Kuinka valita laakeri

Nykyään on saatavilla monia erilaisia ​​laakereita, joiden välisistä eroista on hyvin vähän tietoa.Ehkä olet kysynyt itseltäsi "mikä laakeri on paras sovellukseesi?"Tai "miten valitsen laakerin?"Tämä artikkeli auttaa sinua vastaamaan näihin kysymyksiin.
Ensinnäkin sinun on tiedettävä, että useimmat vierintäelementillä varustetut laakerit jakautuvat kahteen laajaan ryhmään:

Kuulalaakerit
Rullalaakerit
Näissä ryhmissä on laakereiden alaluokkia, joissa on ainutlaatuisia ominaisuuksia tai optimoitu rakenne suorituskyvyn parantamiseksi.
Tässä artikkelissa käsitellään neljä asiaa, jotka sinun on tiedettävä sovelluksestasi oikean laakerityypin valitsemiseksi.

Etsi laakerin kuorma ja kantavuus
Laakerikuormat määritellään yleensä reaktiovoimaksi, jonka komponentti kohdistaa laakeriin käytön aikana.
Kun valitset sovellukseesi oikean laakerin, sinun tulee ensin selvittää laakerin kantavuus.Kantavuus on laakerin kestämän kuorman määrä ja se on yksi tärkeimmistä tekijöistä laakerin valinnassa.
Laakerikuormat voivat olla joko aksiaalisia (työntövoima), radiaalisia tai yhdistelmää.
Aksiaalinen (tai työntövoima) laakerikuorma on, kun voima on yhdensuuntainen akselin akselin kanssa.
Säteittäinen laakerikuorma on, kun voima on kohtisuorassa akseliin nähden.Tällöin yhdistelmälaakerikuorma on, kun yhdensuuntaiset ja kohtisuorat voimat tuottavat kulmavoiman suhteessa akseliin.

Kuinka kuulalaakerit jakavat kuormia
Kuulalaakerit on suunniteltu pallomaisilla palloilla ja ne voivat jakaa kuormia keskikokoiselle pinta-alalle.Ne toimivat yleensä paremmin pienille ja keskikokoisille kuormille ja levittävät kuormia yhden kosketuspisteen kautta.
Alla on pikaopas laakerikuorman tyypistä ja työhön parhaiten soveltuvasta kuulalaakerista:
Radiaaliset (suoraan akseliin nähden) ja kevyet kuormat: Valitse radiaalikuulalaakerit (tunnetaan myös nimellä syväurakuulalaakerit).Radiaalilaakerit ovat markkinoiden yleisimpiä laakerityyppejä.
Aksiaaliset (paine) (akselin suuntaiset) kuormat: Valitse painekuulalaakerit
Yhdistetyt, sekä säteittäiset että aksiaaliset kuormat: Valitse kulmikas kosketuslaakeri.Kuulat koskettavat rataa kulmassa, joka tukee paremmin yhdistelmäkuormia.
Rullalaakerit ja laakerikuorma
Rullalaakerit on suunniteltu sylinterimäisillä rullilla, jotka voivat jakaa kuormia suuremmalle pinta-alalle kuin kuulalaakerit.Ne toimivat yleensä paremmin raskaan kuormituksen sovelluksissa.

Alla on pikaopas laakerikuorman tyypistä ja työhön parhaiten soveltuvasta rullalaakerista:
Radiaaliset (akseliin nähden kohtisuorat) kuormitukset: Valitse tavalliset sylinterimäiset rullalaakerit
Aksiaaliset (paine) (akselin suuntaiset) kuormat: Valitse sylinterimäiset painelaakerit
Yhdistetyt, sekä radiaaliset että aksiaaliset kuormat: Valitse kartiorullalaakeri
Pyörimisnopeudet
Sovelluksesi pyörimisnopeus on seuraava tekijä, joka on otettava huomioon laakeria valittaessa.
Jos sovelluksesi toimii suurilla pyörimisnopeuksilla, kuulalaakerit ovat yleensä suositeltu valinta.Ne toimivat paremmin suuremmilla nopeuksilla ja tarjoavat suuremman nopeusalueen kuin rullalaakerit.
Yksi syy on se, että kuulalaakerin vierintäelementin ja rataosien välinen kosketus on piste eikä kosketusviiva, kuten rullalaakereissa.Koska vierintäelementit painuvat kulkurataan pyöriessään pinnan yli, pinnan muodonmuutoksia esiintyy paljon vähemmän kuulalaakereiden pistekuormituksessa.

Keskipakovoima ja laakerit
Toinen syy, miksi kuulalaakeri on parempi nopeisiin sovelluksiin, johtuu keskipakoisvoimista.Keskipakovoima määritellään voimaksi, joka työntää ulospäin keskuksen ympäri liikkuvaa kappaletta ja syntyy kehon hitaudesta.
Keskipakovoima on tärkein laakerin nopeutta rajoittava tekijä, koska se muuttuu laakerin säteittäis- ja aksiaalikuormituksiksi.Koska rullalaakerilla on enemmän massaa kuin kuulalaakerilla, rullalaakeri tuottaa suuremman keskipakovoiman kuin samankokoinen kuulalaakeri.

Vähennä keskipakovoimaa keraamisten pallojen materiaalilla
Joskus sovelluksen nopeus ylittää kuulalaakerin nopeusluokituksen.
Jos näin tapahtuu, yksinkertainen ja yleinen ratkaisu on vaihtaa kuulalaakerin materiaali teräksestä keraamiseen.Tämä pitää laakerin koon samana, mutta tarjoaa noin 25 % suuremman nopeusluokituksen.Koska keraaminen materiaali on kevyempää kuin teräs, keraamiset pallot tuottavat vähemmän keskipakovoimaa millä tahansa nopeudella.

Nopeat sovellukset toimivat parhaiten kulmakosketuslaakereiden kanssa
Kulmakosketuslaakerit ovat paras laakerivalinta nopeisiin sovelluksiin.Yksi syy on se, että pallot ovat pienempiä ja pienemmät pallot painavat vähemmän ja tuottavat vähemmän keskipakovoimaa pyöriessään.Kulmakosketuslaakereissa on myös sisäänrakennettu esijännitys laakereihin, joka toimii keskipakoisvoimilla pyörittääkseen kuulat kunnolla laakerissa.
Jos suunnittelet nopeaa sovellusta, tarvitset erittäin tarkan laakerin, joka kuuluu yleensä ABEC 7 -tarkkuusluokkaan.
Pienemmän tarkkuuden laakerilla on enemmän mittatilaa "heilutustilaa", kun se on valmistettu kuin erittäin tarkalla laakerilla.Siksi, kun laakeria käytetään suurilla nopeuksilla, pallot vierivät nopeasti laakerin kulkuradan yli vähemmän luotettavuudella, mikä voi johtaa laakerin vaurioitumiseen.
Korkean tarkkuuden laakerit valmistetaan tiukkojen standardien mukaisesti ja niillä on hyvin vähän poikkeamaa tuotetiedoista.Tarkat laakerit ovat luotettavia nopeisiin sovelluksiin, koska ne varmistavat hyvän pallon ja kilparadan vuorovaikutuksen.

Laakerin kuluminen ja jäykkyys
Laakerin juoksu on määrä, jonka akseli kiertää geometrisesta keskipisteestään pyöriessään.Jotkut sovellukset, kuten leikkuutyökalun karat, sallivat vain pienen poikkeaman sen pyörivissä osissa.
Jos suunnittelet tällaista sovellusta, valitse erittäin tarkka laakeri, koska se tuottaa pienempiä järjestelmävikoja laakerin tiukkojen toleranssien vuoksi.
Laakerin jäykkyys on vastus voimalle, joka saa akselin poikkeamaan akselistaan ​​ja sillä on keskeinen rooli akselin juoksun minimoinnissa.Laakerin jäykkyys tulee vierintäelementin vuorovaikutuksesta juoksuradan kanssa.Mitä enemmän vierintäelementtiä painetaan kulkurataan aiheuttaen elastista muodonmuutosta, sitä suurempi on jäykkyys.

Laakereiden jäykkyys luokitellaan yleensä seuraavasti:
Aksiaalinen jäykkyys
Radiaalinen jäykkyys
Mitä suurempi laakerin jäykkyys on, sitä enemmän voimaa tarvitaan liikuttamaan akselia käytön aikana.
Katsotaanpa, kuinka tämä toimii tarkkuuskulmakosketuslaakereiden kanssa.Näissä laakereissa on tyypillisesti valmistettu offset sisemmän ja ulomman kulkuradan välillä.Kun kulmakosketuslaakerit asennetaan, offset poistetaan, jolloin pallot puristuvat kulkurataan ilman ulkopuolista sovellusvoimaa.Tätä kutsutaan esikuormitukseksi ja prosessi lisää laakerin jäykkyyttä jo ennen kuin laakeri havaitsee sovellusvoimia.

Laakereiden voitelu
Laakereiden voitelutarpeiden tunteminen on tärkeää oikeiden laakerien valinnassa, ja se on otettava huomioon jo sovelluksen suunnittelussa.Väärä voitelu on yksi yleisimmistä syistä laakerien rikkoutumiseen.
Voitelu luo öljykalvon vierintäelementin ja laakerin kiskon väliin, mikä auttaa estämään kitkaa ja ylikuumenemista.
Yleisin voitelutyyppi on rasva, joka koostuu öljystä, jossa on sakeuttamisainetta.Sakeutusaine pitää öljyn paikoillaan, joten se ei poistu laakerista.Kun kuula (kuulalaakeri) tai rulla (rullalaakeri) pyörii rasvan yli, sakeutusaine erottuu jättäen vain öljykalvon vierintäelementin ja laakerin kulkuradan väliin.Kun valssauselementti kulkee ohi, öljy ja sakeutusaine yhdistyvät takaisin yhteen.
Nopeissa sovelluksissa on tärkeää tietää nopeus, jolla öljy ja sakeutusaine erottuvat ja yhdistyvät uudelleen.Tätä kutsutaan sovellukseksi tai laakeriksi n*dm-arvoksi.
Ennen kuin valitset rasvan, sinun on löydettävä sovelluksesi ndm-arvo.Voit tehdä tämän kertomalla sovellusten kierrosluvut laakerissa olevien pallojen keskipisteen halkaisijalla (dm).Vertaa ndm-arvoasi rasvan maksiminopeusarvoon, joka on tiedoissa.
Jos n*dm-arvosi on suurempi kuin rasvan maksiminopeusarvo tiedoissa, rasva ei pysty tarjoamaan riittävää voitelua ja tapahtuu ennenaikainen vika.
Toinen voiteluvaihtoehto nopeille sovelluksille ovat öljysumujärjestelmät, jotka sekoittavat öljyn paineilmaan ja ruiskuttavat sen sitten laakerin kiertorataan mitatuin väliajoin.Tämä vaihtoehto on kalliimpi kuin rasvavoitelu, koska se vaatii ulkoisen sekoitus- ja annostelujärjestelmän sekä suodatetun paineilman.Öljysumujärjestelmien ansiosta laakerit voivat kuitenkin toimia suuremmilla nopeuksilla samalla kun ne tuottavat vähemmän lämpöä kuin rasvatut laakerit.
Alhaisemman nopeuden sovelluksissa öljyhaude on yleinen.Öljyhaude on, kun osa laakerista upotetaan öljyyn.Äärimmäisissä ympäristöissä toimivissa laakereissa voidaan käyttää öljypohjaisen voiteluaineen sijasta kuivaa voiteluainetta, mutta laakerin käyttöikä tyypillisesti lyhenee, koska voiteluaineen kalvo hajoaa ajan myötä.On olemassa pari muuta tekijää, jotka on otettava huomioon valittaessa voiteluainetta käyttöösi, katso perusteellinen artikkelimme "Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää laakerien voitettelusta.

Yhteenveto: Kuinka valita laakeri
Kuinka valita oikea laakeri sovellukseesi:

Etsi laakerin kuorma ja kantavuus
Ensinnäkin tiedä laakerin tyyppi ja määrä, jonka sovelluksesi kohdistaa laakeriin.Pienet ja keskikokoiset kuormat toimivat yleensä parhaiten kuulalaakereiden kanssa.Raskaan kuormituksen sovellukset toimivat yleensä parhaiten rullalaakereiden kanssa.

Tunne sovelluksesi pyörimisnopeus
Määritä sovelluksesi pyörimisnopeus.Suuret nopeudet (RPM) toimivat yleensä parhaiten kuulalaakereilla ja pienemmät nopeudet yleensä parhaiten rullalaakereilla.

Laakerin kulumisen ja jäykkyyden tekijä
Haluat myös määrittää, millaisen suorituksen sovelluksesi sallii.Jos sovellus sallii vain pieniä poikkeamia, kuulalaakeri on todennäköisesti paras valinta.

Löydä oikea voitelu laakeritarpeisiisi
Nopeissa sovelluksissa laske n*dm-arvosi, ja jos se on suurempi kuin rasvan maksiminopeus, rasva ei pysty tarjoamaan riittävää voitelua.On muitakin vaihtoehtoja, kuten öljysumutus.Hitaille nopeuksille tarkoitettuihin sovelluksiin öljyhaude on hyvä valinta.
Kysymyksiä?Paikalla olevat insinöörimme auttavat mielellään sinua valitsemaan parhaan laakerin sovellukseesi.