Groefkogellagers met diepe groef zijn een type wentellager dat veel wordt gebruikt in verschillende mechanische apparatuur. Vanwege hun eenvoudige structuur, stabiele prestaties en brede toepassing zijn ze in veel industrieën het meest voorkomende type lagers geworden. Door hun ontwerp zijn groefkogellagers niet alleen bestand tegen radiale belastingen, maar ook tegen bepaalde axiale belastingen. Bovendien hebben diepgroefkogellagers door een zorgvuldig ontwerp een lage wrijving en een hoog rendement bereikt en worden ze veel gebruikt in auto's, elektrisch gereedschap, huishoudelijke apparaten en andere uiterst nauwkeurige apparatuur. In dit artikel wordt onderzocht hoe diepgroefkogellagers door hun ontwerp lage wrijving en hoge efficiëntie bereiken.
1. Precisie-rolelement en loopvlakontwerp
De kern van diepgroefkogellagers bestaat uit de rolelementen: stalen kogels en binnen- en buitenloopbanen. Om lage wrijving te bereiken, moet het ontwerp van het lager ervoor zorgen dat het contact tussen de rolelementen en de loopbanen de wrijving minimaliseert. Dit wordt bereikt door de volgende ontwerpelementen:
Glad loopvlakoppervlak: Om wrijving te verminderen, worden de binnen- en buitenloopoppervlakken van groefkogellagers meestal nauwkeurig bewerkt en gepolijst om ervoor te zorgen dat hun oppervlakken glad en onberispelijk zijn. Zeer nauwkeurige loopbanen kunnen de contactweerstand tussen de rolelementen en de loopbanen verminderen, waardoor de wrijving aanzienlijk wordt verminderd.
Precisie van de kogel: De stalen kogels van diepgroefkogellagers moeten een zeer hoge rondheid en gladheid hebben om een gelijkmatiger contact tijdens het rollen te garanderen en de wrijving veroorzaakt door lokaal contact te verminderen. Stalen kogels met hoge precisie verminderen niet alleen de wrijving, maar verbeteren ook de levensduur en betrouwbaarheid van lagers.
Redelijke rolcontacthoek: De rolelementen van groefkogellagers zijn onder een bepaalde hoek verdeeld tussen de binnen- en buitenringen. Dit ontwerp kan de wrijving helpen verminderen en het draagvermogen van het lager vergroten. Door het hoekontwerp te optimaliseren, kan het lager een lage wrijving behouden en de efficiëntie verbeteren bij het dragen van belasting.
2. Hoogwaardige smeertechnologie
Smering is een van de belangrijkste factoren die de wrijving en efficiëntie van groefkogellagers beïnvloeden. Geschikte smeermiddelen kunnen de wrijvingscoëfficiënt van lagers aanzienlijk verminderen, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd en de levensduur wordt verlengd. Bij het ontwerp van groefkogellagers worden doorgaans de volgende smeringsoverwegingen in acht genomen:
Keuze van vet of smeermiddel: Hoogwaardig vet of smeermiddel kan de directe wrijving tussen metalen oppervlakken effectief verminderen, metaalslijtage en oververhitting verminderen. Bij lage snelheid of hoge belasting heeft vet een betere hechting en kan het de slijtage effectief vertragen. Bij hogesnelheidstoepassingen zijn smeermiddelen beter geschikt voor het verminderen van wrijving en warmteaccumulatie.
Gesloten of geïsoleerd ontwerp: Moderne groefkogellagers hebben meestal een afgedicht ontwerp om te voorkomen dat stof, vocht en onzuiverheden het lager binnendringen en de stabiliteit van het vet op lange termijn te behouden. De afdichtring voorkomt niet alleen het binnendringen van externe verontreinigingen, maar houdt ook effectief het smeermiddel in het lager, waardoor wrijving en slijtage worden verminderd en de bedrijfsefficiëntie wordt verbeterd.
Zelfsmerend ontwerp: Sommige hoogwaardige diepgroefkogellagers gebruiken zelfsmerende materialen, zoals grafietsmering, keramische smering, enz. Dit ontwerp vermindert de afhankelijkheid van externe smering, vermindert de wrijvingscoëfficiënt en kan een hoge werkefficiëntie behouden in ruwe omgevingen.
3. Precisie binnen- en buitenringontwerp
Het ontwerp van de binnen- en buitenring van groefkogellagers heeft ook een belangrijke invloed op wrijving en efficiëntie. Redelijke geometrie en toleranties kunnen ervoor zorgen dat de rolelementen soepel in het lager rollen en wrijving minimaliseren.
Materiaalkeuze van binnen- en buitenringen: hoogwaardige lagermaterialen, zoals koolstofstaal chroomstaal of roestvrij staal, hebben een goede slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Deze materialen kunnen wrijving effectief verminderen en de operationele efficiëntie en levensduur van lagers verbeteren.
Tolerantiecontrole van binnen- en buitenringen: Precisietolerantiecontrole is een belangrijke ontwerpmethode om lage wrijving van groefkogellagers te garanderen. Als de pasvorm tussen de binnen- en buitenringen te los is, wordt de opening groter en neemt de wrijving toe; terwijl als de pasvorm te strak is, de wrijving te hoog zal zijn. Daarom zorgt een strikte tolerantiecontrole ervoor dat de pasvorm tussen de binnen- en buitenringen nauwkeuriger wordt, onnodige wrijving wordt verminderd en de bedrijfsefficiëntie wordt verbeterd.
4. Geoptimaliseerd aantal en grootte van rolelementen
Het aantal en de grootte van de rolelementen in groefkogellagers hebben een directe invloed op de wrijving en efficiëntie. Het ontwerp van lagers optimaliseert doorgaans het aantal en de grootte van de rolelementen op basis van de werkelijke belasting en toepassingsvereisten om de efficiëntie te verbeteren.
Aantal rolelementen: Door het aantal rolelementen te vergroten, kunnen meer belastingen worden verdeeld en de druk op elk rolelement worden verminderd, waardoor de wrijving wordt verminderd. Te veel rolelementen kunnen er echter voor zorgen dat het lager te dicht wordt en de wrijving vergroot. Daarom is een redelijke keuze van het aantal rolelementen de sleutel tot het garanderen van lage wrijving.
Grootte rolelement: Kleinere rolelementen betekenen meestal minder wrijving en hogere snelheid. Door rolelementen van verschillende afmetingen nauwkeurig te ontwerpen, is het mogelijk de efficiëntie te verbeteren en er tegelijkertijd voor te zorgen dat het lager voldoende belasting kan dragen.
5. Thermisch beheer van lagers
Groefkogellagers genereren tijdens bedrijf een bepaalde hoeveelheid warmte, en de accumulatie van warmte zal de wrijving vergroten en de efficiëntie verminderen. Daarom wordt bij het ontwerp van lagers doorgaans rekening gehouden met de verspreiding en warmteafvoer van warmte.
Ontwerp voor thermische uitzettingscompensatie: Bij het ontwerpen van lagers moet rekening worden gehouden met de thermische uitzettingscoëfficiënt van het materiaal om ervoor te zorgen dat het lager nauwkeurige afmetingen en een goede pasvorm kan behouden onder hoge temperatuuromstandigheden om verhoogde wrijving veroorzaakt door thermische uitzetting te voorkomen.
Thermisch geleidende materialen: In omgevingen met hoge belasting en hoge snelheden gebruiken lagers vaak materialen met een goede thermische geleidbaarheid om de warmte te helpen afvoeren en de verhoogde wrijving en verminderde efficiëntie veroorzaakt door oververhitting te verminderen.
