Als ingenieur weet je hoe belangrijk het is om precies, accuraat en betrouwbaar te zijn.
Maar heeft u er ooit over nagedacht hoeveel het eenvoudige kogellager bijdraagt āāaan deze belangrijke eigenschappen in een breed scala aan technische toepassingen? Kogellagers worden in alles gebruikt, van auto's tot ruimtevaartuigen tot medische apparaten tot robots.
Ze laten onderdelen vrij bewegen en verminderen wrijving tussen bewegende en vaste onderdelen.
Of je nu een nieuwe technische student bent of een doorgewinterde ingenieur die meer wil leren, dit artikel laat je kennismaken met de wereld van kogellagers en legt uit waarom ze zo belangrijk zijn op zoveel technische gebieden.
Dus maak je veiligheidsgordels vast en laten we beginnen aan deze interessante reis in de wereld van kogellagers.
Inleiding tot kogellagers
Formele definitie:
Een wentellager zorgt voor een vrije beweging tussen bewegende en vaste delen door middel van kogels die zijn ingesloten tussen buitenste en binnenste ringen.
Kogellagers zijn een belangrijk onderdeel van veel industrieƫn, zoals transport, elektronica, productie en het proces waarbij papier in verschillende soorten papier wordt omgezet.
De taak van een kogellager is om wrijving te verminderen en zowel radiale als axiale belastingen te ondersteunen.
Het doet dit door ten minste twee races te gebruiken om de ballen op hun plaats te houden en de ladingen door de ballen te leiden.
Meestal is de ene race vast en de andere bevestigd aan het samenstel of de as die beweegt.
Wanneer de binnenring draait, rollen de ballen rond de binnenloopbaan.
De buitenste ring daarentegen blijft stil staan.
Deze rollende beweging vermindert de wrijving en maakt de beweging soepel.
Hoe kogellagers werken
Het idee achter een peiling is simpel: dingen kunnen beter rollen dan glijden.
Lagers verminderen wrijving door het gebruik van gladde metalen kogels of rollen en gladde metalen oppervlakken aan zowel de binnen- als buitenkant van het lager.
Deze ballen of rollen "dragen" het gewicht, waardoor het apparaat gemakkelijk kan draaien.
De meeste kogellagers worden gemaakt door vier onderdelen in elkaar te zetten:
- Een grote buitenste ring (of een buitenste loopring die niet beweegt).
- Een kleinere binnenring (of roterende binnenring) die is bevestigd aan het roterende samenstel of de as.
- Rijen ballen zitten vast tussen de loopbanen van twee ringen.
- Een kooi of scheidingswand die de ballen op hun plaats houdt en voorkomt dat ze elkaar raken.
Veelvoorkomende soorten kogellagers
Op basis van hoe ze zijn gemaakt, zijn er twee soorten kogellagers:
- Conrad Types: Deze lagers hebben een enkele rij kogels tussen twee loopbanen.
Ze kunnen zowel radiale als axiale belastingen aan, maar de hoeveelheid axiale belasting die ze aankunnen is meestal beperkt.
Typen met maximale capaciteit: Deze lagers hebben meer kogels dan Conrad-types, zodat ze zwaardere belastingen in radiale richting aankunnen.
Maar ze zijn niet zo goed in het omgaan met axiale belastingen.
Kogellagers kunnen ook in drie typen worden opgesplitst op basis van het gewicht dat ze kunnen dragen.
- Radiale lagers: deze lagers ondersteunen belastingen die loodrecht op de rotatieas staan.
- Stuwkrachtlagers: Deze lagers ondersteunen belastingen die evenwijdig zijn aan de rotatieas en worden axiale belastingen genoemd.
Hoekcontactlagers kunnen tegelijkertijd zowel radiale als axiale belastingen opnemen.
Ontdek de opwinding van kogellagers in de techniek
Nog steeds moeilijk te begrijpen? Laat me het standpunt een beetje veranderen:
Je technische werk interessanter maken? Wilt u uw nieuwste project interessanter maken? Nou, we weten precies wat we moeten doen: vergeet ingewikkelde algoritmen, nieuwe materialen en geavanceerde technologie.
Nee, een goede ouderwetse kogellager is alles wat je nodig hebt om de boel echt op te schudden.
Ja, die kleine bolletjes die vrije beweging mogelijk maken tussen delen die bewegen en delen die niet bewegen.
Klinkt saai, nietwaar? Nou, je hebt het mis.
Omdat, zoals we binnenkort zullen ontdekken, kogellagers misschien wel het meest ironisch opwindende onderdeel zijn in de wereld van engineering.
OkƩ, dat was maar een grap gemaakt om eruit te zien als een tv-reclame.
Laten we nu teruggaan naar de uitleg.
Componenten en soorten kogellagers
Soorten kogellagers
Kogellagers zijn mechanische samenstellingen die bestaan āāuit rollende onderdelen en meestal binnen- en buitenringen.
Ze kunnen worden gebruikt voor assen die in een rechte lijn draaien of bewegen.
Er zijn verschillende soorten kogellagers en elk heeft zijn eigen kenmerken en toepassingen.
- Diepgroefkogellagers.
Het meest voorkomende type kogellager is er een met een diepe groef.
Ze hebben diepe groeven voor de loopbanen en de binnen- en buitenringen hebben cirkelbogen die net iets groter zijn dan de ballen.
Dankzij dit ontwerp kunnen de lagers zowel radiale als axiale belastingen aan en werken ze op hoge snelheden terwijl ze beperkte axiale belastingen, stuwkrachtbelastingen of beide dragen.
Groefkogellagers kunnen in veel verschillende dingen worden gebruikt, zoals ventilatoren, motoren, industriƫle machines, autowielen en huishoudelijk gereedschap.
Kogellagers met hoekcontact.
Hoekcontactkogellagers zijn goed voor gecombineerde belastingen waarbij zowel radiale als axiale krachten moeten worden overgebracht.
Ze zijn gemaakt om zowel radiale als stuwkrachtbelastingen aan te kunnen, waardoor ze perfect zijn voor situaties waarin beide soorten belastingen veel voorkomen.
Deze lagers kunnen veel kracht in Ć©Ć©n richting aan, en sommige eenrijige lagers zijn gemaakt om in paren te worden gemonteerd om er het maximale uit te halen.
Ze worden vaak gebruikt in pompen, compressoren, elektromotoren, landbouw, chemische industrie, algemene industrie, nutsbedrijven en vele andere industriƫle toepassingen.
- Kogellagers die zichzelf uitlijnen.
De beste manier om radiale krachten op te vangen is met zelfinstellende kogellagers.
Ze zijn gemaakt om twee rijen ballen te hebben en een toevoerkanaal voor alle ballen in de buitenste ring.
Dit unieke ontwerp zorgt ervoor dat het lager zichzelf uitlijnt en elke verkeerde uitlijning tussen de as en de behuizing compenseert.
Hierdoor is de kans kleiner dat de verkeerde uitlijning schade veroorzaakt.
Zelfuitlijnende kogellagers worden vaak gebruikt in zaken als drukpersen, textielmachines en landbouwwerktuigen.
- Koppel Kogellagers.
Stuwkrachtkogellagers zijn gemaakt om te werken met belastingen die in dezelfde richting duwen als de as van het lager.
Ze kunnen axiale belastingen aan omdat ze een rollend onderdeel hebben dat een bal of een cilinder is.
Meestal worden deze lagers gebruikt in zaken als autotransmissies, ruimtevaartsystemen en werktuigmachines.
- Kogellagers van keramiek.
Keramische kogellagers worden op dezelfde manier gemaakt als stalen kogellagers, maar in plaats van stalen kogels gebruiken ze kogels gemaakt van keramisch siliciumnitride (Si2N4).
Keramische kogellagers zijn in een aantal opzichten beter dan stalen kogellagers, waaronder dat ze gemakkelijker te rollen zijn omdat hun oppervlakken gladder zijn en hun afmetingen uniformer zijn.
Ze zijn ook duurzamer omdat ze harder zijn dan staal en ze verliezen minder energie door minder wrijving, waardoor apparatuur efficiƫnter en langer kan werken.
Keramische kogellagers worden vaak gebruikt in hoogwaardige toepassingen zoals ruimtevaart, raceauto's en hoogwaardige industriƫle machines.
Componenten van kogellagers
Kogellagers hebben drie hoofdonderdelen: een binnenring, een buitenring en iets dat rolt.
Het deel dat beweegt is een bal of een rol en het beweegt langs de loopbaan of het pad dat is gemaakt in de buitenste en binnenste ringen.
De balhouder of separator zorgt ervoor dat de ballen niet tegen elkaar wrijven, zodat ze vrij kunnen bewegen.
Kogellagers houden de kogels op hun plaats en laten er ladingen doorheen gaan door ten minste twee loopringen te gebruiken om de kogels op hun plaats te houden.
De ene loopring is verbonden met het deel dat draait (zoals een as of naaf), en de andere is vast (zoals een behuizing).
Kogellagers hebben een zeer lage wrijving omdat ze rollende wrijving gebruiken in plaats van glijdende wrijving.
De ringen en kogellagers zijn gemaakt met hoge toleranties en rondheid, en ze zijn veel gepolijst om de rotatie soepel te laten verlopen.
Dit vermindert het koppel of de draaiweerstand veroorzaakt door wrijving.
Waar het lager voor wordt gebruikt, heeft ook invloed op hoe breed het is.
Dunne lagers worden bijvoorbeeld gebruikt als er niet veel ruimte is.
Het verschil in diameter en breedte tussen de buiten- en binnenring wordt tot een minimum beperkt.
Hierdoor is het mogelijk om kleine ontwerpen te maken.
Productie en onderhoud van kogellagers
Fabricage van kogellagers
Kogellagers zijn belangrijke onderdelen van veel industriƫle machines en gereedschappen die draaien, zoals autowielen, spindels van werktuigmachines en pompen.
De meeste kogellagers zijn gemaakt van chroomstaal met een hoog koolstofgehalte, ook wel chroomstaal genoemd, omdat het niet duur is en lang meegaat.
Maar lagers kunnen ook worden gemaakt van bijvoorbeeld roestvrij staal, keramiek, plastic of zelfs glas.
Kogellagers worden gemaakt in een proces dat stappen omvat zoals vormen, snijden, wassen, demagnetiseren, warmtebehandeling, slijpen, honen, leppen en alles in elkaar zetten.
De eerste stap is om een āādraad of staaf in slakken te snijden, dit zijn kleine stukjes.
De hoeveelheid materiaal die nodig is voor de slak is iets meer dan wat nodig is voor het afgewerkte kogellager.
De slak wordt vervolgens door een reeks maal- en polijststappen in een bal veranderd.
Daarna worden de ballen met warmte behandeld om ze sterker te maken.
De laatste stappen zijn slijpen en leppen, waardoor ze hun uiteindelijke maat en afwerking krijgen.
Gewoonlijk is de kooi voor de ballen gemaakt van dun staal, maar sommige lagers gebruiken nu kooien van gegoten plastic omdat ze goedkoper zijn en minder wrijving veroorzaken.
Maar plastic kooien worden vaker gebruikt in toepassingen met lage belasting en lage snelheid, terwijl stalen kooien nog steeds veel worden gebruikt in veel industriƫle toepassingen.
AISI 440C roestvrij staal, evenals andere soorten roestvrij staal, keramiek en glas worden ook gebruikt om lagerkogels te maken.
Keramische ballen zijn goed voor gebruik in omgevingen die zeer corrosief zijn of zeer hoge temperaturen hebben.
Verschillende soorten kunststof zijn goed tot zeer goed bestand tegen corrosie, maar ze zijn alleen goed voor lage belasting en lage snelheid.
Onderhoud en vervanging van kogellagers
Problemen met en defecten aan lagers komen vrij vaak voor, maar ze kunnen worden gestopt of verholpen door enkele maatregelen te nemen.
Kogellagers hebben meestal problemen met smering, hoge temperaturen, vervuiling, onjuist gebruik en installatie, overbelasting, verkeerde uitlijning, slechte montage en corrosie.
Om te voorkomen dat deze veelvoorkomende problemen optreden, moet u de machine smeren zoals de fabrikant u dat zegt.
De zegels moeten vaak worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat ze niet verbroken zijn of niet werken.
Zorg ervoor dat de as en het lagerhuis goed zijn uitgelijnd om verkeerde uitlijning te voorkomen.
Zorg ervoor dat het lager goed past op een as met de juiste maat.
Onderhoudscontroles moeten regelmatig worden uitgevoerd om eventuele problemen op te sporen voordat ze erger worden.
Verschillende geluiden en tekens kunnen u helpen erachter te komen of een kogellager kapot is.
Het meest voorkomende teken is een ruw, knarsend geluid afkomstig van het wiellager dat verandert afhankelijk van hoe snel de auto rijdt.
Andere geluiden zijn onder meer zoemende, rommelende of grommende geluiden die luider worden wanneer het voertuig versnelt of draait.
Een slecht wiellager kan ook geluiden maken zoals tjilpen, piepen of grommen die in cycli gaan.
Er zijn andere tekenen van een slecht kogellager dan hoe het klinkt.
Sommige hiervan zijn te veel speling wanneer het wiel heen en weer wordt geschommeld, de auto te los zit, het stuur trekt en de auto te heet wordt.
Wanneer het lager erg versleten is en op het punt staat defect te raken, merkt u misschien ook dat de auto niet goed rijdt of dat de banden op verschillende plaatsen verslijten.
Hoeveel het kost om een āākogellager te vervangen, hangt af van het merk en model van de auto, waar het zich bevindt en hoeveel de monteur in rekening brengt.
Het lager zelf kost meestal tussen $ 50 en $ 200, afhankelijk van het type en de kwaliteit (op het moment van schrijven).
Afhankelijk van hoe moeilijk de klus is en hoeveel de monteur per uur in rekening brengt, kunnen arbeidskosten $ 100 tot $ 200 toevoegen aan de totale kosten.
Als de vervanging de manier verandert waarop de auto is uitgelijnd, kan het zijn dat er een extra uitlijnservice nodig is, die tussen de $ 60 en $ 100 kan kosten.
Als je niet veel ervaring hebt met het repareren van auto's, moet je niet zelf proberen een kogellager te vervangen.
Voordelen en toepassingen van kogellagers
Kogellagers worden veel gebruikt in de techniek wanneer een soepele en nauwkeurige beweging nodig is.
Verminderde wrijving en verhoogde efficiƫntie
Het grootste voordeel van kogellagers is dat ze wrijving verminderen en dingen efficiƫnter laten lopen.
Kogellagers hebben een lagere wrijvingscoƫfficiƫnt dan glijlagers, wat betekent dat ze minder energie nodig hebben om te werken.
Dit maakt ze perfect voor gebruik op hoge snelheid in industrieƫn zoals machines, auto's en ruimtevaart.
Omdat er minder wrijving is, is er minder warmte van het contact tussen de oppervlakken.
Hierdoor slijten de lagers minder en gaan ze langer mee.
Verbeterde prestaties en duurzaamheid
Kogellagers kunnen ervoor zorgen dat apparatuur beter loopt en langer meegaat als ze erin worden gebruikt.
Ze voorkomen dat de apparatuur verslijt door de wrijving en trillingen te verminderen die deze na verloop van tijd kunnen beschadigen.
Omdat kogellagers slijtage verminderen, verminderen ze ook de noodzaak van onderhoud en vervanging van apparatuur, wat tijd en geld bespaart.
Kogellagers breken ook minder snel omdat hun ontwerp de belasting gelijkmatig over de rollende elementen verdeelt.
Toepassingen van kogellagers
Kogellagers worden gebruikt in een breed scala aan technische taken, inclusief maar niet beperkt tot:
Kogellagers worden gebruikt in verschillende onderdelen van auto's, zoals de motoren, transmissies en wielen.
Kogellagers worden gebruikt in de motoren, het landingsgestel en de besturingssystemen van vliegtuigen in de lucht- en ruimtevaartindustrie.
Kogellagers worden gebruikt in werktuigmachines, pompen en elektromotoren in de machine-industrie.
In de robotica-industrie worden gewrichten en actuatoren gemaakt met kogellagers.
- Medische apparatuur: Kogellagers worden gebruikt in diverse medische apparatuur, zoals tandartsboren en MRI-machines.
Kogellagerscharnieren
Kogellagers worden ook in de bouw gebruikt, vooral in de vorm van kogellagerscharnieren.
De verborgen lagers tussen de knokkels van deze scharnieren maken het gemakkelijker om deuren te openen en te sluiten met minder wrijving.
Dit is vooral handig bij zwaardere deuren, zoals deuren bij een ingang of deuren die zichzelf automatisch sluiten.
Kogellagerscharnieren zijn stevige scharnieren die langer meegaan dan gewone scharnieren.
Dit maakt ze de beste keuze voor commercieel gebruik waar duurzaamheid belangrijk is.
Wat is dragen? Soorten lagers en hoe ze werken?
Tip: Schakel de ondertitelingsknop in als je die nodig hebt. Kies "automatische vertaling" in de instellingenknop, als u de gesproken taal niet kent. Mogelijk moet u eerst op de taal van de video klikken voordat uw favoriete taal beschikbaar komt voor vertaling.
Conclusie
Nu we klaar zijn met het leren over kogellagers, is het de moeite waard om even stil te staan āābij hoeveel deze kleine onderdelen de technische wereld hebben veranderd.
Ze zien er misschien uit als kleine, gewone onderdelen, maar zoveel machines en apparaten die we dagelijks gebruiken, zouden niet zonder ze werken.
Kogellagers zijn de onbezongen helden van de moderne techniek.
Ze worden in alles gebruikt, van de motor van uw auto tot de bewegingen van een chirurgische robot.
Dus de volgende keer dat je een kogellager ziet, stop dan even en bedenk hoeveel het heeft geholpen om van onze wereld een technologisch wonder te maken.
En terwijl u de grenzen blijft verleggen van wat mogelijk is in uw eigen technische werk, laat de eenvoudige kogellager u eraan herinneren hoe krachtig zelfs de kleinste en wat de minst belangrijke onderdelen lijken te zijn.
Delen opā¦
