Basisprincipes van lagerwrijving: een primer

- Dec 24, 2019-

Basisprincipes van wrijving: een primer

ad aparte binnen-geëtste

JXIN rollagers

Lagers van rollende elementen, zoals kogellagers en rollagers, worden voornamelijk in apparatuur gebruikt omdat ze de belastingen die inherent zijn aan de functie van de machine op een veel lager wrijvingsniveau ondersteunen dan oliefilmlagers zoals brons of Babbitt. Dit vermindert het vermogen dat nodig is om de apparatuur aan te drijven, waardoor de initiële kosten van de aandrijfmotor en de energie om deze te bedienen worden verlaagd.

Hoewel soms algemeen aangeduid als "anti-wrijving" lagers, is er een kleine hoeveelheid wrijving of weerstand tegen rotatie in elke kogel- en rollager. De bronnen van deze wrijving zijn: lichte vervorming van de rollende elementen en loopbanen onder belasting, glijdende wrijving van de rollende elementen tegen de kooi en geleidingsoppervlakken. Verschillende lagertypen, vanwege hun interne ontwerpen, resulteren in enigszins verschillende hoeveelheden interne wrijving.

amroll-feature-tabel-1

het smeren

ts-geëtste

In deze afbeelding zien we een Amerikaanse rollagersTS. Het is een kegellager met één rij en een pin-type kooiontwerp.

Een bijdrage aan het dragen van inwendige wrijving is het smeermiddel, vet of olie die continu opzij wordt geduwd terwijl de rollende elementen rond de loopbanen circuleren. Een geschikt smeermiddel zal de wrijving tussen de interne glijoppervlakken van de lagerdelen verminderen en metaal-op-metaal contact van de rollende elementen met hun loopbanen verminderen of voorkomen. Goede smering vermindert slijtage en voorkomt corrosie, waardoor een lange levensduur van lagers wordt verzekerd.

Smering, vooral circulerende olie, zal ook de warmte van het lager verwijderen. Er zijn twee basistypen lagersmeermiddelen direct beschikbaar: olie en vet. De eerste is vrij eenvoudig te begrijpen als zijnde een vrij stromende vloeistof, terwijl de laatste een beetje complexer is. Om een smeermiddel te zijn, hebben alle vetten olie die wordt meegevoerd in een verdikte basis. Deze basis geeft de indruk dat vet een meer viskeuze soort olie is; het is echter de olie in het vet die daadwerkelijk smeert. Elk type smeermiddel heeft zijn eigen voor- en nadelen en wordt geselecteerd op basis van de aard van de toepassing.

Elke fabrikant van een smeermiddel kan een specificatieblad voor elk van zijn producten leveren en elk vel heeft een lijst met ongeveer 20 eigenschappen en waarden met betrekking tot het smeermiddel. De belangrijkste eigenschap van elk smeermiddel voor wentellagers is de viscositeit van de olie. Als het specificatieblad voor een olie is, zijn de viscositeitswaarden voor de olie. Als het een vet is, moet dit verwijzen naar "Viscositeit basisolie" of een andere vergelijkbare term, afhankelijk van de fabrikant. Gewoonlijk worden vier viscositeitswaarden als volgt weergegeven:

cSt @ 40 ° C (104 ° F) SI-eenheden
cSt @ 100 ° C (212 ° F) SI-eenheden
SUS @ 100 ° F (38 ° C) Imperiale eenheden
SUS @ 99 ° C (imperiale eenheden)

bolvormige etcherd

Hier zien we een sferisch rollager met twee rijen.

Het is belangrijk om een smeermiddel te kiezen dat een minimaal acceptabele viscositeit zal bieden bij de bedrijfstemperatuur van het lager, die meestal tussen de laagste en hoogste referentietemperaturen zal liggen die hierboven worden getoond. Typisch nemen olieviscositeitsnummers snel af met toenemende temperatuur. Vaak zal eerdere ervaring met een bestaande vergelijkbare machine wijzen op een acceptabel smeermiddel. Het intern testen van een prototype of de eerste machine kan de bedrijfstemperaturen aangeven. De meeste machines gebruiken een smeermiddel dat is geselecteerd om te voldoen aan de zwaarste vraag van één component in de machine, zoals een lager, tandwiel, enzovoort.

Wrijvingscoëfficiënten voor de verschillende soorten lagers zijn gebaseerd op een referentiewaarde van de viscositeit van het smeermiddel van 20 cSt / 100SUS bij de bedrijfstemperatuur van het lager. Wrijvingscoëfficiënten voor verschillende lagertypen worden weergegeven in tabel I.

Als een meer nauwkeurige berekening van lagerwrijving rekening houdend met de effecten van snelheid en smering nodig is voor een toepassing, moet contact worden opgenomen met de fabrikant. Belangrijker voor de apparatuurontwerper dan wrijvingskracht is de hoeveelheid wrijvingskoppel die moet worden overwonnen. Deze parameter kan eenvoudig worden berekend met behulp van de onderstaande formule:

amroll-feature koppel vergelijkingen

waar:
P = Equivalente belasting op het lager
μ = wrijvingscoëfficiënt
dm = steekdiameter lager

Ten slotte kan de hoeveelheid stroom die wordt verbruikt door lagerwrijving eenvoudig worden berekend met behulp van de juiste SI of imperiale formule die de weerstandskoppel en RPM kent.

Trillingsfrequentiefactoren

Meer en meer fabrikanten en eindgebruikers gebruiken trillingsanalyse om de werking van hun apparatuur te controleren om het begin van componentdefecten te detecteren. De primaire verdachten zijn lagers en tandwielen, twee componenten die tijdens bedrijf de hoogste belastingen hebben. Andere machinecomponenten die aan cyclische spanningen worden blootgesteld, kunnen echter ook verslechteren en uiteindelijk falen. Er is vaak een kans tussen verslechtering en volledige storing wanneer het machinecomponent zijn toestand aankondigt door een verhoogd niveau van trillingen of lawaai. Een toename van het trillingsniveau kan de kwaliteit van het geproduceerde product beïnvloeden, maar de grootste waarde van trillingsbewaking is de vroege waarschuwing voor een dreigende storing. Hiermee kunnen fabrieksexploitanten een handige uitschakeltijd inplannen en onderhoudsmedewerkers de verwijderings- en vervangingsprocedure efficiënt plannen. Een ander voordeel van het hebben van voorkennis van dreigend falen van componenten is om de component te kunnen verwijderen voor totale falen, waardoor wordt voorkomen dat stukken van de defecte component in andere componenten terechtkomen en deze beschadigen.

TDI geëtst

Bronnen van lagerwrijving zijn: lichte vervormingen van de rollende elementen en loopbanen onder belasting, glijdende wrijving van de rollende elementen tegen de kooi en geleidingsoppervlakken. In deze afbeelding zien we een uiteengetrokken weergave van een TDI-lager en de kegelconstructie met twee rijen, dubbele kegel, conische rol, pin-type.

Een lager, zoals een tandwiel of een ander machinecomponent, kan voorspelbaar een impuls genereren waarvan de frequentie direct gerelateerd is aan het ingangs-RPM van de machine. Wanneer het spectrum van een trillingsmonitoring bij een bepaalde frequentie een hogere dan normale amplitude aangeeft, past de analyse deze frequentie aan met de machine-component die deze frequentie zou kunnen produceren, waardoor de oorzaak wordt geïdentificeerd en andere componenten buiten beschouwing worden gelaten.

Elk typisch lager heeft vier hoofdcomponenten en kan, indien beschadigd, een impuls produceren bij verschillende frequenties die evenredig zijn aan het bedrijfs-RPM van het lager. Deze dragende componenten zijn: kooi, buitenring, binnenring en rollende elementen. Wanneer vermenigvuldigd met het toerental van het lager, zou elke factor de verwachte frequentie of harmonische aangeven die zou worden opgevangen door trillingsanalyse. Dit veronderstelt dat er een defect kan optreden aan elke lagercomponent, wat het begin kan zijn van een vermoeidheidssprong, deukschade door het stuk van een andere component, of een ander type slijtage of schade. De vier fundamentele frequentiefactoren zijn:
amroll-feature-graph-image-2

Fabrikanten en gebruikers van apparatuur moeten zich bewust zijn van de fundamentele frequenties die elk machinecomponent kan produceren en moeten al deze waarden bewaren voor referentiedoeleinden.

De kooifactor, Fcage, is gerelateerd aan het aantal omwentelingen dat de kooi maakt in vergelijking met de binnenring van een radiaal lager en de roterende loop van een druklager. Voor 90 graden druklager is het .500, terwijl het voor de meeste radiale lagers iets minder is dan .500. Een typische waarde kan zijn .410, en wat dit betekent is dat de kooi 41 omwentelingen maakt voor elke honderd die het innerlijke ras maakt.

De factoren binnen en buiten hebben betrekking op hoe vaak een rol een defect passeert, zoals een kleine deuk in het rolpad. Met een roterende binnenrace is de waarde van de Finner-race altijd groter dan de Fouter-race. De rollende elementfactor, Froller of Fball, heeft betrekking op de RPM van het element en het defect dat tijdens elke revolutie in contact komt met zowel het binnen- als het buitenras.

Meer informatie over onze producten en offerte, stuur een e-mail naar: info@jxtcbearing.com