Wat zijn de beste methoden voor voorspanning in een lagersysteem?

- Aug 17, 2020-

Wat zijn de beste methoden voor voorspanning in een lagersysteem?

Springs

De eenvoudigste methode om voorbelasting 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 verplaatsbaar zijn. In het onderstaande diagram omvat de lageropstelling een voorgespannen eenrijig diepgroefkogellager aan elk uiteinde van de as.

SKF-spring-preloading-diagram

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

F = k d

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

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

Veerbelasting is ook een gebruikelijke methode voor het toepassen van voorbelasting op hoekcontactkogellagers in hogesnelheidslijpspindels. 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. Tijdens bedrijf ontstaat dan een bepaalde speling / voorbelasting ⁠ - of alleen voorbelasting ⁠ - bereik. Axiale voorspanning in een aangepaste lageropstelling met enkelrijige, hoekige contactkogellagers, kegellagers en diepgroefkogellagers wordt geproduceerd door een 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, vulplaatjes, afstandshulzen, klemhulzen, etc. Door middel van meet- en inspectieprocedures wordt gegarandeerd dat de vastgestelde nominale voorspanning met zo min mogelijk afwijking wordt bereikt. Er zijn verschillende methoden om de vereiste preload te verkrijgen:

  • axiale verplaatsingsmethode

  • wrijvingsmoment methode

  • directe krachtmethode

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

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 onderstaande diagram van de voorspankracht / axiale verplaatsing.

SKF-axial-displacement-graph

Deze afstelmethode wordt vaak gebruikt wanneer de onderdelen van een lageropstelling voorgemonteerd zijn. De vereiste voorbelasting, 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 op de juiste negatieve afstand af te stellen. De breedte van de vulplaatjes, tussenringen of afstandhouders wordt bepaald door:

  • de afstand tussen de as en de schouders van de behuizing

  • de totale breedte van beide lagers

  • de axiale verplaatsing die overeenkomt 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 de werkelijke afmetingen te meten vóór montage

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

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

iii)Directe krachtmethode: aangezien het doel van de lagerafstelling is om een ​​specifieke voorspanning te verkrijgen, lijkt het verstandig om een ​​methode te gebruiken om de kracht te produceren of om de kracht direct te meten. In de praktijk hebben echter de indirecte aanpassingsmethoden door axiale verplaatsing of wrijvingsmoment de voorkeur, omdat ze eenvoudig zijn en gemakkelijk en goedkoper kunnen worden gerealiseerd.

b.Collectieve aanpassing: deze methode kan ook 'willekeurige statistische aanpassing' worden genoemd. Met behulp van deze methode worden de lagers, as, behuizing en alle andere componenten vervaardigd volgens normale toleranties. De componenten, die als volledig uitwisselbaar worden beschouwd, worden willekeurig in elkaar gezet. Voor kegellagers strekt deze uitwisselbaarheid zich ook uit tot de binnenringen en buitenringen. Om hoge verspaningskosten 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 tolerantiestapeling optreden. Als echter een nauwkeurige voorspanning moet worden verkregen met zo min mogelijk verstrooiing, moeten 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.

Voor meer informatie over onze producten en een offerte kunt u een e-mail sturen naar:info@jxtcbearing.com // Whatsapp: +8613559751737