Hebben diepgroefkogellagers voorspanning nodig? Volledige gids

Groefkogellagers hebben bij de meeste standaardtoepassingen geen voorspanning nodig. Ze zijn ontworpen om te werken met een gecontroleerde interne speling, en de voorspanning is een voorwaardelijke maatstaf voor specifieke situaties, zoals hardlopen op hoge snelheid, zeer lichte belastingen, strikte geluidslimieten of hoge stijfheidseisen. In dit artikel wordt uitgelegd wat voorspanning precies doet, wanneer groefkogellagers dit echt nodig hebben, en hoe u deze kunt toepassen zonder de levensduur van de lagers te verkorten.

Wat is voorspanning in kogellagers?

Voorbelasting is een aanhoudende axiale kracht die tijdens de installatie op een lager wordt uitgeoefend, zodat de rolelementen continu in contact blijven met de loopvlakken. De kracht heft de vrije axiale speling op die aanwezig is in een lager in neutrale, onbelaste toestand. In praktische termen zet de voorbelasting de interne speling van het lager om in een gecontroleerde drukconditie.

Interne speling en voorspanning zijn verschillende dingen. Interne speling is de ingebouwde speling die in de fabriek in het lager is ontworpen, geclassificeerd als C0, C2, C3 of soortgelijke kwaliteiten. Preload is een laadstatus die tijdens de montage wordt gecreëerd. Wanneer de uitgeoefende axiale voorspanning groot genoeg is om de interne speling op te nemen, wordt de bedrijfstoestand in feite een negatieve speling.

Het belangrijkste doel van voorspanning is om te voorkomen dat rollende elementen gaan slippen of tijdelijk het contact met de loopbanen verliezen. Wanneer het contact continu is, is de beweging vloeiender, verdwijnen de impactkrachten en wordt het lagersamenstel meetbaar stijver.

Hebben diepgroefkogellagers normaal gesproken voorspanning nodig?

Nee. Bij standaard radiale belastingen en gematigde snelheden zijn diepgroefkogellagers ontworpen en vervaardigd om zonder voorspanning te werken. De interne speling die in standaardlagers is ingebouwd, is geschikt voor thermische uitzetting en normale lastdoorbuiging. Dat is de reden dat de meeste diepgroefkogellagers die in gebruik zijn, precies zo werken als ze uit de doos komen.

Groefkogellagers maken gebruik van de Conrad-montagemethode, waarbij de kogels door een opening tussen de binnen- en buitenringen worden gestoken en vervolgens gelijkmatig door de kooi worden verdeeld. Deze constructie is uiteraard geschikt voor gebruik met een gedefinieerde speling in plaats van met geforceerd axiaal contact. Het toepassen van voorspanning duwt het lager uit de ontworpen, op speling gebaseerde bedrijfstoestand, wat alleen gerechtvaardigd is als de toepassing dit vereist.

Standaardseries zoals 6000, 6200, 6300, 6800 en 6900 worden zonder voorbelasting geïnstalleerd in motoren, pompen, huishoudelijke apparaten en algemene krachtoverbrengingsapparatuur. Veel motorbouwers monteren standaardlagers rechtstreeks op de as en in de behuizing, zonder enige voorspanning. Dit is de standaardverwachting in de hele sector en geldt ook voor diepgroefkogellagers voor motoren net zoals bij lagers voor algemeen gebruik.

Voor toepassingen die geen speciale stijfheid of geluidsprestaties vereisen, is een standaard afgedicht lager meestal voldoende. EEN afgedicht diepgroefkogellager uit de 6000-serie met rubberen afdichtingen zorgt er bijvoorbeeld voor dat de interne speling tijdens installatie en gebruik behouden blijft, en werkt zonder voorspanning bij normaal motor- en pomponderhoud.

Groothandel 6000RS Koolstofstaal Dubbele rubberen afgedichte diepgroefkogellagers Fac Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. is China groothandel 6000RS koolstofstaal dubbele rubberen afgedichte diepgroefkogellagers fabriek en ... Bekijk Product →

Wanneer hebben diepgroefkogellagers voorspanning nodig?

Voorbelasting wordt relevant wanneer de bedrijfsomstandigheden een diepgroefkogellager buiten het bereik duwen waarvoor de standaardspeling is ontworpen. Onderstaande situaties komen in de praktijk het vaakst voor.

Hoge snelheidswerking

Wanneer de dn-waarde (boringdiameter in millimeters vermenigvuldigd met assnelheid in tpm) het hogesnelheidsbereik nadert, kunnen centrifugaalkrachten de rolelementen van de buitenste loopring tillen en slippen veroorzaken. Axiale voorspanning houdt de kogels voortdurend in contact met beide loopbanen, waardoor slippen en de hitte die deze genereert worden voorkomen. Voor snelle motorservice, hogesnelheidslagers van motorkwaliteit zijn gebouwd met een strakkere geometrische controle, maar de installatiemethode moet nog steeds overeenkomen met de snelheid. In dit bereik is een lichte axiale voorspanning een gebruikelijke en geaccepteerde technische praktijk.

Lichte radiale belasting bij hoge snelheid

Wanneer de radiale belasting erg klein is, doorgaans minder dan ongeveer 1 tot 2 procent van de dynamische belasting van het lager, rollen de rolelementen mogelijk niet betrouwbaar en glijden ze in plaats daarvan in de loopbanen. Dit slippen veroorzaakt slijtage en verhoogde temperaturen. Een lichte voorbelasting zorgt voor een stabiele contactkracht tussen de kogels en de loopbanen. Dit is waarom miniatuur diepgroefkogellagers gebruikt in kleine instrumenten en lichte motoren zijn vaak voorgespannen met veren wanneer ze op hoge snelheid draaien.

Groothandel MR104ZZ miniatuur diepgroefkogellagerfabriek, fabrikanten - Zh Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. is China groothandel MR104ZZ miniatuur diepgroefkogellager fabriek en fabrikanten, details... Bekijk Product →

Variabele of schokbelastingen

Wanneer de richting of omvang van de belasting regelmatig verandert, veroorzaakt de lagerspeling een kort verlies van contact, gevolgd door een botsing wanneer de belasting terugkeert. De voorbelasting neemt die speling weg, zodat de rollende elementen in contact blijven door het omkeren van de belasting, waardoor het impactgeluid en de mechanische vermoeidheid worden verminderd.

Strikte geluids- of trillingslimieten

De voorbelasting absorbeert de interne speling en beperkt de ongecontroleerde beweging van de bal, waardoor het geluid van het lager wordt verminderd. In toepassingen met strakke geluids- of trillingslimieten loopt een licht voorgespannen lager stiller dan hetzelfde lager dat los draait. Voor een consistent stille werking, geluidsarme diepgroeflagers voeg een extra niveau van productietolerantiecontrole toe bovenop de voorbelasting die de toepassing vereist.

Hoge stijfheid of positioneringsnauwkeurigheid

Voorbelasting comprimeert de elastische afbuigzone van het lager, zodat de aspositie minder verschuift onder wisselende belastingen. Spindels van werktuigmachines, positioneringstafels en meetapparatuur vertrouwen op dit effect om een ​​stabiele aspositie te behouden.

Als u nog steeds niet zeker bent, doorloop dan deze checklist:

• Is de bedrijfssnelheid hoog in termen van dn-waarde? Zo ja, plan dan een axiale voorspanning.
• Is de radiale belasting lager dan ongeveer 1 tot 2 procent van de dynamische belasting? Zo ja, dan wordt een lichte voorbelasting aanbevolen.
• Verandert de lading vaak van richting of zijn er schokken? Zo ja, dan zal de voorbelasting het lager stabiliseren.
• Zijn de geluids- of trillingslimieten streng? Zo ja, combineer dan de voorspanning met een geluidsarm lager.
• Is de belasting stabiel, gematigd en meestal radiaal? Zo ja, installeer dan zonder voorbelasting.

Hoe u een axiale voorspanning toepast op diepgroefkogellagers

Nadat u hebt bevestigd dat voorbelasting noodzakelijk is, is de volgende vraag hoe u deze kunt toepassen. Drie methoden worden algemeen gebruikt.

Veervoorspanning

De meest vergevingsgezinde methode is veervoorspanning. Een Belleville-ring of een spiraalveer oefent een gecontroleerde axiale kracht uit op de buitenring of de binnenring. Omdat een veer een relatief constante kracht behoudt, zelfs wanneer thermische uitzetting de afstand tussen de lagerzittingen verandert, is veervoorspanning de veiligste keuze voor groefkogellagers. Het is ook de standaardoplossing voor configuraties met één lager, waarbij één lager de belasting draagt ​​en de veer eenvoudigweg de rolelementen in contact houdt.

Dubbelgelagerde opstelling

De tweede methode maakt gebruik van twee diepgroefkogellagers die face-to-face of back-to-back zijn gemonteerd. De voorspanning wordt bepaald door het breedteverschil tussen het afstandsstuk van de binnenring en het afstandsstuk van de buitenring. De machinaal bewerkte afstandhouders bepalen hoeveel axiale kracht de twee lagers op elkaar uitoefenen. Deze configuratie levert een stijver systeem op, maar vereist een nauwkeurige bewerking van de afstandhouders en een zorgvuldige montage.

Afstelling borgmoer of eindkap

De derde methode is een starre axiale positionering met een borgmoer of eindafdekking. Het lager wordt axiaal ingeklemd totdat de interne speling is geabsorbeerd. Deze methode is eenvoudig maar het minst vergevingsgezind, omdat de klemkracht moeilijk te meten is en thermische uitzetting een correcte voorspanning snel kan omzetten in een excessieve.

Ter ruwe referentie: de axiale voorspanning voor een diepgroefkogellager ligt doorgaans in het bereik van ongeveer 0,5 tot 2 procent van de axiale dynamische belasting van het lager. De exacte waarde hangt af van de lagergrootte, bedrijfssnelheid en de stijfheid die de toepassing vereist. Beschouw dit cijfer dus als uitgangspunt en niet als definitieve specificatie. De lagerfabrikant moet de aanbevolen voorspanning voor uw specifieke toepassing bevestigen.

Risico's van overmatige voorbelasting - en hoe u deze kunt vermijden

Het toepassen van te veel voorbelasting is een vaker voorkomend probleem in het veld dan het toepassen van te weinig voorspanning. Wanneer de voorspankracht excessief is, neemt de wrijving tussen de rolelementen en de loopbanen scherp toe, en het eerste zichtbare teken is een stijging van de bedrijfstemperatuur. Een behuizingstemperatuur die constant meer dan ongeveer 30°C boven de omgevingstemperatuur ligt, is een waarschuwing dat de voorbelasting, de spelingsklasse of de smering moeten worden herzien.

Verhoogde temperaturen leiden tot het tweede probleem: versnelde afbraak van smeermiddelen. Wanneer het vet of de olie zijn filmsterkte verliest, volgt metaal-op-metaal contact en versnelt de slijtage snel. Tegelijkertijd is de effectieve lagerbelasting hoger dan de externe belasting, omdat de voorbelasting bijdraagt ​​aan de interne spanningstoestand, waardoor de berekende levensduur tegen vermoeidheid wordt verkort.

Abnormaal geluid is een ander nuttig signaal. Een goed voorgespannen lager loopt stiller dan een los lager, maar een te hoge voorbelasting veroorzaakt een hoger gejank of een ruw geluid wanneer de rollende elementen de loopbanen vervormen. Als het geluid toeneemt nadat de voorbelasting is toegepast, verlaag dan eerst de voorbelastingskracht voordat u andere parameters wijzigt. Voor meer informatie over de factoren achter luidruchtige lagers, zie het beheersen van geluid en trillingen in diepgroefkogellagers .

Er is ook een risico op ontwerpniveau waarmee u rekening moet houden. Groefkogellagers zijn niet de ideale keuze wanneer een toepassing frequente, nauwkeurige axiale positionering in twee richtingen vereist. Hoekcontactkogellagers zijn speciaal ontworpen om axiale voorspanning te dragen en een betere axiale stijfheid te leveren. Als positioneringsnauwkeurigheid een vereiste is, heroverweeg dan het lagertype voordat u besluit de voorspanning op een diepgroefkogellager te verhogen.

Hoe u de voorbelastingsvereisten specificeert bij het bestellen van lagers

Standaard diepgroefkogellagers worden zonder voorspanning verzonden; De voorbelasting wordt gecreëerd op het montagepunt. Het bestelproces moet nog steeds het voorbelastingsplan weerspiegelen, omdat de interne spelingsklasse van het lager rechtstreeks van invloed is op de hoeveelheid voorspanning die tijdens gebruik kan worden toegepast.

Kies de klasse van de interne speling samen met het doel voorspanning. C3-speling is gebruikelijk bij gebruik bij hoge temperaturen of hoge snelheden, omdat deze ruimte laat voor thermische uitzetting en de axiale voorspanning een verminderde effectieve speling tegenwerkt. Voor precisietoepassingen waarbij minimale interne speling acceptabel is, kan C2 of een strakkere spelingsklasse worden gespecificeerd. Vermeld de spelingsklasse en de voorspankracht duidelijk wanneer u uw vereisten aan de leverancier meedeelt.

Als de toepassing bijpassende lagerparen met een consistente voorspanning nodig heeft, vermeld dit dan in de bestelling. Lagers bedoeld voor een voorgespannen paarconfiguratie moeten worden geselecteerd of vervaardigd met bijpassende afmetingen; het is niet gegarandeerd dat een standaard kant-en-klaar paar hetzelfde voorbelastingsgedrag produceert.

Maatwerkconfiguraties verdienen speciale aandacht. Niet-standaard ontwerpen zoals verlengde binnenringen, speciale afdichtingen of aangepaste kooimaterialen kunnen een wisselwerking hebben met de voorbelastingsmethode. Door in de ontwerpfase met de fabrikant de voorspankracht en de spelingsklasse te bespreken, wordt voorkomen dat het geleverde onderdeel de beoogde voorspanning niet kan bereiken. Voor aangepaste vereisten, aangepaste niet-standaard lageroplossingen kan worden aangepast om te voldoen aan de specificaties voor voorspanning en speling van de toepassing.

Aangepaste niet-standaard kogellagersfabrikanten, leveranciers Als Chinese fabrikanten van niet-standaard kogellagers en OEM / ODM niet-standaard lagerleveranciers, biedt Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. ... Bekijk Product →

Conclusie: Preload is een voorwaardelijke vereiste, geen standaard

Of groefkogellagers voorspanning nodig hebben, hangt volledig af van de bedrijfsomstandigheden. Standaard radiale belasting bij gematigde snelheid loopt correct zonder voorspanning; de interne speling maakt deel uit van het ontwerp van het lager. Hoge snelheid, zeer lichte belasting, variabele belastingsrichting, strikte geluidslimieten en hoge stijfheidseisen rechtvaardigen allemaal het toevoegen van axiale voorspanning. Wanneer voorbelasting wordt toegepast, is een op veren gebaseerd systeem de veiligste methode, en de voorbelastingskracht moet aan de conservatieve kant worden gehouden, omdat overbelasting hitte, geluid en een kortere levensduur van de lagers veroorzaakt.

Controleer uw toepassing aan de hand van de voorwaarden in Tabel 1. Als een van deze van toepassing is, plan dan de voorspanning samen met de spelingsklasse wanneer u de lagers bestelt. Als geen van deze van toepassing is, installeer het lager dan precies zoals het is ontworpen om te lopen: zonder voorspanning.