Как да изберем лагер

Днес има много различни видове лагери с много малко информация за разликите между тях.Може би сте се питали „кой лагер ще бъде най-подходящ за вашето приложение?“Или „как да избера лагер?“Тази статия ще ви помогне да отговорите на тези въпроси.
На първо място, трябва да знаете, че повечето лагери с търкалящ елемент попадат в две големи групи:

Лагери
Ролкови лагери
В рамките на тези групи има подкатегории лагери, които имат уникални характеристики или оптимизиран дизайн за подобряване на производителността.
В тази статия ще разгледаме четирите неща, които трябва да знаете за вашето приложение, за да изберете правилния тип лагер.

Намерете натоварването на лагера и товароносимостта
Натоварванията на лагера обикновено се определят като силата на реакция, която даден компонент оказва върху лагера, когато се използва.
Когато избирате правилния лагер за вашето приложение, първо трябва да намерите товароносимостта на лагера.Капацитетът на натоварване е количеството натоварване, което един лагер може да издържи и е един от най-важните фактори при избора на лагер.
Натоварванията на лагера могат да бъдат аксиални (тяга), радиални или комбинирани.
Натоварване на аксиален (или упорен) лагер е, когато силата е успоредна на оста на вала.
Натоварването на радиален лагер е, когато силата е перпендикулярна на вала.Тогава комбинирано натоварване на лагера е, когато успоредни и перпендикулярни сили създават ъглова сила спрямо вала.

Как сачмените лагери разпределят натоварването
Сачмените лагери са проектирани със сферични сачми и могат да разпределят натоварвания върху средно голяма повърхност.Те са склонни да работят по-добре за малки до средни товари, разпределяйки товари чрез една точка на контакт.
По-долу е дадена бърза справка за типа натоварване на лагера и най-добрия сачмен лагер за работата:
Радиални (перпендикулярни на вала) и леки натоварвания: Изберете радиални сачмени лагери (известни също като сачмени лагери с дълбок канал).Радиалните лагери са едни от най-често срещаните видове лагери на пазара.
Аксиални (опорни) (успоредни на вала) натоварвания: Изберете аксиални сачмени лагери
Комбинирани, както радиални, така и аксиални натоварвания: Изберете ъглов контактен лагер.Топките контактуват с пистата под ъгъл, който понася по-добре комбинираните натоварвания.
Ролкови лагери и натоварване на лагерите
Ролковите лагери са проектирани с цилиндрични ролки, които могат да разпределят натоварването върху по-голяма повърхност от сачмените лагери.Те са склонни да работят по-добре при приложения с голямо натоварване.

По-долу е дадена бърза справка за типа натоварване на лагера и най-добрия ролков лагер за работата:
Радиални (перпендикулярни на вала) натоварвания: Изберете стандартни цилиндрични ролкови лагери
Аксиални (опорни) (успоредни на вала) натоварвания: Изберете цилиндрични аксиални лагери
Комбинирани, както радиални, така и аксиални натоварвания: Изберете конусно-ролков лагер
Скорости на въртене
Скоростта на въртене на вашето приложение е следващият фактор, който трябва да разгледате при избора на лагер.
Ако вашето приложение ще работи при високи скорости на въртене, тогава сачмените лагери обикновено са предпочитаният избор.Те се представят по-добре при по-високи скорости и предлагат по-висок диапазон на скоростта от ролковите лагери.
Една от причините е, че контактът между търкалящия елемент и каналите в сачмен лагер е точка, а не линия на контакт, както при ролковите лагери.Тъй като търкалящите елементи се притискат към релсовия път, докато се търкалят по повърхността, възниква много по-малко повърхностна деформация при точковите натоварвания от сачмените лагери.

Центробежна сила и лагери
Друга причина сачменият лагер да е по-добър за високоскоростни приложения е поради центробежните сили.Центробежната сила се дефинира като сила, която избутва навън тяло, движещо се около център, и възниква от инерцията на тялото.
Центробежната сила е основният ограничаващ фактор за скоростта на лагера, защото се превръща в радиални и аксиални натоварвания върху лагера.Тъй като ролковите лагери имат по-голяма маса от сачмен лагер, ролковият лагер ще произведе по-висока центробежна сила от сачмен лагер със същия размер.

Намалете центробежната сила с материал от керамични топки
Понякога скоростта на приложението е над скоростта на сачмен лагер.
Ако това се случи, просто и обичайно решение е да смените материала на сачмените лагери от стомана на керамика.Това запазва размера на лагера същия, но предлага приблизително 25% по-висока скорост.Тъй като керамичният материал е по-лек от стоманата, керамичните топки произвеждат по-малко центробежна сила за всяка дадена скорост.

Високоскоростните приложения работят най-добре с ъглови контактни лагери
Ъгловите контактни лагери са най-добрият избор за лагери за високоскоростни приложения.Една от причините е, че топките са по-малки и по-малките топки тежат по-малко и произвеждат по-малко центробежна сила при въртене.Лагерите с ъглов контакт също имат вградено предварително натоварване на лагерите, което работи с центробежни сили за правилно търкаляне на сачмите в лагера.
Ако проектирате високоскоростно приложение, тогава ще искате високопрецизен лагер, обикновено в рамките на класа на точност ABEC 7.
Лагерът с по-ниска точност има по-голямо пространство за мърдане, когато е произведен, отколкото лагерът с висока точност.Следователно, когато лагерът се използва при високи скорости, сачмите бързо се търкалят по каналите на лагера с по-малка надеждност, което може да доведе до повреда на лагера.
Високо прецизните лагери се произвеждат по строги стандарти и имат много малко отклонение от спецификациите, когато са произведени.Високопрецизните лагери са надеждни за приложения, които се изпълняват бързо, защото осигуряват добро взаимодействие между сачмата и каналите.

Биене и твърдост на лагера
Биенето на лагера е количеството, което вал обикаля от своя геометричен център, докато се върти.Някои приложения, като вретена на режещи инструменти, ще позволят да възникне само малко отклонение на въртящите се компоненти.
Ако проектирате приложение като това, тогава изберете високо прецизен лагер, защото той ще доведе до по-малки отклонения на системата поради тесните допуски, с които е произведен лагерът.
Твърдостта на лагера е съпротивлението на силата, която кара вала да се отклони от оста си и играе ключова роля за минимизиране на биенето на вала.Твърдостта на лагера идва от взаимодействието на търкалящия елемент с пистата.Колкото повече търкалящият елемент е притиснат в пистата, причинявайки еластична деформация, толкова по-висока е твърдостта.

Твърдостта на лагера обикновено се категоризира по:
Аксиална твърдост
Радиална твърдост
Колкото по-висока е твърдостта на лагера, толкова повече сила е необходима за преместване на вала, когато се използва.
Нека да разгледаме как работи това с прецизни ъглови контактни лагери.Тези лагери обикновено се доставят с произведено изместване между вътрешната и външната пътека.Когато ъгловите контактни лагери са монтирани, изместването се премахва, което кара сачмите да се притискат в каналите без външна сила.Това се нарича предварително натоварване и процесът увеличава твърдостта на лагера дори преди лагерът да види някакви приложени сили.

Смазване на лагери
Познаването на вашите нужди от смазване на лагери е важно за избора на правилните лагери и трябва да се вземе предвид в началото на проектирането на приложението.Неправилното смазване е една от най-честите причини за повреда на лагерите.
Смазването създава маслен филм между търкалящия елемент и каналите на лагера, който помага за предотвратяване на триене и прегряване.
Най-често срещаният тип смазване е грес, която се състои от масло със сгъстител.Сгъстителят задържа маслото на място, така че да не напуска лагера.Докато топката (съчмен лагер) или ролката (ролков лагер) се търкаля по греста, сгъстителят се отделя, оставяйки само масления филм между търкалящия се елемент и каналите на лагера.След като търкалящият елемент премине, маслото и сгъстителят се свързват обратно.
За високоскоростни приложения е важно да се знае скоростта, с която маслото и сгъстителят могат да се разделят и съединяват отново.Това се нарича стойност на приложение или лагер n*dm.
Преди да изберете грес, трябва да намерите стойността ndm за вашите приложения.За да направите това, умножете оборотите на вашите приложения по диаметъра на центъра на сачмите в лагера (dm).Сравнете стойността на ndm със стойността на максималната скорост на греста, намираща се в листа с данни.
Ако вашата стойност n*dm е по-висока от стойността на максималната скорост на греста в листа с данни, тогава греста няма да може да осигури достатъчно смазване и ще настъпи преждевременна повреда.
Друга опция за смазване за високоскоростни приложения са системите с маслена мъгла, които смесват масло със сгъстен въздух и след това го инжектират в каналите на лагера на дозирани интервали.Тази опция е по-скъпа от смазването с грес, защото изисква външна система за смесване и дозиране и филтриран въздух под налягане.Системите с маслена мъгла обаче позволяват на лагерите да работят при по-високи скорости, като същевременно генерират по-малко количество топлина от гресираните лагери.
За приложения с по-ниска скорост маслената баня е обичайна.Маслена баня е, когато част от лагера е потопена в масло.За лагери, които ще работят в екстремни среди, може да се използва суха смазка вместо смазка на петролна основа, но продължителността на живота на лагера обикновено се съкращава поради естеството на смазочния филм, който се разрушава с времето.Има няколко други фактора, които трябва да се имат предвид при избора на лубрикант за вашето приложение, вижте нашата задълбочена статия „Всичко, което трябва да знаете за смазването на лагери.

Резюме: Как да изберем лагер
Как да изберете правилния лагер за вашето приложение:

Намерете натоварването на лагера и товароносимостта
Първо, знайте вида и размера на натоварването на лагера, което вашето приложение ще окаже върху лагера.Товарите от малък до среден размер обикновено работят най-добре със сачмени лагери.Приложенията с голямо натоварване обикновено работят най-добре с ролкови лагери.

Познайте скоростта на въртене на вашето приложение
Определете скоростта на въртене на вашето приложение.Високите скорости (RPM) обикновено работят най-добре със сачмени лагери, а по-ниските скорости обикновено работят най-добре с ролкови лагери.

Фактор при биене и твърдост на лагера
Вие също искате да определите какъв вид изтичане ще позволи вашето приложение.Ако приложението позволява само малки отклонения, тогава най-вероятно най-добрият избор е сачмен лагер.

Намерете правилното смазване за нуждите на вашите лагери
За високоскоростни приложения изчислете вашата стойност n*dm и ако е по-висока от максималната скорост на греста, тогава греста няма да може да осигури достатъчно смазване.Има и други опции като маслена мъгла.За приложения с ниска скорост маслената баня е добър избор.
въпроси?Нашите инженери на място ще се радват да работят с вас и да ви помогнат да изберете най-добрия лагер за вашето приложение.