdikkingsmiddel.Het verdikkingsmiddel houdt de olie op zijn plaats, zodat deze het lager niet verlaat.Terwijl de kogel (kogellager) of rol (rollager) over het vet rolt, scheidt het verdikkingsmiddel zich af, waardoor alleen de oliefilm tussen het wentelelement en de loopring van het lager overblijft.Nadat het walselement voorbij is, komen de olie en het verdikkingsmiddel weer samen.
Voor toepassingen met hoge snelheid is het belangrijk om te weten met welke snelheid de olie en het verdikkingsmiddel zich kunnen scheiden en weer kunnen samenvoegen.Dit wordt de toepassing of peiling n*dm-waarde genoemd.
Voordat u een vet selecteert, moet u de ndm-waarde van uw toepassing vinden.Om dit te doen, vermenigvuldigt u het toerental van uw toepassing met de diameter van het midden van de kogels in het lager (dm).Vergelijk uw ndm-waarde met de maximale snelheidswaarde van het vet, die u op het gegevensblad kunt vinden.
Als uw n*dm-waarde hoger is dan de maximale snelheidswaarde van het vet op het gegevensblad, kan het vet niet voldoende smering bieden en zal er voortijdig falen optreden.
Een andere smeeroptie voor toepassingen met hoge snelheden zijn olienevelsystemen die olie met perslucht mengen en deze vervolgens met gedoseerde intervallen in de lagerloopbaan injecteren.Deze optie is duurder dan vetsmering, omdat er een extern meng- en doseersysteem en gefilterde perslucht voor nodig zijn.Oliemistsystemen zorgen er echter voor dat lagers op hogere snelheden kunnen werken terwijl ze minder warmte genereren dan gesmeerde lagers.
Voor toepassingen met lagere snelheden is een oliebad gebruikelijk.Van een oliebad is sprake wanneer een deel van het lager in olie is ondergedompeld.Voor lagers die in extreme omgevingen werken, kan een droog smeermiddel worden gebruikt in plaats van een smeermiddel op petroleumbasis, maar de levensduur van het lager wordt doorgaans verkort omdat de aard van de smeermiddelfilm na verloop van tijd afbreekt.Er zijn nog een aantal andere factoren waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van een smeermiddel voor uw toepassing. Zie ons uitgebreide artikel 'Alles wat u moet weten over lagersmering.
Samenvatting: Hoe u een lager kiest
Zo kiest u het juiste lager voor uw toepassing:
Vind de lagerbelasting en het draagvermogen
Zorg eerst dat u het type en de hoeveelheid lagerbelasting kent die uw toepassing op het lager zal uitoefenen.Kleine tot middelgrote ladingen werken meestal het beste met kogellagers.Toepassingen met zware belasting werken meestal het beste met rollagers.
Ken de rotatiesnelheid van uw toepassing
Bepaal het toerental van uw toepassing.Hoge snelheden (RPM) werken meestal het beste met kogellagers en lagere snelheden werken meestal het beste met rollagers.
Houd rekening met de slingering en stijfheid van de lagers
U wilt ook bepalen welk soort uitloop uw toepassing toestaat.Als de toepassing slechts kleine afwijkingen toelaat, is een kogellager waarschijnlijk de beste keuze.
Vind de juiste smering voor uw lagerbehoeften
Voor toepassingen met hoge snelheden berekent u uw n*dm-waarde. Als deze hoger is dan de maximale snelheid van het vet, kan het vet niet voldoende smering bieden.Er zijn andere opties, zoals olieverneveling.Voor toepassingen met lage snelheden is een oliebad een goede keuze.
Vragen?Onze technici ter plaatse gaan graag met u op pad en helpen u bij het kiezen van de beste lager voor uw toepassing.
Posttijd: 16 november 2022