science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat zijn kogellagers gebruikt voor?

Kogellagers verminderen de wrijving tussen roterende assen en de behuizingen die ze vasthouden. Ze worden "wentellagers" genoemd en hun toepassingen variëren van medische apparatuur tot motoren tot turbines. Het basisontwerp heeft een binnenring om de schacht te dragen, een ring van ballen die op zijn plaats wordt gehouden door een kooi om ze op juiste afstand van elkaar te houden, en een buitenring die op de behuizing wordt gemonteerd of een armatuur waarmee de schacht aan de rest van het mechanisme wordt bevestigd. Rollagers passen hetzelfde principe toe, maar in plaats van ballen gebruiken ze cilinders om grotere belastingen te dragen, soms in rillen die schuin staan ​​om een ​​axiale drukbelasting op de as te dragen.

Lage snelheidstoepassingen

Fietsen zijn een goed voorbeeld van een kogellagertoepassing waarbij noch snelheden, noch belastingen hoog zijn. Ze dragen wielen op de asassen, de crank in het frame en de pedalen op de crank. Oudere versies hebben geen kooi om de ballen te positioneren; ze rijden in een beker, op hun plaats gehouden door een kegel. De ruimte tussen de ballen is gevuld met lagervet en de speling tussen beker en kegel is instelbaar zodat het lager niet los genoeg is om te kunnen speling of strak genoeg om het lager te binden. Nieuwere versies worden gemaakt als verzegelde cartridges.

Toepassingen met hoge snelheid

Hoge snelheden leggen de nadruk op lagers op verschillende manieren, waaronder wrijving door warmte, smeermiddel en centrifugaalkracht. Rotatiesnelheid is niet de enige factor om te overwegen; lagerontwerpen houden ook rekening met de diameter van de boring. Lagersnelheid is gedefinieerd als een waarde van dN waarbij (d) de boringdiameter in millimeters is vermenigvuldigd met (N) die de rotatiesnelheid weergeeft. Toepassingen zijn onder meer turbo's in auto- en ruimtevaartontwerpen, medische en tandheelkundige apparatuur en high-speed machinewerktuigapparatuur. "Hybride" ontwerpen gebruiken keramische ballen in plaats van staal voor de voordelen van verminderd gewicht, grotere gladheid en langere levensduur van de lager.

Axiale en momentlasttoepassingen

Axiale of duwbelastingen drukken en trekken aan de Roterende as. Momentbelastingen proberen het lager te draaien. Overweeg een zwenkwiel, met een wiellager en een zwenklager. Het wiellager ondersteunt het gewicht als radiale belasting op de as van het lager en het zwenklager ondersteunt het gewicht als een drukbelasting, loodrecht op het lager. Omdat het wiellager verschoven is ten opzichte van de hartlijn van het zwenklager, is er een moment van torsie van toepassing op het zwenklager. Autowielen bieden nog een voorbeeld van axiale belastingen door bochten.

Niet-radiale toepassingen

Lineaire rollagers werken als kogellagers of rollagers, behalve dat ze zijn gerangschikt om lasten in een rechte lijn te dragen . Toepassingen zijn onder meer geleidingssystemen voor het verplaatsen van industriële apparatuur en monorailtreinen. "Overdrachttafels" zijn bezaaid met kogellagers of rollagers, zodat objecten erover en /of eroverheen kunnen rollen. Die lagers draaien op hun eigen bal of rollagers. Ze worden gebruikt in assemblagelijnen en de afhandeling van pakketten of bagage, samen met een paar kruidenierskassa's.