Hva er lagerforspenning? Stivhet og presisjon • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er lagerforspenning? Stivhet og presisjon • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er lagerforspenning? Stivhet og presisjon

Publisert av admin på

Forstå lagerforspenning

Definisjon: Hva er lagerforspenning?

Lagerforspenning (også kalt forbelastning eller initialbelastning) er en kontrollert trykkbelastning som med hensikt påføres et lager for å eliminere indre belastninger klarering og skape en liten forstyrrelse mellom rulleelementer og løpebaner. Forspenning sikrer at alle rulleelementer er i kontinuerlig kontakt med løpebanene under alle driftsforhold, noe som eliminerer den lille mengden intern slark som ellers ville eksistere. Dette skaper et stivere, mer presist lagersystem med forbedret lastfordeling og vibrasjonsmotstand.

Forspenning er viktig i applikasjoner som krever høy stivhet, presis akselposisjonering eller drift med varierende eller oscillerende belastninger. Det er standard praksis i maskinverktøyspindler, presisjonsinstrumenter og høyhastighetsmaskiner der ustabilitet forebygging er kritisk.

Formål og fordeler

1. Økt stivhet

Den primære fordelen med forhåndsbelastning:

  • Eliminerer klaring som tillater avbøyning under belastning
  • Alle rulleelementer er i kontakt, og fordeler lasten over alle elementene
  • Lagerstivheten kan øke 2–5 ganger sammenlignet med uforbelastet lager
  • Reduserer akselavbøyning og forbedrer systemets stivhet

2. Forbedret nøyaktighet og presisjon

  • Eliminerer akselkast fra lagerklaring
  • Gir presis og repeterbar akselposisjonering
  • Kritisk for presisjonsmaskiner (maskinverktøy, måleinstrumenter)
  • Reduserer vibrasjon fra ryddingsrelaterte påvirkninger

3. Forebygging av skrensing

  • Sørger for at rulleelementene virkelig ruller i stedet for å skli
  • Spesielt viktig under lette belastninger eller høye hastigheter
  • Skrensing forårsaker rask lagerslitasje og overflateskade
  • Forspenning opprettholder tilstrekkelig kontaktkraft for ren valsing

4. Støyreduksjon

  • Eliminerer skrangling fra innvendig klaring
  • Gir stillere og jevnere drift
  • Viktig for bruk i nærheten av personell eller sensitivt utstyr

5. Forbedring av stabilitet

I rotordynamikk:

  • Økt lagerstivhet øker kritiske hastigheter
  • Forbedrer demping kjennetegn
  • Forhindrer lagerindusert ustabilitet
  • Reduserer mottakeligheten for ytre vibrasjoner

Typer forhåndsbelastning

1. Fast (stiv) forspenning

Konstant forspenning uavhengig av temperatur eller hastighet:

  • Metode: Avstandsstykker, shims eller låsemuttere satt til en bestemt posisjon
  • Kjennetegn: Høy stivhet, presis kontroll
  • Begrensninger: Kan øke med temperaturen, risiko for overbelastning
  • Bruksområder: Maskinverktøyspindler, presisjonsutstyr

2. Fjærforspenning (elastisk)

Forspenning opprettholdt av fjærer, noe som tillater termisk kompensasjon:

  • Metode: Bølgefjærer, Belleville-skiver eller spiralfjærer
  • Kjennetegn: Tillater termisk vekst uten overbelastning
  • Fordeler: Mer tilgivende for temperaturendringer
  • Bruksområder: Bruksområder med temperaturvariasjon, mindre kritiske presisjonskrav

Forhåndslastingsmetoder

Aksial forspenning (vanligst)

Montering ansikt mot ansikt eller rygg mot rygg

  • To vinkelkontaktlagre montert motsatt av hverandre
  • Aksialkraft påført skyver lagrene sammen
  • Eliminerer aksial klaring i begge retninger
  • Standard for maskinverktøy og høypresisjonsapplikasjoner

Justerbar forspenning

  • Låsemutter eller gjenget holder justert for å stille inn forspenning
  • Målt ved hjelp av dreiemoment, aksialkraft eller lagertemperaturstigning
  • Kan justeres under montering eller vedlikehold

Radial forspenning

  • Interferenspasning mellom løpene og akselen/huset skaper radial klem
  • Rulleelementer komprimert radialt mellom løpene
  • Mindre vanlig enn aksial forspenning
  • Brukes i noen forseglede lagre og spesielle applikasjoner

Valg av forhåndslastingsstørrelse

Lett forhåndsbelastning

  • Makt: 1-5% av dynamisk lasteklassifisering for lager
  • Fordeler: Forbedret stivhet med minimal friksjonsøkning
  • Bruksområder: Generelle presisjonsmaskiner

Middels forhåndsbelastning

  • Makt: 5-10% med dynamisk vurdering
  • Fordeler: Høy stivhet, god nøyaktighet
  • Bruksområder: Maskinverktøyspindler, presisjonsdrev

Tung forbelastning

  • Makt: 10-20% med dynamisk vurdering
  • Fordeler: Maksimal stivhet og stabilitet
  • Begrensninger: Høy friksjon, varmeutvikling, redusert levetid
  • Bruksområder: Ultrapresisjonsapplikasjoner, krav til lav hastighet og høy stivhet

Ulemper og hensyn

Økt friksjon og varme

  • Forbelastning øker kontaktbelastninger og friksjon
  • Driftstemperaturen stiger (vanligvis 5–20 °C over uforbelastet)
  • Høyere temperaturer akselererer nedbrytning av smøremiddel
  • Kan kreve forbedret kjøling eller smøring

Redusert lagerlevetid

  • Forbelastning øker driftsbelastningen
  • Beregning av lagerlevetid må inkludere forspenningseffekten
  • For høy forspenning kan redusere levetiden dramatisk
  • Avveining: stivhet/presisjon vs. levetid

Termisk følsomhet

  • Fast forspenning øker med temperaturøkning (differensiell ekspansjon)
  • Kan føre til overbelastning hvis termisk vekst ikke tas i betraktning
  • Fjærforspenningen tar hensyn til termiske endringer
  • Designet må ta hensyn til driftstemperaturområdet

Bruksområder

Der forhåndsbelastning er viktig

  • Maskinverktøyspindler: Sliping, fresing og dreiing av spindler som krever presisjon og stivhet
  • Høyhastighetsutstyr: Forhindrer skliing og ustabilitet
  • Presisjonsinstrumenter: Måleutstyr, optiske systemer
  • Oscillerende belastninger: Applikasjoner med lastreversering eller varierende belastninger
  • Momentbelastninger: Lagre utsatt for vippemomenter

Der forhåndsbelastning ikke anbefales

  • Høytemperaturapplikasjoner (risiko for termisk overbelastning)
  • Svært høy hastighet (problemer med friksjon og varme)
  • Tunge støtbelastninger
  • Når lang lagerlevetid prioriteres over stivhet
  • Generelle industrielle applikasjoner der presisjon ikke er kritisk

Lagerforspenning er et kraftig verktøy for å forbedre lagersystemets ytelse, gi økt stivhet, forbedret nøyaktighet og forhindre skrens og ustabilitet. Imidlertid må den spesifiseres og anvendes nøye, med tanke på avveiningene med økt friksjon, varme og potensiell levetidsreduksjon, for å oppnå optimal ytelse for hver spesifikke applikasjon.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp