Wat zijn de beste methoden voor voorspanning in een lagersysteem?

- Jul 07, 2020-

Wat zijn de beste methoden voor voorspanning in een lagersysteem?

Springs

De eenvoudigste manier om voorspanning toe te passen, is door een golfveer te gebruiken. De veer werkt op de buitenring van een van de twee lagers. Deze buitenring moet axiaal kunnen worden verplaatst. In het onderstaande diagram omvat de lageropstelling aan beide uiteinden van de as een voorgeladen, eenrijig diepgroefkogellager.

SKF-spring-preloading-diagram

De voorbelastingskracht blijft nagenoeg constant, ook bij axiale verplaatsing van het lager als gevolg van thermische rek. De benodigde voorspankracht kan worden geschat met:

F = k d

waar
F= voorspankracht [kN]
k= een factor, beschreven in de volgende tekst
d= diameter boorgat [mm]

Voor kleine elektromotoren worden waarden tussen 0,005 en 0,01 gebruikt voor de factor k. Als de voorspanning voornamelijk wordt gebruikt om het lager te beschermen tegen de schade veroorzaakt door externe trillingen bij stilstand, dan is een grotere voorspanning vereist en moet k=0,02 worden gebruikt.

Veerbelasting is ook een veelgebruikte methode om voorspanning toe te passen op hoekcontactkogellagers in slijpspillen met hoge snelheid. De methode is niet geschikt voor lagertoepassingen waar een hoge mate van stijfheid vereist is, waar de richting van axiale belasting verandert of waar onbepaalde piekbelastingen kunnen optreden.

Aanpassing

Afstellen betekent het instellen van de interne speling of voorspanning in een aangepaste lageropstelling tijdens montage. In bedrijf ontstaat dan een bepaalde speling / voorbelasting ⁠ - of alleen voorbelasting ⁠ - bereik. Axiale voorspanning in een aangepaste lageropstelling met eenrijige, hoekige, contactkogellagers, kegellagers en groefkogellagers wordt geproduceerd door één lagerring axiaal ten opzichte van de andere te verplaatsen met een hoeveelheid die overeenkomt met de gewenste voorspankracht . Er zijn in principe twee hoofdmethoden om de voorspanning aan te passen: individuele aanpassing en collectieve aanpassing.

a.Individuele afstelling: Bij individuele afstelling wordt elke lageropstelling afzonderlijk afgesteld met behulp van moeren, vulringen, afstandshulzen, drukhulzen enz. Er worden meet- en inspectieprocedures gebruikt om ervoor te zorgen dat de vastgestelde nominale voorspanning wordt verkregen met een zo klein mogelijke afwijking. Er zijn verschillende methoden om de vereiste preload te verkrijgen:

  • axiale verplaatsingsmethode

  • wrijvingsmoment methode

  • directe kracht methode

De gebruikte methode is onder meer afhankelijk van het applicatieontwerp en het aantal te monteren lagers. Individuele aanpassing kan voldoende stapeling van tolerantie mogelijk maken, zodat als individuele componenten met normale toleranties worden geproduceerd, de gewenste voorspanning met een relatief hoge mate van nauwkeurigheid kan worden bereikt.

i)Axiale verplaatsingsmethode: De axiale verplaatsingsmethode is gebaseerd op de relatie tussen de voorspankracht en de elastische vervormingen binnen de lageropstelling. De vereiste voorspanning kan worden bepaald aan de hand van het schema voor voorspankracht / axiale verplaatsing hieronder.

SKF-axial-displacement-graph

Deze instelmethode wordt vaak gebruikt wanneer de componenten van een lageropstelling voorgemonteerd zijn. De vereiste voorspanning, die wordt uitgedrukt als een negatieve afstand, vereist het meten van de totale axiale positieve verplaatsing (eindspeling) van de as ten opzichte van een vast oppervlak. Dit wordt meestal gedaan met een meetklok. Pasringen, tussenringen of afstandhouders kunnen dan worden gebruikt om de axiale verplaatsing in te stellen op de juiste negatieve afstand. De breedte van de vulplaten, tussenringen of afstandhouders wordt bepaald door:

  • de afstand tussen de schacht en de behuizingsschouders

  • de totale breedte van beide lagers

  • de axiale verplaatsing komt overeen met de gewenste voorspankracht

  • een correctiefactor voor de axiale verplaatsing om rekening te houden met thermische uitzetting tijdens bedrijf, de fabricagetoleranties van alle gerelateerde componenten, vastgesteld door het meten van de werkelijke afmetingen vóór montage

  • een correctiefactor om rekening te houden met een zeker verlies van voorspanning als gevolg van bezinking en slijtage

ii)Wrijvingsmomentmethode: Deze methode is gebruikelijk in grote serieproductie omdat het snel is en kan worden geautomatiseerd. Aangezien er een verband is tussen de voorbelasting van het lager en het wrijvingsmoment in de lagers, is het mogelijk om de aanpassing te stoppen wanneer een wrijvingsmoment is bereikt dat overeenkomt met de gewenste voorspanning. Dit kan worden gedaan als het wrijvingsmoment continu wordt gecontroleerd tijdens het instellen van de voorspanning. Het wrijvingsmoment kan echter variëren van lager tot lager en hangt ook af van het conserveringsmiddel, het smeermiddel en de afdichtingsmethode.

iii)Directe krachtmethode: Omdat het afstellen van lagers bedoeld is om een ​​specifieke voorspanning te verkrijgen, lijkt het verstandig om een ​​methode te gebruiken om de kracht te produceren of om deze direct te meten. In de praktijk verdienen de indirecte instelmethoden door axiale verplaatsing of wrijvingsmoment echter de voorkeur, omdat ze eenvoudig zijn en gemakkelijk en kosteneffectiever kunnen worden bereikt.

b.Collectieve aanpassing: Deze methode kan ook worden aangeduid als "willekeurige statistische aanpassing". Met behulp van deze methode worden de lagers, as, behuizing en andere componenten vervaardigd met normale toleranties. De componenten, die als volledig uitwisselbaar worden beschouwd, worden willekeurig samengesteld. Voor conische rollagers strekt deze uitwisselbaarheid zich ook uit tot de binnenringassemblages en buitenringen. Om hoge bewerkingskosten en het gebruik van precisielagers te vermijden, wordt aangenomen dat het, gezien de grenswaarden van de toleranties, statistisch onwaarschijnlijk is dat de extremen van de tolerantie-ophoping optreden. Als echter een nauwkeurige voorspanning moet worden verkregen met zo min mogelijk verstrooiing, moeten de fabricagetoleranties worden verkleind. Het voordeel van collectieve afstelling is dat er geen inspectie nodig is en dat er geen extra apparatuur nodig is bij het monteren van de lagers.

Stuur voor meer informatie over onze producten en citaten een e-mail naar: info@jxtcbearing.com& whatapp: 008613559751737