Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Hoofdstuk 10 Blz 321 t/m 333

In de Techniek worden lagers toegepast op vele manieren en ze zijn te vinden in vele soorten en maten. Benieuwd naar waarvoor ze dienen en hoe de constructie eruit zien? Lees dan in dit artikel alles wat je over lagers moet weten!

Inleiding Lagers

Alles wat draait in de mechanische wereld is op de een of andere manier gelagerd, van kleine glijlagerbusjes tot zeer grote wentellagers toe. Wentellagers worden al meer dan honderd jaar toegepast en de grote vlucht die de lagerindustrie heeft genomen begon met de opkomst van de motoren- en automobielindustrie.

In het prille begin ontwierp iedere lagerfabrikant zijn eigen lager typen, met eigen maatvoeringen. Een lager type selecteren betekende toen automatisch kiezen voor een bepaalde fabrikaat. Omdat dit, om allerlei praktische redenen, door de afnemers als een nadeel werd ervaren, leidde dit al vrij speodig tot normalisatie.

Deze bestond in eerste instantie uit een standaardisatie in maatvoering, later ook op het gebied van onder andere toleranties en typeaanduidingen. In dit artikel worden de verschillende typen lagers behandeld, waarvoor ze dienen, de materialen waaruit ze zijn vervaardigd, de eigenschappen en de toepassingen.

Rollagers zijn lagers die rollen in hun behuizing

Waarvoor dienen Lagers?

Het doel van lagers is de wrijving en de speling te beperken van delen die een draaiende beweging maken ten opzichte van stilstaande delen. Lagers zijn onder te verdelen in twee soorten, namelijk glijlagers en wentellagers.

Het begrip wentellagers is de verzamelnaam voor asondersteuningen van wentelende lichamen tussen bewegende en stilstaande ringen, zoals kogels (bijvoorbeeld in kogellagers), rollen (zoals in rollagers) of naalden (zoals in naaldlagers). In kogellagers ontstaat puntcontact tussen kogels en loopbanen. In rollagers en naaldlagers hebben de rollen lijncontact met de loopbanen.

Het draagvermogen van rol- en naaldlagers is groter dan dat van kogellagers, vanwege het grotere contactoppervlak van een lijn in vergelijking met een punt. Het spreekt dus vanzelf dat rol- en naaldlagers worden toegepast, wanneer het draagvermogen van een kogellager niet groot genoeg is om een behoorlijke levensduur te verkrijgen.

In een glijlager glijdt de as op een oliefilm in een bus of in lagerschalen. In een wentellager rolt de as met binnenring op rollichamen in de buitenring. Onder gelijke belasting is de wrijving in een glijlager groter dan de wrijving in een wentellager. Bovendien varieert in een glijlager de wrijving met het toerental, terwijl de wrijving in een wentellager vrijwel constant is.

Uit de kromme die de wrijving van het glijlager aangeeft, blijkt dat de aanloopweerstand van dit lager hoog is. De hoge aanloopweerstand wordt vaak verklaard door het contact van metaal op metaal tussen de as en de lagerschaal.

Zodra de as snelheid krijgt, gaat het smeermiddel een film vormen tussen de as en de lagerschaal en daardoor laat de wrijving een sterke daling zien. Bij een verdere toename van het toerental wordt de wrijving weer groter. Dit wordt veroorzaakt doordat de wrijving in het smeermiddel toeneemt.

Zoals uit het diagram blijkt, is de wrijvingscoëfficiënt van een wentellager klein en vrijwel constant. Vooral bij zeer lager en hoge toerentallen is het verschil aanzienlijk.

Wrijving van de verschillende lagers

Wentellagers hebben vergeleken met glijlagers onder meer de volgende voordelen:

  • Kleine aanloopweerstand;
  • Geringe wrijving bij alle toerentallen;
  • Laag energieverbruik;
  • Grote betrouwbaarheid;
  • Geringe breedte;
  • Minimaal verbruik van smeermiddel;
  • Lange smeerintervallen;
  • Grote reinheid;
  • Gemakkelijk te vervangen;
  • Wentellagers zijn standaardelementen, die overal ter wereld verkrijgbaar zijn.

De constructie van Lagers

In onderstaande afbeeldingen wordt de constructie en benamingen van de verschillende wentellageronderdelen gegeven.

Constructie van een lager

Glijlagers zijn simpeler van constructie en bestaan doorgaans slechts uit lagerschalen of bussen.

Wentellichamen

In alle wentellagers komen wentellichamen voor. Deze wentellichamen zijn:

  • Kogels, toegepast in kogellagers;
  • Cilinders, toegepast in cilinderlagers of rollagers;
  • Naalden, toegepast in naaldlagers;
  • Tonnen, toegepast in tonlagers;
  • Kegels, toegepast in kegellagers.

Lagermaterialen

Glijlagers zijn veelal gemaakt van brons of berylliumkoper, ook wordt er in glijlagers vaak een kunststof (delrin) gebruikt. Lagers met kunststof delen mogen niet worden gesmeerd. Voor wentellagers wordt vaak chroomstaal of chroom-nikkelstaal gebruikt.

Belastingen op een lager

Met betrekking tot belastingen die op lagers kunnen worden toegepast, kennen we radiale belastingen en axiale belastingen; een combinatie van beide is natuurlijk ook mogelijk. Wanneer een lager wordt belast in de richting van de radius, noemen we dat een radiale belasting (radial load). In onderstaande afbeelding wordt een voorbeeld gegeven van radiale belasting.

Radiale belasting op lagers

Wanneer de belasting haaks staat op de radius, spreken we van een axiale belasting (thrust load).

De axiale belasting op lagers

Typen en toepassing lagers

Er bestaan verschillende typen lagers met elk hun eigen toepassingen.

Eenrijige groefkogel lagers

Eenrijige groefkogellagers hebben in beide ringen een diepe loopbaan of groef. Door deze groeven beschikken de lagers zowel in radiale als axiale richting over een groot draagvermogen en worden als zodanig ook toegepast op plaatsen waar dit vereist is. Bij hoge toerentallen zijn groefkogellagers zelfs beter geschikt voor het opnemen van axiale belastingen dan kogeltaatslagers.

groefkogellager

Tweerijige groefkogel lagers

Tweerijige groefkogellagers zijn gelijk aan de éénrijige groefkogellagers, maar hebben twee rijen kogels en kunnen daardoor grotere krachten opnemen.

Twee rijige kogelgroeflager is onderdeel van vele lagers

Tweerijige zich instellende kogellagers

Een tweerijige zich instellende kogellager heeft twee rijen kogels die elk hun eigen loopbaan hebben in de binnenring. De kogels hebben echter een gezamelijke bolvormige loopbaan in de buitenring. De as met binnenring en kogels kan zich hierdoor vrij instellen t.o.v. de buitenring. Dit is een voordeel als het moeilijk is om de boringen van de lagerhuizen uit te lijnen of als de as ten gevolge van optredende krachten doorbuigt.

Eenrijige hoekcontactlager

Door de opbouw van dit lager is het speciaal geschikt voor het opnemen van een middelmatig grote radiale kracht gecombineerd met een grote axiale kracht. De axiale kracht kan echter slechts in één richting worden opgevangen

Hoekcontact lagers

Eenrijige cilinder lagers

Eenrijige cilinderlagers hebben twee spoorkragen op de enen ring, en in het algemeen geen spoorkragen op de andere. De ringen kunnen daardoor axiaal ten opzichte van elkaar verschuiven. Dit is een groot voordeel wanneer de as veranderingen in de lengte moet kunnen ondergaan, bijvoorbeeld als gevolg van temperatuurswisselingen.

Bovendien kunnen de ringen nu onafhankelijk van elkaar gemonteerd worden. Onafhankelijk montage vergemakkelijkt de inbouw, vooral wanneer zowel de buitenring als de binnenring een vaste passing hebben. Het cilinderlager wordt toegepast wanneer een groot radiaal draagvermogen vereist wordt in combinatie met hoge toerentallen.

Cilinderlager

Kegellagers

Kegellagers zijn door hun constructie geschikt voor het opnemen van radiale belasting, gecombineerd met axiale belasting in één richting. Wanneer er in beide richtingen een axiale kracht opgenomen moet worden, moet het kegellager altijd in spiegelbeeld worden gemonteerd tegen een andere kegellager die dan de axiale krachten in tegengestelde richting kan opnemen.

Het kegellager is uitneembaar, dat wil zeggen dat de binnenring met kegels en de buitenring afzonderlijk kunnen worden ingebouwd. Kegellagers worden in een vliegtuig veel gebruikt als wiellager.

Kegel lagers zijn veel gebruikt in de techniek

Tweerijige kegellagers

Een tweerijige kegellager bestaat uit eigenlijk twee kegellagers die als één geheel in spiegelbeeld aan elkaar zijn gemonteerd. Dit lager is dus zowel radiaal als axiaal in twee richtingen te belasten. De demontage van de buitenring, zoals dat bij enkelrijige kegellager het geval is, is bij dit lager niet mogelijk. Afzonderlijke inbouw kan dus ook niet worden toegepast.

Eenrijige ton lagers

Een tonlager is een wentellager met tonrollen. Tonlagers zijn doorgaans zelf instellend door de bolvormige buitenring. Hierdoor kan de binnenring zich instellen ten opzichte van de buitenring. Deze lager kan grote axiale en radiale krachten opnemen.

Ton lagers worden ook wel ingedeeld in de wentellagers

Tweerijige tonlagers

Tweerijige groeftonlagers zijn gelijk aan de eenrijige tonlagers, maar hebben twee rijen tonnen en kunnen daardoor grotere krachten opnemen.

Naaldlagers

Naaldlagers zijn rollagers met, in verhouding tot hun middellijn, lange cilindrische rollichamen: de zogenaamde ‘naalden’. Naaldlagers kunnen grote radiale belastingen opnemen en zijn geschikt voor hoge toerentallen. Naaldlagers komen voor met of zonder binnenring. Het type zonder wordt het meest toegepast. De as waarop dit lager gemonteerd wordt, moet gehard en geslepen zijn.

Naald lagers

Kogeltaatslagers

Kogeltaatslagers zijn geschikt voor het opnemen van axiale belastingen in een richting. Deze lagers mogen om die reden nooit radiaal worden belast. Ten gevolge van de in het lager optredende krachten dient, afhankelijk van het toerental, steeds een bepaalde minimale axiale belasting op het lager te werken. Dit lager is gevoelig voor het scheefstellen van de as t.o.v. het huis.

Taatslagers zijn altijd voorzien van twee ringen, de zogenaamde asring en huisring. Deze ringe, of één van deze ringen, ligt vaak los op de kooi met de draailichamen.

Naaldtaatslagers

Naaldtaatslagers kunnen grote axiale belasting opnemen en zijn geschikt voor hoge toerentallen. Naaldlagers worden meestal toegepast op plaatsen waar de ruimte beperkt is.

Tontaatslagers

Tontaatslagers kunnen niet alleen axiaal, maar ook enigszin radiaal worden belast. Dit is mogelijk door de spoorkraag die in de asring is aangebracht.

DE tontaats lagers

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Hoofdstuk 10 Blz 321 t/m 333

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.