Tugikuullaagrid, tugirulllaagrid silindriliste rullidega ja koonilised tugilaagrid: kuidas valida aksiaalkoormuse rakendusele

Esimene kontroll: kas on mõtet radiaalkoormust?

Tugilaager on ehitatud koormustele, mis on võlliga paralleelseltd. Tugikuullaagrid on spetsiaalselt projekteeritud ühesuunalistele aksiaalkoormustele²², ja üldine valiku reegel on kasutada tugilaagrit, kui peamine koormus mõjub võlliga paralleelseltselt³.

Kui on nii radiaalne kui aksiaalne koormus, võib rakendusel olla vaja nurgakontaktiga kuullaagrit, koonilist rulllaagrit või muud kombineeritud koormustele mõeldud paigutust³. Raskel kombineeritud koormusel suunab juhis koonilisele rulllaagrile²⁰.

See on kontroll, mis välistab tugitüübi enne aksiaalse võimsuse või hinna arutelu. Tugilaager, valitud ainult aksiaalse võimsuse järgi, rakenduses, mis kannab ka radiaalkoormust, on vale ost.

Allikad ei anna, kas puhas tugirulllaager silindriliste rullidega võib võtta radiaalkoormust, samuti ei anna lubatavat radiaalkoormuse väärtust ühelegi tugitüübile, seega kui radiaalne komponent pole null, kinnitage koormussuund tarnijaga enne mõne tugitüübi kandidaadiks pidamist.

Aksiaalkoormus vs kiirus: kuul või rull tugitüübina

Kui koormus on kinnitatud põhiliselt aksiaalseks, otsustab valik tugikuullaagri ja tugirulllaagri vahel koormuse suuruses kiiruse suhtes. Tugikuullaagrid kasutavad kuule aksiaalkoormustele ja sobivad kergetele ja keskmistele koormustele ning suuremale kiirusele; tugirulllaagrid, silindrilised või koonilised, kasutavad rulle ja annavad suurema aksiaalse koormusvõime, aga madalama kiiruse¹⁷.

Võime erinevuse taga olev mehhanism on kontaktgeomeetriana. Joonkontakt hajutab pinge suuremale pinnale kui punktkontakt, seega rulllaager kannab tavaliselt suuremat baasdünaamilist koormuslikkust (C) kui sama sisetüve ja välisläbimõõduga kuullaager^1,9.

L10 eluiga valem, L10 = (C/P)³ × 1,000,000 pööret, kehtib mõlemale perekonnale, seega rulli eelis ilmub suurema C-na samale P-le, mis kas pikendab arvutatud eluiga antud koormusel või laseb laagril kanda rohkem koormust samale sihtelueale¹.

Sama geomeetria töötab rullide vastu kiirusel: joonkontakt tekitab rohkem hõõrdumist ja soojust pöörde kohta kui punktkontakt, seega rulllaager kannab tavaliselt madalamat piirkiirust kui sama suurusega kuullaager¹. Ühe tarnija valikuseeria sõnastab reegli lihtsalt: kergetele koormustele vali kuullaager, rasketele koormustele rulllaager¹.

See on tarnija positsioon, mitte arvuline piir. Ükski allikas selles kogumis ei anna Ca või C0a väärtusi ega piirkiirusi kolmele tugitüübile, seega koormuse ja kiiruse võrdlus tuleb teha tarnija avaldatud hinnangute põhjal konkreetsele ostetavale sisetüvele.

Paigaldustäpsus ja joondusviga

Kuul-, kooniliste ja silindriliste rulllaagrite võime arvutatakse eeldusel, et joondusviga ei ületa 0,0005 radiaani, eh 0,03°¹³. Joondusviga sellest üle viib L10 elueale madalamale kui arvutatud¹³.

Isetsentreerivad tugilaagrid on projekteeritud joondusvea talumiseks, vahemikus 1,0° kuni 1,5°¹³. See vahe on otsus.

Kui korpust saab töödelda ja punuda nii, et võll jääb korpuse pinnaga risti 0,03° eelduse piires, saab kasutada standardset tugikuullaagrit, tugirulllaagrit silindriliste rullidega või koonilist tugilaagrit hinnanguliselt. Kui täiuslikku joondust ei saa garanteerida, on juhis kalduda iseotsentreerivate konstruktsioonide poole või ehitada sisse ulatuslikum sisemäng⁷.

Allikad ei anna konkreetseid võlli/korpuse ristiusu ja tasasuse väärtusi kolmele tugitüübile, seega paigaldustolerants tuleb määrata laagri tarnija kataloogist ja kinnitada korpuse joonise suhtes.

Määrimise ja tihendamise režiim

Määre on enamiku veerelaagrite rakenduste valik, sest on lihtsalt kasutatav, lekkimisele vastupidav ja suhteliselt odav². Kõrged temperatuurid, suured kiirused või raske saastumine võivad seda võita: äärmuslik kuumus võib laagri määre üles keeta, põhjustades viskoossuse kaotust, metalli-metalli kontakti ja lõpuks kinnikiimistumist, ja kasvav kiirus tekitab sama efekti kõrgema töötemperatuuri kaudu².

Nendes tingimustes on soovitatav üleminek õlile². Õli teenib oma koha, hajutades soojuse laagri sees, loputades välja saasteained, nagu määrdused, tolm, niiskus ja kulumismetallid, ja parandades koormusest tingitud probleeme, nagu kuulide või rullide libisemine².

Kaubanduslik vahetus on õlisüsteemidel suuremad esialgses investeeringus ja hoolduses, kaasavad lekkimise ja utiliseerimise probleeme ning vajavad rohkem tööjõudu tasemete õige hoidmiseks⁶. Kui üleminek on põhjendatud, on seisev õlivann odav esimene valik, eriti madalal või keskmisel kiirusel⁶.

Allikad ei anna uuesti määrimise vahemikke ega konkreetseid määrimisvahendi soovitusi kolmele tugitüübile, seega määre või õli spetsifikatsioon, täidise kogus ja hooldusvahemik tuleb küsida tarnijalt valitud laagrile.

Standardkataloog või eritellimus: otsustage kaubanduslik tee

Enne tehnilise võrdluse lõpetamist otsustage, kas standardkataloogi laager sobib. Standardkataloogi laagrid on kohe saadaval, samas kui erikohandatud laagrid nõuavad sageli miinimumtellimuskogust 500 kuni 1,000 ühikut ja tarnimisaegu 12 kuni 16 nädalat²⁹.

Need näitajad tulevad tarnijatasemel allikast, kirjeldab mootorlaagrite valikut, seega käsitlege neid kui eritee kaubandusliku kuju näitajat, mitte ühegi tugitüübi pakkumusena. Üks laagri tarnija teatab, et miinimumtellimuskogus varieerub tüübi, spetsifikatsiooni ja selle järgi, kas vajalik on kohandamine, ja palub pakkumuseks mudelit, mängukoodi, kogust ja rakendust²⁷.

Praktiline järjekord on kontrollida standardkatalogi saadavust enne erikonstruktsiooni kaalumist⁷. Kui vajalikus sisetüves ja mõõtmete ulatuses on olemas standardne tugilaager, välditakse 12–16 nädala eritarnimisaega.

Kui rakendusel on vaja mistahes mittelaienduslikku mõõtmete ulatust, mängu või hinnangut, muutuvad miinimumtellimuskogus ja tarnimisaeg ostuotsuse osaks ja tuleks kirjalikult kinnitada koos pakkumusega. Ükski allikas ei anna ühikuhindu ega konkreetseid tarnimisaegu kolmele tugitüübile.

Tolerantsiklass ja kontrollidokumendid

Tolerantsiklassid — meetrilise süsteemi puhul tuntud kui ISO, tolli süsteemis ABEC — reguleerivad sise- ja välisringi mõõtude lubatavat kõrvalekallet ning ringide ja jooksuradade ümarust; mida kõrgem klass, seda tihedam tolerants ja täpsem kokkupandud laager⁸. Klass 0 laagrid annavad piisava jõudluse üldistele rakendustele, kuid klass 5 või kõrgem on vajalik nõudlikele rakendustele ja töötingimustele⁴.

Tolerantsid järgivad ISO standardeid, ja tugilaagritele hõlmavad nad tugilaagri jooksuraja paksust⁴. Tugirakendusele määrab tolerantsiklass aksiaalse ringjälje ja jooksuraja paksuse piirid, mida kokkupanem tegelikult näeb, seega see kuulub joonisele ja ostutellimusele, mitte tarnija vaikeväärtusele.

Ükski allikas ei määra nõutavat tolerantsiklassi ega sertifitseerimist kolmele tugitüübile, seega klass tuleb valida rakenduse täpsusnõude põhjal ja kinnitada tarnijaga. Küsige kontrollisertifikaat, mis registreerib mõõdetud väärtused selle klassi suhtes.

Minimaalkoormus ja hinnangud, mis kinnitada enne ostutellimust

Laagrile on vaja minimaalset rakendatavat koormust, et veeremiselemendid rulliksid, mitte libiseksid. Kui nad libisevad, kustutavad nad ära määrimisõli ja kahjustavad veeremiselemendi ja jooksuraja pinnad — seisund, mida nimetatakse määrimiseks (smearing) ja mis lühendab laagri eluiga¹⁶.

Hea minimaalkoormuse ligikaudus on Pmin = 0,02 × C, kus C on laagri dünaamiline võimsus¹⁶. Enamikus rakendustes ületab võlli, hammasrataste ja sidumiste kaal seda, aga käivituse ajal tuleks nurkkiirendust jälgida ja piirata, et laagrid hakkaksid kohe rullima¹⁶.

Kuna ükski allikas selles kogumis ei anna C kolmele tugitüübile, ei saa kontrolli lõpule viia, kuni tarnija annab hinnangu.

• ✓Kinnitage, et aksiaalkoormus on võlliga paralleelseltselt ja et iga radiaalne komponent käiditakse eraldi laagriga [S3].
• ✓Saage kandidaadi tugilaagri dünaamiline koormuslikkus C ja arvutage Pmin = 0,02 × C [S16].
• ✓Kontrollige, et rakendatav aksiaalkoormus ületab Pmini, ka käivituse ajal [S16].
• ✓Küsige staatilist hinnangut C0a seismise või löökkoormuse tingimustele [S1].
• ✓Küsige piirkiirust kavandatud määrimismeetodile [S1].
• ✓Kinnitage, et siseläbimõõt, välisläbimõõt ja kõrgus sobivad olemasolevasse mõõtmete ulatusse [S7].
• ✓Kinnitage tolerantsiklass ja kontrollisertifikaat, mis seda dokumenteerib [S4].

Mida allikad ei selgita

• Mikski allikas ei anna tõuked kuullaagrite, silinderjalatsite tõukelaagrite või koonusjalatsite tõukelaagrite tegelikke dünaamilisi Ca või staatilisi C0a koormusvõimeid
• Mikski allikas ei anna täielikku L10 eluea arvutust tegeliku aksiaalkoormuse, kiiruse ja vajaliku eluea jaoks ühelegi kolmest tõukelaagritüübist
• Mikski allikas ei anna numbrilisi piir- või võrdluskiirusi kolmele tõukelaagritüübile õli- või rasvamäärimisel
• Mikski allikas ei ütle, kas puhas silinderjalatsite tõukelaager saab võtta radiaalkoormust, ega anna lubatavaid radiaalkoormuse väärtusi ühelegi tõukelaagritüübile
• Mikski allikas ei anna konkreetseid võlli/kere ristiusu, tasasuse või lubatava nihkenurga väärtusi kolmele tõukelaagritüübile
• Mikski allikas ei anna konkreetseid ruumiandmeid puur/välismõõt/kõrgus kolmele tõukelaagritüübile
• Mikski allikas ei anna uuesti määrimise intervallide või konkreetseid määrimissoovitusi kolmele tõukelaagritüübile
• Mikski allikas ei anna tükihindu ega konkreetseid tarneaegu kolmele tõukelaagritüübile
• Mikski allikas ei määra vajalikku taluvusklassi või sertifitseerimist kolmele tõukelaagritüübile