- TEL:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- FAX:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- E-MAIL:
- ADRES:
Henghe Industriezone Ningbo, Zhejiang, China.
- VOLG ONS:
Hoekcontactrollagers met dubbele rij worden voornamelijk gebruikt in toepassingen die gelijktijdige verwerking vereisen hoge radiale belastingen, aanzienlijke axiale belastingen vanuit beide richtingen en momentbelastingen - allemaal binnen een compacte lageropstelling uit één stuk. Ze zijn de technische oplossing bij uitstek wanneer een as of roterend samenstel op één locatie stevig moet worden ondersteund, zonder de complexiteit van het koppelen van twee afzonderlijke lagers met één rij.
In de praktijk komen deze lagers voor in spindels van werktuigmachines, rolhalzen van walserijen, zware industriële versnellingsbakken, pomp- en compressorassen, windturbine-pitch-systemen en precisie-actuatoren in de lucht- en ruimtevaart - overal waar een gecombineerd draagvermogen, axiale stijfheid en nauwkeurige loopnauwkeurigheid naast elkaar moeten bestaan in een enkele lagerpositie. Hun contacthoeken variëren doorgaans van 25 ° tot 40 ° , waarbij hogere hoeken een grotere axiale belastingscapaciteit bieden en lagere hoeken die hogere snelheden en radiale capaciteit bevorderen.
Om de toepassingen te begrijpen, helpt het om te begrijpen wat dit lagertype structureel onderscheidt. Een hoekcontactrollager met dubbele rij bestaat uit twee rijen rolelementen - ofwel taps toelopende rollen of cilindrische rollen met schuine loopbanen - die in een tegenovergestelde configuratie zijn gerangschikt (met de rug tegen elkaar of met de voorkant naar elkaar gericht) binnen een enkele buitenring en vaak een enkele binnenring.
Deze tegengestelde opstelling creëert twee belastingslijnen die convergeren (face-to-face / O-opstelling) of divergeren (back-to-back / X-opstelling) ten opzichte van de lageras. Het resultaat is een lagereenheid die:
De rug-aan-rug (X) opstelling biedt superieure weerstand tegen momentbelasting omdat de belastingslijnen naar buiten divergeren, waardoor een grotere virtuele draagwijdte ontstaat. De face-to-face (O) opstelling is toleranter voor verkeerde uitlijning van de as en thermische uitzetting. De keuze tussen deze configuraties bepaalt de geschiktheid voor specifieke applicatieomgevingen.
Een van de meest veeleisende en veel voorkomende toepassingen voor hoekcontactrollagers met dubbele rij is in spindels van werktuigmachines - de roterende assen die snijgereedschappen of werkstukken vasthouden en aandrijven in draaibanken, freesmachines, slijpmachines en bewerkingscentra.
In deze context moet het lager tegelijkertijd aan tegenstrijdige eisen voldoen: het moet stijf genoeg zijn om weerstand te bieden aan snijkrachten (die zowel radiale als axiale belastingen plus buigmomenten veroorzaken) en tegelijkertijd met voldoende nauwkeurigheid lopen om bewerkte oppervlakken te produceren binnen toleranties op micrometerniveau. Spindellagers in precisieslijpmachines kunnen nodig zijn om de radiale slingering onder de 1 micrometer (0,001 mm) te houden bij bedrijfssnelheden die hoger kunnen zijn dan 15.000 tpm.
Tweerijige hoekcontactkogellagers met een contacthoekbereik van 15° tot 25° domineren het hogesnelheidsgedeelte van deze toepassing, terwijl dubbelrijige kegellagers met contacthoeken van 30° tot 40° de zwaardere, lagere snelheden bedienen die te vinden zijn in zware draaicentra en kottermolens. Het belangrijkste voordeel in beide gevallen is dat één enkele lagerpositie alle belastingsrichtingen aankan, waardoor het spindelontwerp wordt vereenvoudigd, de lengte van de behuizing wordt verminderd en het thermisch beheer wordt verbeterd in vergelijking met opstellingen met twee lagers.
Walserijen die worden gebruikt bij de productie van staal, aluminium en koper, onderwerpen lagers aan enkele van de zwaarste gecombineerde belastingsomstandigheden in industriële machines. De werkwalsen en reservewalsen in een warm- of koudwalserij ondergaan enorme radiale krachten als gevolg van de walsdruk. krachten die in zware plaatmolens enkele miljoenen Newton kunnen bereiken – terwijl tegelijkertijd aanzienlijke axiale krachten worden ervaren van de laterale kroon van de rol en het materiaal dat wordt gevormd.
Kegellagers met vier rijen (die in wezen twee aan elkaar gemonteerde dubbele rij-eenheden zijn) zijn de dominante keuze voor rolnekposities van zware walserijen, maar hoekcontactrollagers met dubbele rij spelen een cruciale rol in de tussenposities, stuwkrachtposities en verstelsystemen van deze molens. Hun vermogen om axiale verplaatsing als gevolg van thermische groei op te vangen terwijl ze nog steeds de volledige radiale belasting dragen, maakt ze bijzonder geschikt voor back-uprolpositioneringssystemen waarbij een nauwkeurige axiale locatie van de rol vereist is.
Bij koudwalstoepassingen waarbij de kwaliteit van de oppervlakteafwerking voorop staat, dragen de lage doorbuiging en hoge stijfheid van hoekcontactrollagers met dubbele rij direct bij aan de consistentie van de rolspleet - wat zich vertaalt in uniformiteit van de stripdikte over de volledige breedte van het gewalste product.
In industriële en zware tandwielkasten genereert het in elkaar grijpen van de tandwielen tegelijkertijd zowel radiale krachten (loodrecht op de as) als axiale krachten (langs de as). Spiraalvormige tandwielen, conische tandwielen en wormwielen produceren allemaal axiale stuwkracht die moet worden geabsorbeerd door de aslagers. Dubbelrijige hoekcontactrollagers zijn bij uitstek geschikt voor deze asposities omdat ze de gecombineerde belasting in één compacte eenheid aankunnen, zonder dat er naast een radiaallager een afzonderlijk druklager nodig is.
In een typische spiraalvormige versnellingsbak creëert de spiraalhoek van de tanden een axiale krachtcomponent die evenredig is met de tangentiële kracht vermenigvuldigd met de raaklijn van de spiraalhoek. Voor een spiraalhoek van 20° en een tangentiële kracht van 50 kN zou de axiale kracht ongeveer 18 kN bedragen – een aanzienlijke belasting die continu via het lager in de behuizing moet worden gereageerd. Een dubbelrijig hoekcontactlager op deze aspositie elimineert de noodzaak van een afzonderlijke drukkraag of extra lager, waardoor zowel het aantal onderdelen als het totale versnellingsbakbereik wordt verminderd.
Tandwielkasten voor scheepsaandrijving, hoofdtandwielkasten voor windturbines, tractieaandrijvingen voor locomotieven en grote industriële mixertandwielkasten zijn allemaal toepassingen waarbij hoekcontactrollagers met dubbele rij deze gecombineerde lastbehandelingsfunctie bieden op asposities die cruciaal zijn voor de betrouwbaarheid van het systeem.
Centrifugaalpompen en compressoren genereren aanzienlijke axiale stuwkrachten op hun waaierassen als gevolg van het drukverschil over de waaier. Bij een eentrapscentrifugaalpomp wordt de netto axiale stuwkracht doorgaans geabsorbeerd door een speciaal druklager aan het niet-aangedreven uiteinde van de as. Voor meertrapspompen of hogedrukcompressoren kan deze axiale stuwkracht tientallen kilonewtons bereiken en onder bepaalde bedrijfsomstandigheden van richting veranderen, waardoor hoekcontactrollagers met dubbele rij het geschikte lagertype voor deze positie zijn.
De belangrijkste voordelen bij pomp- en compressortoepassingen zijn onder meer:
Windturbines bieden een unieke reeks lageruitdagingen vanwege de combinatie van lage rotatiesnelheden, zeer hoge belastingen, omgekeerde belastingrichtingen en de behoefte aan tientallen jaren onderhoudsvrije levensduur. Hoekcontactrollagers met dubbele rij worden veel gebruikt in twee kritische subsystemen van windturbines: het bladspoedlager en het gondelgierlager.
Elk rotorblad is verbonden met de naaf via een spoedlager waardoor het blad om zijn lengteas kan draaien, waardoor de hellingshoek van het blad wordt aangepast om het vermogen te regelen en de turbine te beschermen bij harde wind. Het spoedlager moet het volledige gewicht van het blad dragen (dit kan groter zijn dan 50 kg). 20 ton voor wieken langer dan 60 meter ) als een radiale/momentbelasting, terwijl tegelijkertijd de axiale aerodynamische stuwkracht wordt geaccommodeerd en gecontroleerde rotatie mogelijk is voor aanpassing van de spoed.
Tweerijige hoekcontactdraaikranslagers – in wezen versies met een grote diameter (1,5 tot 3 meter) van het dubbele rij hoekcontactprincipe – zijn de standaardoplossing voor deze toepassing. Hun momentstijfheid voorkomt dat het blad kantelt onder asymmetrische belasting, terwijl hun axiale capaciteit windkrachtkrachten aankan.
Het gierlager verbindt de gondel (de behuizing met de generator en de aandrijflijn) met de toren, waardoor de hele gondel kan draaien en veranderende windrichtingen kan volgen. Dit lager met grote diameter is typisch Diameter van 2 tot 4 meter op turbines op grote schaal - moeten het volledige gewicht van de gondel en rotorconstructie dragen (vaak 100 ton of meer), terwijl ze weerstand bieden aan het kantelmoment door windbelasting en een langzame, gecontroleerde rotatie mogelijk maken, aangedreven door gieraandrijfmotoren. Hoekcontactconfiguraties met dubbele rij bieden de noodzakelijke combinatie van radiale, axiale en momentbelastingscapaciteit in een enkele geïntegreerde ringlagerstructuur.
In de lucht- en ruimtevaarttechniek zijn gewicht, betrouwbaarheid en prestatiedichtheid van het grootste belang – en hoekcontactrollagers met dubbele rij leveren op alle drie. Het gebruik ervan omvat vliegtuigmotoraccessoires, vluchtbesturingsactuatoren, draaipunten van het landingsgestel, helikopterrotorkopcomponenten en cardanische ophangingen voor raketgeleidingsystemen.
Tandwielkasten voor vliegtuigmotoren, die hydraulische pompen, brandstofpompen, generatoren en olieopvangpompen vanuit de motorkern aandrijven, zijn sterk afhankelijk van hoekcontactlagers met dubbele rij op hun tandwielassen. Deze lagers moeten betrouwbaar presteren over extreme temperatuurbereiken – van -54°C op grote hoogte tot meer dan 150°C in de versnellingsbakolieomgeving — terwijl het het volledige bereik van gecombineerde tandwiellasten aankan.
In actuatormechanismen voor vluchtbesturing, waarbij oppervlaktebediening bidirectionele axiale belastingen veroorzaakt op kogelomloopspindels en actuatorstangconstructies, bieden hoekcontactlagers met dubbele rij de noodzakelijke axiale stijfheid om positiefouten van het stuuroppervlak onder belasting te minimaliseren - een veiligheidskritieke vereiste in primaire vluchtcontrolesystemen.
Zware mijnbouw- en constructieapparatuur werkt onder zware schokken en overbelastingsomstandigheden, waardoor lichtere lagertypen snel kapot zouden gaan. Kegellagers met dubbele rij hoekcontact worden veel gebruikt in deze omgevingen omdat hun lijncontact tussen kegelrollen en loopvlakken zorgt voor aanzienlijk hogere schokbelasting dan kogellagers van vergelijkbare grootte .
Specifieke toepassingen zijn onder meer:
In de autotechniek zijn hoekcontactkogellagers met dubbele rij het standaardlagertype voor voorwielnaven van personenauto's en lichte bedrijfsvoertuigen. Het voorwielnaaflager moet tegelijkertijd het gewicht van het voertuig (radiaal), de zijdelingse krachten in bochten (axiaal en moment) en remkrachten (axiaal) ondersteunen - en dat allemaal terwijl het draait met snelheden die overeenkomen met rijden op de snelweg en de volledige levensduur van het voertuig moet overleven zonder vervanging.
Moderne wielnaaflagereenheden (HBU - Hub Bearing Unit generaties 1, 2 en 3) integreren het dubbele rij hoekcontactlager met de wielnaafflens, de ABS-sensorring en soms de homokineetinterface in één afgedicht, onderhoudsvrij geheel. Deze units zijn ontworpen voor een levensduur van 200.000 km of meer en zijn ontworpen om gedurende hun hele levensduur zonder smeermiddel te functioneren.
In zware bedrijfsvoertuigen - vrachtwagens, bussen en bouwmachines - blijven conische, op rollen gebaseerde hoekcontactwiellagers met dubbele rij gebruikelijk, vooral in aangedreven asposities waar de gecombineerde radiale, axiale en momentbelasting ernstiger is dan bij typische personenauto-omstandigheden. Deze eenheden vereisen periodieke inspectie en opnieuw afstellen van de voorspanning, in tegenstelling tot de afgedichte auto-eenheden.
Om het juiste lagertype te selecteren, is inzicht nodig in hoe tweerijige hoekcontactrollagers zich verhouden tot de alternatieven voor de belasting- en snelheidsvereisten van een bepaalde toepassing.
| Lagertype | Radiaal draagvermogen | Axiale belasting (beide richtingen) | Momentbelastingsweerstand | Snelheidsmogelijkheden | Typische toepassing |
|---|---|---|---|---|---|
| Dubbele rij hoekcontact (bal) | Hoog | Hoog | Goed | Zeer hoog | Spindels van werktuigmachines, wielnaven |
| Dubbele rij conische rol | Zeer hoog | Zeer hoog | Uitstekend | Matig | Walserijen, versnellingsbakken, zware assen |
| Enkele rij diepe groefkogel | Matig | Laag | Arm | Zeer hoog | Elektromotoren, ondersteuning van de lichtschacht |
| Cilindrische rol (enkele rij) | Zeer hoog | Geen (vrij axiaal) | Arm | Hoog | Hoog-speed spindles, floating shaft positions |
| Sferische rol | Zeer hoog | Matig (both directions) | Matig (self-aligning) | Matig | Transportbandaandrijvingen, ventilatoren, niet goed uitgelijnde assen |
| Gepaard enkelrijig hoekcontact | Hoog | Hoog | Goed to Excellent | Hoog | Spindels waarbij aanpassing van de voorspanning nodig is |
Het belangrijkste onderscheidende kenmerk van het hoekcontactlager met dubbele rij is dat het alle drie de belastingstypen (radiaal, bidirectioneel axiaal en moment) aankan in één enkele eenheid met een compact axiaal omhulsel. Waar een cilindrisch rollager een extra druklager ernaast nodig heeft, en waar twee hoekcontactlagers met één rij een zorgvuldige instelling van de voorbelasting en extra axiale ruimte vereisen, bereikt de dubbele rij-eenheid gelijkwaardige of superieure gecombineerde belastingsprestaties met minder componenten en een eenvoudiger installatie.
Bij het selecteren van een dubbelrijig hoekcontactrollager voor een specifieke toepassing evalueren ingenieurs verschillende onderling afhankelijke parameters om een adequate levensduur en prestatie te garanderen.
De contacthoek is de meest fundamentele ontwerpparameter. Standaard contacthoeken voor hoekcontactkogellagers met dubbele rij zijn doorgaans 25°, 30° of 40° . Een hoek van 25° zorgt voor hogere snelheden en lagere axiale stijfheid – geschikt voor spindels van werktuigmachines waar de snelheden hoog zijn maar de axiale belastingen gematigd. Een hoek van 40° zorgt voor een hogere axiale belastingscapaciteit en grotere stijfheid ten koste van een lager toerental – geschikt voor zwaarbelaste langzaam draaiende toepassingen zoals positioneringssystemen voor walserijen.
Hoekcontactlagers met dubbele rij worden doorgaans geleverd met een gedefinieerde interne voorspanning: een lichte drukkracht die op de rolelementen wordt uitgeoefend, waardoor alle interne speling wordt geëlimineerd en de lagerstijfheid toeneemt. De voorbelastingsniveaus worden gecategoriseerd als licht (C), gemiddeld (CA) of zwaar (CB), waarbij een zwaardere voorbelasting de stijfheid vergroot, maar ook de warmteontwikkeling verhoogt en het snelheidsvermogen verlaagt. Voor spindels van precisiewerktuigmachines is een gemiddelde voorspanning het meest gebruikelijk , waardoor de stijfheid wordt geboden die nodig is voor maatnauwkeurigheid zonder overmatige warmteontwikkeling bij bedrijfssnelheden.
De keuze van lagers voor een specifieke toepassing begint met het berekenen van de equivalente dynamische lagerbelasting P op basis van de werkelijke radiale kracht Fr en axiale kracht Fa, met behulp van de formule P = X·Fr Y·Fa, waarbij X en Y belastingsfactoren zijn die afhankelijk zijn van de contacthoek en de Fa/Fr-verhouding. Deze equivalente belasting wordt vervolgens gebruikt met de dynamische belastingswaarde C van het lager om de L10-levensduur te berekenen: de levensduur (in miljoenen omwentelingen of bedrijfsuren) die 90% van een populatie identieke lagers zal bereiken of overschrijden.
Voor de meeste industriële toepassingen een minimum L10-levensduur van 20.000 tot 50.000 uur is gericht op bedrijfsomstandigheden; kritische toepassingen zoals rolhalzen in staalfabrieken en apparatuur voor energieopwekking zijn vaak gericht op L10-levensduur van meer dan 100.000 uur, wat de keuze van dubbelrijlagers met grote diameter en hoge capaciteit met royale veiligheidsmarges op dynamisch draagvermogen stimuleert.
De smeermethode en keuze van het smeermiddel voor tweerijige hoekcontactrollagers zijn sterk afhankelijk van de snelheid, belasting, temperatuur en onderhoudstoegang van de toepassing. De drie primaire smeringsbenaderingen zijn:
Een correcte installatie is van cruciaal belang voor het bereiken van de nominale levensduur van dubbelrijige hoekcontactrollagers. Slechte installatie – met name onjuiste passingstoleranties, onvoldoende voorspanning of verkeerd uitgelijnde montage – is een van de belangrijkste oorzaken van vroegtijdig falen van lagers tijdens gebruik.
De belangrijkste installatievereisten zijn onder meer:
In dienst, dubbele rij hoekcontactrollagers bieden verschillende detecteerbare indicatoren wanneer ze het einde van hun levensduur naderen of abnormale bedrijfsomstandigheden ervaren. Conditiebewaking van deze lagers is vooral belangrijk in toepassingen waar ongeplande stilstand kostbaar is.
Geplande vervanging op of vóór de berekende L10-levensduur – gecombineerd met regelmatige conditiebewaking – is de meest kosteneffectieve onderhoudsstrategie voor hoekcontactlagers met dubbele rij in kritieke toepassingen waarbij de kosten van ongeplande stilstand aanzienlijk hoger zijn dan de kosten van het lager zelf.