Lager

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 16 december 2019; kontroller kräver 50 redigeringar .

Lager (från "under spiken " ) - en enhet som är en del av ett stöd eller stopp och som stöder en axel , axel eller annan rörlig struktur med en given styvhet . Den fixerar positionen i rymden, ger rotation , rullning med minsta motstånd, uppfattar och överför lasten från den rörliga enheten till andra delar av strukturen [1] .

Ett stöd med axiallager kallas axiallager .

Grundläggande parametrar för lager: [2]

Maximal dynamisk och statisk belastning (radiell och axiell).
Maximalt varvtal (rpm för radiallager).
Landningsmått .
Lagernoggrannhetsklass . _
Smörjkrav [ 3] .
Bär liv före tecken på trötthet , i varv.
Lagerljud
Vibrationslager

Krafterna som belastar lagret är uppdelade i:

radiell , som verkar i en riktning vinkelrät mot lagrets axel;
axiell , verkande i en riktning parallell med lagrets axel.

Huvudtyper av lager

Enligt driftsprincipen kan alla lager delas in i flera typer:

Rullande lager;
glidlager;

Glidlager inkluderar också:

De huvudsakliga typerna som används inom maskinteknik är rullnings- och glidlager .

Rullningslager

Rullningslager består av två ringar, rullande element (av olika former) och en bur (vissa typer av lager kan vara utan bur), som skiljer rullningselementen från varandra, håller dem på lika avstånd och styr deras rörelse. På den yttre ytan av den inre ringen och den inre ytan av den yttre ringen (på ändytorna av ringarna av axialrullager) är spår gjorda - rullbanor längs vilka de rullande elementen rullar under drift av lagret.

Det finns också lösa lager, bestående av en bur och insatta kulor (se figur nedan), som kan dras ut.

Det finns rullager tillverkade utan bur. Sådana lager har ett större antal rullande element och en högre lastkapacitet. De begränsande hastigheterna för fullkomplementlager är dock mycket lägre på grund av det ökade vridmomentmotståndet.

I rullningslager uppstår rullningsfriktion övervägande (det finns endast små förluster på grund av glidfriktion mellan hållaren och rullningselementen), därför minskar friktionsenergiförlusterna jämfört med glidlager och slitaget minskar. Slutna rullager (med skyddskåpor) kräver praktiskt taget inget underhåll (smörjningsförändringar), öppna är känsliga för inträngning av främmande kroppar, vilket kan leda till snabb förstörelse av lagret.

Klassificering

Klassificeringen av rullager utförs på grundval av följande egenskaper:

Efter typ av rullande element
- boll,
- Roller (nål, om rullarna är tunna och långa);
Efter typ av upplevd belastning
- Radiell (belastning längs axelaxeln är inte tillåten).
- Radiell dragkraft, dragkraft radiell. Uppfatta laster både längs och över axelns axel. Ofta är lasten längs en axel i endast en riktning.
- Dragkraft (belastning över axelaxeln är inte tillåten).
  - Kulskruvar . Skruv-muttergränssnittet tillhandahålls genom rullelementen.
Med antalet rader av rullande element
- en rad,
- dubbel rad,
- Flerrad;
- Självjusterande.
- Icke-självjusterande.

Beroende på materialet för de rullande elementen:
- Helt stål;
- Hybrid: stålringar, icke-metalliska rullande element, vanligtvis keramiska, som används i snabbt roterande mekanismer, oftast i gasturbinmotorer ;

Radiellt rullager
Tryckkullager
Tryckrullager
Vinkelkontaktkullager
Vinkelkontaktkullager med fyrpunktskontakt
Vinkelkontakt rullager (koniskt)
Självinställande dubbelradigt spårkullager
Självjusterande radialrullager
Självinställande vinkelkontaktrullager
Självjusterande dubbelradigt radiellt rullager ( sfäriskt )
självinställande lager
Nål rullbur
kulskruv
Ballonger

Mekanisk teori

Lagret är i huvudsak en planetmekanism , där separatorn är bäraren, funktionerna hos de centrala hjulen utförs av de inre och yttre ringarna, och de rullande elementen ersätter satelliterna.

Burrotationsfrekvens eller kulrotationsfrekvens runt lageraxeln:

n c = n ett 2 ( ett − D ω d m ) , {\displaystyle n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),}

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

var är rotationshastigheten för den inre ringen i spårkullagret,

n_{1}

{\displaystyle D_{\omega ))

- bollens diameter,

$d_{m}=0,5(D+d)$ - diametern på cirkeln som går genom axlarna för alla rullande element (kulor eller rullar).

Kulrotationsfrekvens i förhållande till separator:

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\höger).

Burrotationsfrekvens under yttre ringrotation:

n_{c*}={\frac {n_{3}}{2}}\left(1+{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

var är rotationshastigheten för den yttre ringen på spårkullagret.

{\displaystyle n_{3))

För ett vinkelkontaktlager:

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }\cos \alpha }{d_{m}}}\right) ,

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }\cos ^{2}\alpha }{d_{m}}}\right).

Det följer av ovanstående relationer att när den inre ringen roterar, roterar separatorn i samma riktning. Burens rotationsfrekvens beror på kulornas diameter vid en konstant : den ökar med en minskning och minskar med en ökning ${\displaystyle D_{\omega ))$ ${\displaystyle d_{m))$ ${\displaystyle D_{\omega ))$ $D_{\omega }.$

I detta avseende är skillnaden i storlek på kulorna i lagersatsen orsaken till ökat slitage och fel på separatorn och lagret som helhet.

När de rullande elementen roterar runt lageraxeln, påverkas var och en av dem av centrifugalkraften som dessutom belastar den yttre ringens löpbana :

F_{c}=0.5md_{m}\omega _{c}^{2},

var är massan på den rullande kroppen,

m

\omega_{c}

är separatorns vinkelhastighet.

Centrifugalkrafter orsakar överbelastning av lagret vid drift med ökad hastighet , ökad värmealstring (lageröverhettning) och accelererat slitage på hållaren. Allt detta minskar lagrets livslängd.

I ett axiallager påverkas kulorna, förutom centrifugalkrafter, av ett gyroskopiskt moment på grund av en förändring i riktningen för kulornas rotationsaxel i rymden $M_{r}:$

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}.

Det gyroskopiska momentet kommer att verka på kulorna och i ett roterande vinkelkontaktkullager under inverkan av en axiell belastning:

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}\sin \alpha ,

var är det polära tröghetsmomentet för bollens massa;

J=\rho \cdot \pi \cdot D_{\omega }^{5}/60

\rho

är densiteten av kulmaterialet;

\omega_{c}

är kulans rotationshastighet runt axelns axel (separatorns vinkelhastighet);

{\displaystyle \omega _{sp))

är kulans rotationshastighet runt sin axel.

Under inverkan av det gyroskopiska momentet får varje kula en ytterligare rotation runt en axel vinkelrät mot planet som bildas av kulans och separatorns vinkelhastighetsvektorer. Sådan rotation åtföljs av slitage på rullytorna, och för att förhindra rotation bör lagret belastas med en sådan axiell kraft att det uppfyller villkoret:

T_{f}=M_{r},

var är momentet för friktionskrafterna från den axiella belastningen på kulornas kontaktytor med ringarna.

T_f

Konventionell beteckning av rullningslager i Sovjetunionen och Ryssland

Den sovjetiska och ryska märkningen av lager består av en symbol och är standardiserad i enlighet med GOST 3189-89 och tillverkarens symbol.

Huvudbeteckningen för lagret består av sju siffror i huvudbeteckningen (med nollvärden av dessa funktioner kan den reduceras till 2 tecken) och en extra beteckning, som är placerad till vänster och höger om huvudbeteckningen. I det här fallet är den extra beteckningen, placerad till vänster om den huvudsakliga, alltid separerad av ett bindestreck (-), och den extra beteckningen, som ligger till höger, börjar alltid med en bokstav. Läsning av tecken på huvud- och ytterligare beteckning görs från höger till vänster.

Glidlager

Definition

Glidlager - ett stöd eller en styrning av en mekanism eller maskin i vilken friktion uppstår när de matchande ytorna glider. Ett radiellt glidlager är ett hus med ett cylindriskt hål i vilket ett arbetselement sätts in - en insats eller en bussning gjord av antifriktionsmaterial och en smörjanordning. Mellan axeln och hålet i lagerbussningen finns en spalt fylld med smörjmedel som gör att axeln kan rotera fritt. Beräkningen av spelet för ett lager som arbetar med att separera friktionsytor med ett smörjande skikt är baserad på den hydrodynamiska teorin om smörjning .

Vid beräkning bestäms följande: minsta tjocklek på smörjskiktet (mätt i mikron ), trycket i smörjskiktet, temperaturen och förbrukningen av smörjmedel . Beroende på konstruktionen, omkretshastigheten för tappen , driftsförhållanden, kan glidfriktionen vara torr , gräns , vätske- och gasdynamisk . Men även lager med vätskefriktion går igenom ett gränsfriktionssteg vid uppstart.

Smörjning är ett av huvudvillkoren för tillförlitlig drift av lagret och ger låg friktion, separation av rörliga delar, värmeavledning och skydd mot miljöns skadliga effekter.

Smörjning kan vara:

vätska (mineraliska och syntetiska oljor , vatten för icke-metalliska lager),
plast (baserad på litiumtvål och kalciumsulfonat , etc.),
fast ( grafit , molybdendisulfid , etc.) och
gasformiga (olika inerta gaser , kväve , etc.).

De bästa prestandaegenskaperna visar porösa självsmörjande lager tillverkade av pulvermetallurgi . Under drift värms ett poröst självsmörjande lager impregnerat med olja upp och släpper ut smörjmedel från porerna till den arbetande glidytan, kyls ner i vila och absorberar smörjmedlet tillbaka in i porerna.

Antifriktionslagermaterial är gjorda av hårda legeringar ( volframkarbid eller kromkarbid genom pulvermetallurgi eller höghastighetsflamsprutning ), babbits och brons , polymermaterial , keramik , lövträ ( järnträ ).

PV-faktor

PV-faktor är den huvudsakliga egenskapen (kriteriet) för att utvärdera prestandan hos ett glidlager. Det är produkten av den specifika lasten P (MPa) och omkretshastigheten V (m/s). Den bestäms för varje antifriktionsmaterial experimentellt under testning eller under drift. Många uppgifter om överensstämmelse med den optimala PV-faktorn finns i referensböcker

Klassificering

Klassificeringen är baserad på analysen av driftsätten för lagren enligt Gersey-Striebeck-diagrammet .

Glidlager delar:

beroende på formen på lagerhålet:
- enkel- eller fleryta,
- med förskjutna ytor (i rotationsriktningen) eller utan (för att bevara möjligheten till omvänd rotation),
- med eller utan centrumförskjutning (för slutinstallation av axlar efter montering);
i riktning mot lastuppfattning:
- radiell
- axiell (axial, axiallager),
- radiell dragkraft;
genom design:
- i ett stycke (hylsa; huvudsakligen för I-1),
- avtagbar (bestående av en kropp och ett lock; i princip för alla utom I-1),
- inbyggd (ram, som utgör en med maskinens vevhus, ram eller bädd);
efter antalet oljeventiler:
- med en ventil
- med flera ventiler;
möjlig reglering:
- oreglerad,
- justerbar.

Nedan finns en tabell över grupper och klasser av glidlager (beteckningsexempel: I-1, II-5) .

Grupp	Klass	Smörjmetod	Typ av friktion	Ungefärlig friktionskoefficient	Ändamål	Applikationsområde
I (ofullkomlig smörjning)
	ett	Liten kvantitet, leverans intermittent	Gräns	0,1…0,3	Låga glidhastigheter och låga specifika tryck	Stödrullar för transportörer , löpande hjul på traverskranar
	2	Vanligtvis kontinuerlig	halvflytande	0,02…0,1	Korttidsdrift med konstant eller variabel axelrotationsriktning, låga hastigheter och höga specifika belastningar	Linjär- och formningsmaskiner Smide och pressutrustning Valsverk lyftmaskiner
	3	Oljebad eller ringar		0,001…0,02	Något skiftande storlek och ansträngningsriktning, stora och medelstora belastningar	Vagnslådor tunga maskiner Kraftfulla elektriska maskiner Tunga växellådor Textilmaskiner
	3	Under press		0,001…0,02	variabel belastning	gasmotorer Långsamma och marina motorer
II
	fyra	Ringar, kombinerade eller under tryck	flytande	0,0005…0,005	Låga omkretshastigheter för axlarna, särskilt svåra driftsförhållanden med belastningar som varierar i storlek och riktning	Elektriska maskiner med medelstor och liten effekt Lätta och medelstora växlar Centrifugalpumpar och kompressorer Valsverk
	5	Under press	flytande	0,005…0,05	Lätt belastade lager med höga glidhastigheter	Ångturbiner vattenturbiner gasturbiner Axialfläktar Turboladdare

Fördelar

Tillförlitlighet i höghastighetsenheter
Kan absorbera betydande stöt- och vibrationsbelastningar
Relativt små radiella dimensioner
De tillåter installation av delade lager på vevaxeltapparna och kräver inte demontering av andra delar under reparation
Enkel design i låghastighetsmaskiner
Låt verka i vatten
Tillåt justering av gapet och säkerställ den exakta installationen av axelns geometriska axel
Ekonomisk för stora axeldiametrar

Nackdelar

Under drift kräver de konstant övervakning av smörjning
Relativt stora axiella dimensioner
Höga friktionsförluster vid uppstart och ofullständig smörjning
Hög smörjmedelsförbrukning
Höga krav på temperatur och renhet hos smörjmedlet
Minskad effektivitet
Ojämnt lager- och tappslitage
Användning av dyrare material

Se även

ABEC - lagernoggrannhetsklass _

Anteckningar

↑ LAGER | Online Encyclopedia Around the World . Hämtad 13 november 2010. Arkiverad från originalet 11 augusti 2010. (obestämd)
↑ Lagerprestanda | Kullager . Tillträdesdatum: 17 oktober 2022. (obestämd)
↑ Smörjmedel för lager . (obestämd)

Litteratur

Anuryev V.I. Handbok för designer-maskinbyggaren: i 3 volymer / ed. I. N. Zhestkovoy. - 8:e uppl., reviderad. och ytterligare - M . : Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 sid. - BBK 34,42ya2. - UDC 621.001.66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .
Glidlager // Maskindelar i exempel och uppgifter: [proc. bidrag] / Nichiporchik S. N., Korzhentsevsky M. I., Kalachev V. F. och andra; under totalt ed. S. N. Nichiporchika. - 2:a uppl. - Mn. : Hög skola, 1981. - Kap. 13. - 432 sid. - BBK 34,44 I 73. - UDC 621,81 (075,8) .
Lelikov O.P. Grunderna för beräkning och design av delar och enheter av maskiner. Föreläsningsanteckningar för kursen "Maskindelar". - M . : Mashinostroenie, 2002. - 440 sid. - LBC 34,42. - UDC 621.81.001.66 . - ISBN 5-217-03077-1 .
Iosilevich G. B. Maskindelar: lärobok. för stud. maskinteknik specialist. universitet. - M. : Mashinostroenie, 1988. - 368 sid. - LBC 34,44. - UDC 62-2 (075.8) . — ISBN 5-217-00217-4 .

Lager

Huvudtyper av lager

Rullningslager

Klassificering

Mekanisk teori

Konventionell beteckning av rullningslager i Sovjetunionen och Ryssland

Glidlager

Definition

Klassificering

Fördelar

Nackdelar

Se även

Anteckningar

Litteratur

Länkar