Hoe u het juiste sferische rollager kiest voor zwaar materieel

Een transportband van 1,6 km lang in een kopermijn in Chili verloor elke zes weken het lager van de staartpoelie. Het originele diepgroefkogellager draaide met een snelheid van 180 tpm onder een gemeten radiale belasting van 320 kN, en de as zat 1,4 graden uit de lijn aan de aandrijfzijde. De vervanger is een tonlager 22320 en de functie draait nu twee jaar aaneengesloten volgens hetzelfde smeerschema. Deze beslissingsvolgorde is wat deze gids documenteert, volgens de selectiepraktijk die Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company toepast op zijn tonlagerserie, van de compacte 21300-serie tot de zware 24100-serie.

2 graden speling voor verkeerde uitlijning van de as in standaardseries

10/3 levensduurexponent gebruikt voor rollagers in L10-berekeningen

60-80% van een perspassing gaat verloren als vermindering van de interne speling

Begin met het belastingprofiel, niet met het serienummer

Radiale belasting bepaalt de lagermaat; het schokniveau bepaalt de reeks. Een tonlager is een tweerijig wentellager met tonvormige rollen die op een bolvormige buitenste loopring lopen, waardoor de as kan werken met een hoekafwijking van maximaal ongeveer 2 graden en tegelijkertijd zware gecombineerde radiale en axiale belastingen in beide richtingen kan dragen.

Bereken de equivalente dynamische lagerbelasting P voordat u een catalogus opent. Voor een gecombineerde radiale belasting Fr en axiale belasting Fa gebruikt u de standaardvergelijking P = X x Fr Y x Fa, waarbij X en Y de factoren zijn die voor elke lagerserie zijn gepubliceerd. Vermenigvuldig vervolgens de stationaire belasting met een servicefactor voordat u deze vergelijkt met de dynamische belastingswaarde C: gebruik 1,5-2,0 voor transportbanden, ventilatoren en tandwielkasten, en 2,0-3,0 voor brekers, zeven en persen. Vooral trilschermen stellen lagers bloot aan piekversnellingen van 4-5 g, wat een statische belastingsberekening nooit aan het licht brengt.

Vuistregel: wanneer de servicefactor boven de 2 komt, of de piekversnelling groter is dan 4 g, stop dan met het behandelen van de selectie als een belastingsprobleem en behandel deze als een schokprobleem. De seriekeuze is belangrijker dan de berekening van de boormaat.

Zodra P bekend is, volgt de basislevensduur uit L10 = (C/P)^(10/3) miljoen omwentelingen. De 10/3 exponent is de Weibull-helling voor lijncontactrolelementen, lager dan de exponent 3 die wordt gebruikt voor kogellagers, dus rollagers zijn gevoeliger voor kleine veranderingen in belasting. Onderstaande grafiek laat zien waarom seriekeuze belangrijk is: dit zijn indicatieve dynamische belastingswaarden voor vier tonlagerseries op dezelfde 100 mm as.

Dynamische radiale belastingsklasse C voor 100 mm boringseries, typische E-klasse varianten.

Voor standaard transportbedrijf en gematigde schokken, gebruikelijke praktijk in bouw- en mijnbouwapparatuur is om te beginnen met de 22200-serie, die de beste verhouding tussen laadvermogen en envelopgrootte biedt.

22200 Series Spherical Roller Bearing for Heavy Industrial Use

22200-serie tonlager voor zwaar industrieel gebruik Deze serie biedt een uitgebalanceerde verhouding tussen laadvermogen en grootte, waardoor het een praktische eerste keuze is voor transport- en mijnbouwapparatuur. Het zelfuitlijnende ontwerp kan verkeerde uitlijning en gematigde axiale belastingen in beide richtingen aan. Bekijk Product →

Match snelheid, temperatuur en kooiontwerp

De grenssnelheid van een tonlager wordt bepaald door de kooigeometrie en de rolmassa, en niet alleen door de boringdiameter. Een 22220 smeert tot ongeveer 2.400 tpm, een 23120 haalt grofweg 2.800 tpm en een 22320 stopt bij 1.800 tpm omdat de grotere rollen meer centrifugaalkracht genereren.

Wanneer de bedrijfssnelheid ongeveer 70% van de grenssnelheid overschrijdt, schakelt u over van de standaard kooi van geperst staal naar een machinaal bewerkte koperen kooi. Messing loopt koeler, overleeft marginale smering beter en verdraagt de hogere temperaturen in staalfabrieken en cementfabrieken.

Snelle controle bij 100 mm boring: 22220, 2.400 tpm; 23120, 2.800 tpm; 22320, 1.800 tpm. Als uw plicht boven een van deze cijfers ligt, heroverweeg dan de serie of ga over op oliesmering.

Temperatuur bepaalt de tweede grens. Standaardlagers werken van -30 °C tot 120 °C; bij hittegestabiliseerde ringen lopen dezelfde lagers tot 200 °C, maar moet de geselecteerde interne speling worden geopend om het verschil in uitzetting tussen as, ring en behuizing op te vangen. Voor grote roterende assen in ventilatoren, pompen en generatoren, waarbij snelheid belangrijker is dan uiteindelijke belasting, is de 23000-serie het juiste startpunt.

23000 Series Spherical Roller Bearing for High-Speed Rotating Shafts

23000-serie tonlager voor snel roterende assen Dit lager is ontworpen voor grote assen in ventilatoren, pompen en generatoren en geeft voorrang aan snelheid boven ultieme belasting. Het lijnt zichzelf uit om asdoorbuiging te compenseren en ondersteunt zware radiale belastingen onder veeleisende omstandigheden. Bekijk Product →

Stel de interne speling en smering correct in

Er vallen meer tonlagers uit door verkeerde speling en slechte smering dan door overbelasting. Selecteer de radiale interne speling voordat u de pasvorm bevestigt. Een strakke aspassing verbruikt 60-80% van de interferentietolerantie van de gemonteerde speling, en de operator kan het verlies niet zien totdat de behuizing heet begint te worden.

CN-klasse: de standaard voor continumachines met lichte tot normale uitrusting, zoals elektromotoren en ventilatoren.
C3-klasse: voorkeur voor inductiegemonteerde lagers, persen en elke positie met een temperatuurgradiënt boven 10 °C tussen de binnen- en buitenringen.
C4-klasse: gereserveerd voor ovens, drogers en andere hoge temperaturen waarbij de buitenste ring heter wordt dan de schacht.

Viscositeitsverhoudingsregel (kappa >= 2): zorg ervoor dat de werkelijke bedrijfsviscositeit van het vet of de olie minstens twee keer zo hoog is als het vereiste minimum voor de lagergrootte en -snelheid. Als u onder kappa = 1 komt, beginnen de rollen te lopen op de rand van metaal-op-metaal contact, wat zich als eerste manifesteert als slipslijtage aan de uiteinden van de rollen.

Kies voor vetsmering een vet waarvan de viscositeit van de basisolie overeenkomt met de snelheid en temperatuur: doorgaans ISO VG 220 voor een lager met een boring van 80-150 mm dat draait bij 60-90 °C, en ISO VG 320-460 voor circulatie-oliesystemen in walserijen en zware persen. De nasmeerintervallen lopen van ongeveer 500 uur continu zwaar gebruik tot 4.000 uur voor licht belaste schone posities.

Vergelijk series op boring, belasting en snelheid samen

Dezelfde boring kan bijna het dubbele van de belasting dragen als u van een 22200-serie naar een 22300-serie overstapt. Bevries de serie dus nooit voordat de asdiameter en de behuizingsindeling zijn vastgesteld. De onderstaande vergelijking is de selectietabel die wordt gebruikt voor de meeste zware industriële functies.

Tabel: tonlagerserie vergeleken bij een boring van 100 mm. Belasting- en snelheidswaarden zijn indicatieve catalogusgegevens en geen vervanging voor de classificatietabellen van de fabrikant.
Serie	Rolontwerp	Cr, boring 100 mm	Snelheidslimiet	Typische positie voor zwaar gebruik
22200	Standaard dubbele rij	ongeveer 285 kN	2.400 tpm	Transportbanden, ventilatoren, versnellingsbakken
22300	Extra grote rollen met dezelfde buitendiameter	ongeveer 540 kN	1.800 tpm	Brekers, zeven, persen
23000	Slanke rollen, hogere snelheid	ongeveer 345-485 kN	2.800 tpm	Pompen, turbines, grote motoren
23200	Verbreed 23000 profiel	ongeveer 520 kN	2.000 tpm	Zware trilmachines
24000/24100	Extra brede, grote rollen	boven 600 kN	1.200-1.500 tpm	Walserijen, ovens, kabelschijven

Sneltoets selectie: Voor trilgebruik is de 22300-serie vereist, voor hogesnelheidsrotatie is de 23000-familie vereist, en voor enorme langzaam bewegende ovens en molens zijn de 24000- en 24100-serie vereist.

Als de beslissende factor de weerstand tegen schokken en trillingen is, is de 22300-serie het gebruikelijke antwoord. De extra grote rollen verspreiden de contactspanning over een groter oppervlak, wat precies is wat een brekerkop of een trillend zeefdek vereist. Voor de grootste ovens en molens zijn de 24000- en 24100-series de enige praktische oplossing.

22300 Series Spherical Roller Bearing for Shock and Vibration

22300-serie tonlager voor schokken en trillingen Deze serie is voorzien van extra grote rollen die de contactspanning verspreiden en is geschikt voor brekerkoppen en trilzeven. Het is bestand tegen impactbelastingen en verkeerde uitlijning, terwijl het de wrijving en de warmteontwikkeling in ruwe omgevingen vermindert. Bekijk Product →

Controleer de pasvormen en controleer de tekenen van problemen

Een lager is slechts zo betrouwbaar als de aszitting, de behuizingszitting en de smering eromheen. Meet vóór montage beide zittingen op rondheid en tapsheid: een afwijking boven IT5/2 op de astap zal de binnenring vervormen en binnen het eerste uur van gebruik als een hotspot verschijnen.

Gebruik een perspassing op de roterende ring: kies voor een roterende binnenring een astolerantie van p6 of r6; bij een roterende buitenring moet de behuizingspassing K7 of M7 zijn. Monteer met een inductieverhitter en sla nooit op het ringvlak. Noteer de interne speling voor en na de montage en bevestig dat de reductie overeenkomt met de verwachte 60-80% van de perspassing. Na het eerste uur zou de temperatuur van de behuizing zich binnen het bereik van 60-90 °C moeten bevinden; een stijging boven de 100 °C betekent dat de spelingsklasse of het smeermiddel verkeerd is.

Afbladderen aan één kant van de loopring: verkeerde uitlijning of een vervormde behuizingsboring.
Remsporen op de rollen: onvoldoende belasting of te lichte radiale passing.
Fretten op de aszitting: een losse passing of een buigende as.
Donker, droog vet aan de kooi: het nasmeerinterval is te lang.

Definieer P Equivalente belasting met servicefactor.

Corrigeer de snelheidsgrens Controleer de grenssnelheid en het kooimateriaal.

Kies ontruiming CN, C3 of C4 tegen stuipen en hitte.

Bevestig pasvormen p6/r6 as, K7/M7 behuizing.

Commissie Noteer de speling, controleer de temperatuur, controleer de smering.

Pad met het laagste risico: voor warme posities kiest u C3; voor schokken kiest u 22300; voor hoge snelheid kiest u 23000; en controleer voor elke positie de viscositeitsverhouding vóór inbedrijfstelling. De gedetailleerde selectieroutine, inclusief grenssnelheid en belastinggevallen, wordt beschreven in ons afzonderlijk document selectiegids voor tonlagers .

Veelgestelde vragen

Duidelijke antwoorden op de vragen die het vaakst opkomen als tonlagers worden gespecificeerd voor zware industriële apparatuur.

Wat is het verschil tussen de 22200- en 22300-serie?

Beide series bestrijken hetzelfde asdiameterbereik, maar een 22300-lager gebruikt aanzienlijk grotere rollen. Bij een boring van 100 mm heeft de 22320 een dynamisch draagvermogen van bijna 540 kN, terwijl de 22220 ongeveer 285 kN bedraagt. Kies 22300 voor brekers, zeven en persen; kies 22200 voor transportbanden en ventilatoren.

Hoeveel axiale belasting kan een tonlager verdragen?

Togellagers ondersteunen gecombineerde belastingen in beide axiale richtingen. Bij een gemiddelde radiale belasting bedraagt de bruikbare axiale belasting ongeveer een derde van de dynamische radiale belasting. Controleer bovendien de X- en Y-factoren uit de catalogus, omdat de verhouding tussen axiale en radiale belasting rechtstreeks van invloed is op de equivalente belasting P.

Hoeveel verkeerde uitlijning is acceptabel?

Standaardseries tolereren tot 2 graden statische hoekafwijking tussen de hartlijnen van de as en de behuizing, en sommige ontwerpen uit de lichte serie bereiken 3 graden. Deze toeslag heeft betrekking op asdoorbuiging en montagefouten, niet op een verbogen as of een bezinkende fundering. Controleer het contactpatroon na de eerste run als de toepassing de limiet nadert.

Hoe vaak moet het lager opnieuw worden gesmeerd?

Een vetgesmeerd tonlager op een transportbandschijf met een toerental van 180 t/min moet doorgaans elke 1.000-2.000 bedrijfsuren opnieuw worden gesmeerd, en bij elke hersmering moet 10-15% van het vetvolume worden verwijderd. Hete, langzame rollen in ovens moeten mogelijk elke 500 uur opnieuw worden gesmeerd, terwijl de werking van de schone ventilator kan oplopen tot 4.000 uur. Oliegesmeerde systemen kunnen het beste worden beheerd door regelmatige olieanalyse.