Forstå lagerklaring
Definisjon: Hva er lagerklaring?
Lagerklaring (også kalt intern klaring eller lagerklaring) er den totale avstanden som en lagerring kan forskyves i forhold til den andre ringen i radial retning (radial klaring) eller aksial retning (aksial klaring) før rulleelementene kommer i kontakt med begge lagerringene samtidig. Enklere sagt er det mengden "løshet" eller "klaring" som er innebygd i et lager før montering, noe som gir rom for termisk ekspansjon, lastavbøyning og interferenspasningseffekter.
Riktig lagerklaring er avgjørende for optimal lagerytelse, og påvirker lastfordeling, friksjon, støy, driftsnøyaktighet og levetid. For liten klaring forårsaker overoppheting og for tidlig svikt; for mye klaring forårsaker støy., vibrasjon, og unøyaktig akselposisjonering.
Typer lagerklaring
1. Radial innvendig klaring
Den mest vanlige angitte typen:
- Definisjon: Avstanden den indre ringen kan bevege seg radialt i forhold til den ytre ringen
- Mål: Med én løpebane fast, mål maksimal radial forskyvning av den andre løpebanen
- Typiske verdier: 5–50 mikrometer (0,0002–0,002 tommer) for små til mellomstore lagre
- Påvirker: Radial stivhet, lastfordeling, radial løpsnøyaktighet
2. Aksial innvendig klaring
Viktig for visse lagertyper:
- Definisjon: Avstanden mellom indre ring og ytre ring kan bevege seg aksialt
- Relevant for: Vinkelkontaktlagre, koniske rullelagre
- Innstilling: Ofte justerbar ved hjelp av shimsing eller mutterstramming
- Påvirker: Aksial stivhet, forspenning, skyvekraftkapasitet
Klaringsklassifiseringer
Lagre produseres med standardiserte klaringklasser:
ISO-klareringsgrupper
- C2: Klaring mindre enn normalt (strammere)
- CN (Normal): Standardklaring for de fleste bruksområder
- C3: Klaring større enn normalt (løsere)
- C4: Klaring større enn C3 (enda løsere)
- C5: Klaring større enn C4 (maksimal standardklaring)
Utvalgskriterier
Velg passende klaring basert på bruksområde:
- C2 (Tett): Lavstøysapplikasjoner, minimalt behov for akselkast, lave driftstemperaturer
- CN (Normal): Standard for de fleste generelle industrielle applikasjoner
- C3 (Løs): Høye presspasninger, høye driftstemperaturer, tunge belastninger, sfæriske rullelagre
- C4, C5: Svært høye temperaturer, svært kraftige presspasninger, store lagre med betydelig termisk ekspansjon
Faktorer som påvirker driftsklarering
Innledende vs. driftsklarering
Klaringen endres fra installasjon til drift:
Faktorer for reduksjon av klarering
- Interferenspasning (aksel): Tett passform på akselen utvider den indre ringen, noe som reduserer klaringen (vanligvis 70-80% for interferens)
- Interferenspasning (hus): Tett passform i huset komprimerer den ytre ringen, noe som reduserer klaringen (vanligvis 10-20% for interferens)
- Driftstemperatur: Indre løp (roterer med akselen) vanligvis varmere enn ytre løp, differensiell ekspansjon reduserer klaringen
- Laste: Påført last deformerer elastisk løpebanene, noe som reduserer effektiv klaring
Faktorer for økning av klarering
- Lagerslitasje: Materialfjerning øker klaringen over tid
- Plastisk deformasjon: Brinelling eller bulking øker klaringen
- Rasekryp: Utilstrekkelig interferens gjør at løpene kan rotere i passformene sine og slite spor
Beregning av driftsklaring
Endelig driftsklarering må ta hensyn til alle effekter:
- Driftsklaring = Startklaring – Pasningsreduksjon – Termisk reduksjon + Slitasje
- Riktig design sikrer at den endelige driftsklaringen er liten positiv verdi
- Null eller negativ driftsklaring forårsaker forspenning, noe som øker friksjon og varme
Konsekvenser av feil klarering
For liten klaring (trangt lager)
- Overdreven friksjon: Høye kontaktbelastninger øker friksjon og varmeutvikling
- Overoppheting: Kan nå destruktive temperaturer (> 120 °C)
- For tidlig tretthet: Høye belastninger akselererer lagerutmattingsforbruk
- Støy: Stramme lagre kan forårsake høyfrekvent skriking
- Risiko for anfall: Ekstreme tilfeller kan føre til at lagrene skjørner
For mye klaring (løst lager)
- Støtbelastning: Rulleelementer støter på løpebaner under lastreversering
- Støy: Hørbare raslende eller bankende lyder
- Vibrasjon: Økt vibrasjon fra støt og ujevn lastfordeling
- Redusert nøyaktighet: Overdreven akselkast og posisjoneringsfeil
- Akselerert slitasje: Støtbelastning og skrens akselererer slitasje
- Skade på buret: For stor klaring kan skade buret
Målemetoder
Før installasjon (umontert lager)
Måling av radial klaring
- Støtt ytre ring, påfør liten radial belastning på indre ring
- Mål forskyvning med måleur
- Typiske verdier: 10–30 µm for mellomstore lagre
- Sammenlign med produsentens spesifikasjoner
Følelsesmetode (kvalitativ)
- Hold ett løp og flytt det andre for hånd
- Erfarne teknikere kan vurdere om det er passende klaring
- Ikke presis, men nyttig for rask verifisering
Etter installasjon
Aksial forskyvningsmetode
- For monterte lagre, bruk aksialkraft
- Mål aksial forskyvning (relaterer seg til radial klaring)
- Krever tilgang til akselenden
Vibrasjonsanalyse
- For stor klaring viser seg som økt høyfrekvent vibrasjon
- Påvirkningssignaturer i tidsbølgeform
- Endringer i bærende naturlige frekvenser
Retningslinjer for valg av klaring
Hensyn til temperaturøkning
- Estimer lagertemperaturøkning (vanligvis 20–60 °C over omgivelsestemperatur)
- Beregn differensiell ekspansjon mellom indre og ytre løp
- Velg startklaring for å gi optimal driftsklaring
- Tommelfingerregel: 1 µm klaringreduksjon per °C temperaturforskjell for et lager med 100 mm diameter
Kompensasjon for interferensjustering
- Tett akseltilpasning: Bruk C3 eller C4 for å kompensere for utvidelse av indre lagergang
- Løs akseltilpasning: CN eller C2 kan være passende
- Effekter på hustilpasning er vanligvis mindre signifikante enn akseltilpasning
Applikasjonsspesifikt valg
- Presisjonsapplikasjoner: C2 eller CN for minimalt utkast
- Elektriske motorer: C3 vanlig på grunn av tette akseltilpasninger og temperaturøkning
- Høytemperaturtjeneste: C4 eller C5 for å ta hensyn til termisk ekspansjon
- Tunge belastninger: C3 eller C4, noe reduksjon av klaring under belastning akseptabelt
Forholdet til vibrasjon og diagnostikk
Effekt på vibrasjonsegenskaper
- For stor klaring gir ikke-lineær vibrasjonsrespons
- Flere harmoniske fra støtbelastning
- Bredbånds høyfrekvent støy
- Uregelmessig vibrasjon ikke proporsjonal med hastighet
Diagnostiske indikatorer
- Økning i det totale vibrasjonsnivået over tid tyder på slitasje som øker klaringen
- Høyfrekvente støt indikerer for stor klaring
- Endringer i lagerstivhet påvirker kritiske hastigheter
- Temperaturovervåking avslører tett lager (høy temperatur) kontra normal
Lagerklaring er en kritisk spesifikasjon som må velges og verifiseres riktig for å sikre optimal lagerytelse. Å forstå hvordan klaring påvirker vibrasjon, støy og lagerlevetid muliggjør bedre lagervalg, riktig installasjonspraksis og effektiv diagnostisk tolkning av lagertilstanden.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									