Peiling (maskinelement)

I maskin- og enhetskonstruksjon er et lager et element ( maskinelement ) for å lede komponenter som kan bevege seg mot hverandre. Sammen med det tekniske leddet er det et av de ledende elementene .

Drivaksel på en propell i to radielle lagre

Lagre muliggjør bevegelser i ønsket frihetsgrad og forhindrer bevegelser i uønskede frihetsgrader. ^[1]

Enkle svinglagre (radiale lagre) og lineære lagre brukes oftest. I begge tilfeller er det nøyaktig en ( $f=1$ ${\ displaystyle f = 1}$ ${\ displaystyle f = 1}$ ) ønsket grad av frihet. Med radiale lagre er bare rotasjon mulig, med lineære lagre er bare oversettelse mulig (gratis) . Noen radielle lagre tillater også oversettelse i rotasjonsaksens retning, slik at de har det $f=2$ ${\ displaystyle f = 2}$ ${\ displaystyle f = 2}$ (Eksempel: radial glidelager ). Radiale lagre som ikke tillater denne oversettelsen er, som et radial-aksialt lager ( Radiaxlager kalt). Et svinglager som tillater tre rotasjoner er det såkalte kuleleddet med $f=3$ ${\ displaystyle f = 3}$ ${\ displaystyle f = 3}$ . (I praksis er to av de tre rotasjonene begrenset i bevegelsesområdet, dvs. den mulige rotasjonsvinkelen er vesentlig mindre enn 360 °.)

Det skilles mellom glidelager og rullelager , avhengig av design eller det aktive prinsippet som brukes. I glidelagre berører de gjensidig bevegelige delene eller er mer eller mindre atskilt fra hverandre med en smørefilm (væske, sjeldnere gassformig). I rullelagre er det rullende elementer (kuler eller ruller) som utfører en rullende bevegelse mellom delene.

Differensiering etter graden av frihet

De fleste vanlige leirnavn indikerer ikke de eksisterende frihetene, men heller de begrensede frihetene i den relative bevegelsen mellom de to delene av leiren.

Radiallager

Et radiallager er et roterende lager, den roterende delen er vanligvis en aksialt forlenget aksel . Den forhindrer to friheter i radialretningen til sitt sirkulære tverrsnitt eller på tvers av akselaksen og kalles derfor også et tverrlager. Antall frihetsgrader som ønskes er $f=1,$ ${\ displaystyle f = 1,}$ ${\ displaystyle f = 1,}$ ytterligere tre friheter skal forhindres. Som regel er akselen bare forhindret i å utføre de to andre rotasjonene ved å utforme at lageret skal ekspanderes betydelig aksialt. Den tilsvarende vippespenningen unngås hvis akselen er utstyrt med et lager i begge ender. Den tredje oversettelsen i rotasjonsaksens retning forhindres vanligvis bare slik at den tåler en betydelig belastning i kulelagre med dype riller . Har et roterende glidelager $f=2$ ${\ displaystyle f = 2}$ ${\ displaystyle f = 2}$ Frihetsgrader hvis den ikke er utformet som et radiallager .

Et annet vanlig navn er bærelager. Dette forklarer at driftskrefter generelt bare virker radielt på maskinrammen via lageret, det vil si at de må fjernes. Selv akselens egenvekt har bare en radial effekt i lageret hvis det er plassert horisontalt.

Trykklager

Selv om det ikke er aksiale krefter, må en aksel forhindres i å utføre aksiale bevegelser. Denne ene friheten skal nektes henne. Hvis det er betydelige aksialkrefter fra drift eller vekt, kreves et spesielt aksiallager som er designet for disse kreftene.

Andre vanlige navn er langsgående lagre, trykklagre og trykklagre . Det kalles et trykklager fordi bare trykkrefter kan overføres mellom de to sammenkoblede glidelagerdelene. Paringstypen er den samme i rullelageret, bare antall sammenkoblinger er større enn en som et resultat av de ekstra rullelementene. Når det gjelder aksiale lagre, indikerer dette at to aksiale paringer / lagre er nødvendige.

Radiax lagre

Et radialt lager av en aksel har bare bevegelsesfrihet i omkretsretningen, som ofte er den eneste ønskede ( $f=1$ ${\ displaystyle f = 1}$ ${\ displaystyle f = 1}$ ). Som glidelager er det for eksempel et enkeltvirkende radiallager som suppleres med to aksialt virkende lagerpar (hver fungerer som et "stopp" i bare én retning). To punktlagre (også kornlagre) i endene av en aksel danner sammen også et radiallager $f=1.$ ${\ displaystyle f = 1.}$ ${\ displaystyle f = 1.}$ Både det radielt og det aksialt virkende formede elementet er inneholdt i spissene. To punktlagre er nødvendige fordi et enkelt punkt ikke absorberer noen kraft i motsatt retning.

Lineære lagre

Et lineært lager brukes til å lede lineær bevegelse mellom to legemer. Antall frihetsgrader er $f=1.$ ${\ displaystyle f = 1.}$ ${\ displaystyle f = 1.}$ Det er den eneste leiren hvis navn avslører hva den tillater (ikke hva den forhindrer).

Lineære glidelagre og lineære kulelager er foringer ledet på runde stenger $f=2,$ ${\ displaystyle f = 2,}$ ${\ displaystyle f = 2,}$ derfor er to av dem montert parallelt for å forhindre rotasjonsfrihet.

Differensiering etter det aktive prinsippet

Radial glidelager

Radialt rullelager

lagre

I glidelageret er de to delene som beveger seg mot hverandre i direkte kontakt . De glir på hverandre mot motstanden forårsaket av glidende friksjon . Dette kan holdes lavt ved å velge et materiale med lav friksjon, ved smøring eller ved å lage en smørefilm som skiller de to kontaktflatene fra hverandre.

Hvis de to delene berører hverandre, noe som er tilfellet med de fleste glidelagre som brukes, oppstår slitasje i kontaktflatene, noe som begrenser levetiden. I tillegg til væsker (hovedsakelig olje, mer sjelden vann), brukes luft ( luftlagre ) også som en separasjonsfilm. Produksjon av en film med såkalt fullsmøring krever ekstra innsats og spesielle driftsforhold.

kulelager

Når det gjelder rullelagre, støttes delene som beveger seg i forhold til hverandre ved hjelp av rullelementer som beveger seg sammen. Ved kontaktpunktene i bevegelse deformeres løpeoverflatene og rullelementene elastisk, noe som fører til rullemotstand som følge av indre friksjon. I de fleste lagre er rullelementene jevnt fordelt fra hverandre ved hjelp av et bur de gnider mot. Alt i alt har rullelager en betydelig lavere motstand mot bevegelse enn glidelagre.

Den relative hastigheten til rullelementene (i tyngdepunktet og buret) er halvparten av deres relative hastighet sammenlignet med de to delene de ruller på: du og buret kjøres med halv hastighet.

En rullende bevegelse finner også sted i et forkantlager som brukes til små frem- og tilbakegående bevegelser. Det er ingen rullende elementer som roterer, men de to delene som skal monteres oppå hverandre utgjør en gjensidig, liten frem- og tilbakegående rullende bevegelse. Rulleflatene er veldig små (lagerkanten er avrundet til et punkt). Det er applikasjoner i vekter , pendelklokker og andre måleenheter med bevegelige deler.

Lagring av skaft

En roterende aksel krever to radiale lagre og ett aksialt lager for statisk bestemt posisjonering.

Hvis det er to trykklagre som vender mot hverandre, er det nødvendig med spesielle tiltak for ikke å hindre den termiske langsgående ekspansjonen av akselen.

Kulelagrene som er ofte brukt kan ikke bare belastes radialt, men også aksialt. For ikke å hindre termisk ekspansjon, er bare ett lager aksialt festet i rammen og på akselen, det "faste lageret". Alle andre lagre er installert som "flytende lagre" enten i rammen eller på akselen, slik at de kan beveges aksialt. For eksempel kan et glidelager eller et rullelager også brukes som et flytende lager som et lager som er aksialt forskyvbart i seg selv.

Andre typer lagring

Magnetiske lagre muliggjør overføring av lagerkrefter uten at de to delene er i kontakt med hverandre.
Begge deler kan også kobles til hverandre via en elastisk tredje del (en fjær) for frem og tilbake roterende bevegelser i liten grad: fjærleddet til en klokkependel , torsjonspendel i den roterende pendelklokken , strekkbånd i bevegelig spole målemekanismer og andre. I disse eksemplene er den elastiske motstanden en del av funksjonen. Imidlertid blir det tidvis akseptert til fordel for den grunnleggende spillfriheten som kan oppnås med en fjærledd.
Se også : solid kroppsledd
Det er også mulig å realisere leddene fra komponentens grunnmateriale, gjennom målrettet svekkelse på definerte punkter, som tillater en bøyning og dermed en relativ bevegelse ved denne solide kroppsleddet . Dette prinsippet brukes i posisjoneringsoppgaver med høy presisjon både i mikrosystemteknologi og i produksjon av rimelige plastprodukter .
Som regel er lagre i konstruksjon ikke ledelementer. De bærer laster, "lagrer" komponenter på andre, for eksempel broer på fundamenter. Tilsvarende, lett bevegelige flytende lagre brukes bare for å kompensere for ekspansjon . For spenningsfri termisk ekspansjon av broer, for eksempel, brukes flytende lagre med et glidelag laget av PTFE eller en vals, som ligger mellom brolegemet og støtten.

Individuelle bevis

^ Siegfried Hildebrand : Feinmechanische Bauelemente. Hanser, 1968, s. 667.

litteratur

Kurt Milowiz blant andre: Forbrenningsmotoren. Bind 8: lagre og smøring. Springer, Wien / New York 1962.
Frank Stopa: Vedlikeholdsfrie plastglidelager . Et bidrag til bruk i ikke-roterende universalledd. VDI-Verlag, Düsseldorf 2003, ISBN 3-18-336501-4 .

Se også

Commons : Bearings - samling av bilder, videoer og lydfiler

Bærende metall

[1] Siegfried Hildebrand : Feinmechanische Bauelemente. Hanser, 1968, s. 667.

[1]