Sleutelfactoren bij het selecteren van cilindrische rollagers voor zware belastingen

Bij een cementfabriek in de provincie Jiangsu faalde een NU2240 in de versnellingsbak van de oven drie keer in acht maanden. Alle drie de vervangingen hadden hetzelfde onderdeelnummer, maar alleen het lager van de derde leverancier overleefde meer dan een jaar. Bij Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company zien we dit patroon vaak: het draagvermogen, de kooi, het materiaal, de speling en de smering bepalen de levensduur meer dan de boringmaat.

Begin met de draagvermogens, niet alleen met de boring

Boringmaat definieert de envelop; de dynamische basisbelasting C definieert de levensduur. Twee NU2206-lagers met dezelfde boring van 30 mm kunnen in C meer dan 10 procent van elkaar verschillen vanwege het aantal rollen en de geometrie van de loopvlakken. C is de belasting waaronder 90 procent van een identieke groep een miljoen omwentelingen in de binnenring voltooit zonder vermoeidheid. C0 bepaalt hoeveel schokken het lager absorbeert voordat de loopvlakken vervormen.

Onderstaande grafiek laat zien waarom de belastingsratio domineert. ISO 281 geeft de basislevensduur aan als L10 = (C/P)^(10/3) miljoen omwentelingen. Vanwege de 10/3 exponent vermindert een onderschatting van 20 procent van de equivalente belasting P de berekende L10-levensduur met ongeveer 45 procent.

Voor een praktisch inzicht, lees onze analyse van cilindrische rollagers in zware machines .

NU200-serie cilindrische rollagers met hoge capaciteit Dit cilindrische rollager met open ontwerp biedt een groot radiaal draagvermogen en stijfheid, met vrije axiale beweging. Het is geschikt voor zware lasten en hoge snelheden, waardoor het relevant is om te begrijpen hoe de opstelling van de ribben de axiale vrijheid regelt. Bekijk Product →

Selecteer de ontwerpcode: NU, NJ, NUP of NF

De ontwerpcode bepaalt waar de as kan meegroeien met de temperatuur en waar hij vast moet blijven. Cilindrische rollagers zijn lijncontactlagers: de rollen raken beide loopbanen langs een lijn, wat een hoge radiale stijfheid geeft, maar vrijwel geen axiale belasting en vrijwel geen verkeerde uitlijning accepteert. NU, N, NJ, NUP en NF beschrijven de ribbenopstelling die de axiale vrijheid regelt.

Voor de positioneerpositie bij een zware tandwielaandrijving is NUP de klassieke keuze omdat deze de as in beide richtingen axiaal fixeert. NJ lokaliseert slechts in één richting en is geschikt voor arrangementen waarbij de tegenovergestelde stuwkracht elders wordt uitgevoerd. Voeg bij zeer zware gecombineerde belastingen een afzonderlijk druklager toe voor het axiale deel.

NJ2200-serie cilinderlagers met enkele rib Dit lager is voorzien van een binnenring met enkele rib en een buitenring met dubbele rib, waardoor het een hoog radiaal draagvermogen en een axiale positionering in één richting biedt. Het is geschikt voor versnellingsbakken en zware machines en sluit aan bij de discussie over locatieposities en kooivereisten. Bekijk Product →

Stem de kooi af op het belastingsspectrum

De kooi is een dragende constructie en geen afstandhouder. Onder trillingen, schokken of omkerend koppel vervormt een zwakke kooi, wordt de rolafstand onregelmatig en beweegt het lager van geluid naar vastlopen. Drie families domineren de specificaties voor zware lasten: machinaal bewerkt messing, gestempeld staal en polyamide.

Onder voortdurende zware radiale belasting geleidt een tweedelige, machinaal bewerkte koperen kooi elke rol in zijn eigen zak en houdt de afstand uniform terwijl de ringen elastisch afbuigen. Een gestempelde stalen kooi is lichter en geschikt voor hogere snelheden met gematigde belasting. Vermijd polyamide boven 120°C of bij agressieve synthetische oliën.

Kies de materiaalkwaliteit voor de schokbehuizing

De materiaalkwaliteit bepaalt of het lager de impact overleeft, niet of het een constante radiale belasting draagt. De meeste cilindrische rollagers zijn van doorgehard SAE 52100 chroomstaal bij 58 tot 62 HRC, voldoende voor continue zware belasting. Waar botsingen routinematig zijn, zoals bij bouwmachines en mijnbouwschoppen, gebruik je gecarbureerd staal: een harde kern met een harde behuizing die kortstondige overbelasting tolereert zonder te barsten. Onze pagina bouwsector behandelt deze toepassingen in detail.

• SAE 52100 (GCr15): standaard voor continue zware radiale belasting met beperkte schokken.
• Gecarbureerd koolstofarm gelegeerd staal: voor brekers, trilschermen en molenaandrijvingen met continue schokbelasting.
• Dimensionaal gestabiliseerde kwaliteiten (S1 tot S3): voor bedrijfstemperaturen boven 150°C waarbij maatstabiliteit belangrijk is.
• Hogere precisieklassen (P6): verbeteren de verdeling van de belasting wanneer de as- of behuizinguitlijning niet perfect kan zijn.

Stel de interne speling en passingen in vóór smering

De interne speling wordt verbruikt door de perspassing en doordat de binnenring heter wordt dan de buitenring. Als de speling nul bereikt, gaan de rollen vastlopen, slippen en besmeuren de loopvlakken. Dat is de reden waarom C3 de standaard is voor zware belastingen, en C4 gereserveerd is voor ernstige schokken of hoge temperatuurverschillen.

Smering is het laatste belastende onderdeel. Voor oliegesmeerde versnellingsbakken onder zware radiale belasting is ISO VG 320 met EP-additieven een gebruikelijke start; posities met lage snelheid en zware schokken gebruiken ISO VG 460 of 680. ISO 281 past de levensduur aan met de viscositeitsverhouding kappa. Streef naar een kappa tussen 2 en 4 en bevestig dat de berekende filmdikte groter is dan de ruwheid van het composietoppervlak.

NUP200-serie dubbelgeribbelde cilindrische rollagers Dit scheidbare ontwerp met twee borgringen aan de zijkant kan radiale belastingen en kleine axiale belastingen aan, waardoor een hoge stijfheid en eenvoudige installatie wordt geboden. Het past in de context van het lokaliseren van posities in tandwielaandrijvingen en de uiteindelijke specificatiebeslissingen voor lagerselectie. Bekijk Product →

Een selectiechecklist voor zware lasten in vijf stappen

Een betrouwbare specificatie bestaat uit vijf opeenvolgende beslissingen, die in de juiste volgorde worden genomen, zodat er geen generieke aanpassing wordt opgelegd aan een niet-gekwantificeerd belastinggeval.

1. Kwantificeer het belastingsspectrum: registreer de maximale radiale belasting, de tijd op elk belastingsniveau, het snelheidsprofiel, de axiale belastingen en schokgebeurtenissen.
2. Selecteer de ontwerpcode: NU voor de zweefpositie, NUP of NJ voor de lokalisatiepositie, gebaseerd op thermische uitzetting.
3. Controleer de waarden: bevestig C en C0 ten opzichte van de berekende equivalente belasting en controleer s0 voor het ergste schokgeval.
4. Kies kooi, materiaal en speling: machinaal bewerkt messing voor trillingen, gecarbureerd staal voor impact, C3 voor zware continue belasting.
5. Definieer passingen en smering: kies de as- en behuizingpassingen uit de tabel met bedrijfsomstandigheden en selecteer vervolgens de olieviscositeit om kappa tussen 2 en 4 te houden.

Veelgestelde vragen

Wat betekenen C en C0 in de specificaties van cilindrische rollagers?

C is de dynamische basisbelasting, de belasting waaronder 90 procent van een identieke lagergroep een miljoen omwentelingen overleeft. C0 is de statische basisbelasting, de belasting die permanente vervorming veroorzaakt van 0,0001 keer de roldiameter bij het zwaarste contact. Gebruik C voor berekeningen van de vermoeiingslevensduur en C0 voor de statische veiligheidsfactor s0 = C0/P0 onder schokomstandigheden.

Wanneer moet ik een NJ-lager gebruiken in plaats van een NUP-lager?

Gebruik NUP waarbij de as axiaal in beide richtingen moet worden geplaatst, wat de standaard vaste positie is bij tandwielaandrijving. Gebruik NJ waar locatie slechts in één richting nodig is en de tegenovergestelde stuwkracht door een ander onderdeel wordt gedragen, omdat de NJ-montage eenvoudiger is en geen losse ribring heeft.

Waarom gebruiken zwaarbelaste cilindrische rollagers normaal gesproken een C3-speling?

Een perspassing op de as en een warmere binnenring nemen tijdens bedrijf een groot deel van de nominale speling weg. Als de speling nul nadert, gaan de rollen vastlopen en slippen, wat vlekken en snel falen veroorzaakt. C3 biedt een veiligheidsmarge voor gemonteerde, warmlopende constructies, en C4 is gereserveerd voor schokbelastingen en hoge temperatuurverschillen.

Kan ik een tonlager vervangen door een cilinderrollager?

Alleen als de uitlijning wordt gecontroleerd. Een standaard cilindrisch rollager accepteert ongeveer 1 tot 2 boogminuten uitlijnfouten, terwijl een tonlager ongeveer 1 graad of meer aankan. Als de as onder belasting doorbuigt, wordt een cilindrisch rollager randbelast en valt het ondanks een hogere radiale beoordeling snel uit. Controleer de uitlijning van de behuizing en de as voordat u de wijziging doorvoert.