Wat zijn de toepassingen van dubbelrijige kogellagers?

Dubbele rij kogellagers worden gebruikt in toepassingen die dit vereisen hogere radiale belastingscapaciteit, grotere axiale stijfheid en de mogelijkheid om gecombineerde radiale en axiale belastingen te verwerken in een compacte axiale ruimte — behoeften waaraan een enkele rij lager niet volledig kan voldoen. De twee rijen kogels die naast elkaar in een enkele buitenring zijn geplaatst, verdubbelen effectief het radiale draagvermogen in vergelijking met een gelijkwaardig lager met een enkele rij, terwijl ze een aanzienlijke axiale stijfheid toevoegen. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer elektromotoren, spindels van werktuigmachines, wielnaven voor auto's, versnellingsbakken, landbouwmachines en transportsystemen - overal waar de belastingsintensiteit, asstijfheid of gecombineerde belastingsvereisten groter zijn dan wat een ontwerp met één rij kan bieden.

Elektromotoren en generatorschachten

Kogellagers met dubbele rij worden veel gebruikt in de niet-aangedreven kant van elektromotoren – vooral in middelgrote en grote framegroottes – waar het lager het radiale gewicht van de rotoras moet verwerken, gecombineerd met de axiale krachten die worden gegenereerd door rotoronbalans en thermische asverlenging. Een dubbelrijig diepgroefkogellager aan het niet-aangedreven uiteinde zorgt voor de axiale locatie die nodig is om de aszweefstand te beheersen en tegelijkertijd een soepele rotatie met lage wrijving te behouden bij motorsnelheden die gewoonlijk variëren van 1.500 tot 6.000 tpm.

Voor toepassingen zoals HVAC-ventilatoren, pompen en compressoren – waarbij de motor continu draait en het vervangen van lagers duur is – vermindert de langere levensduur door de hogere belastingsverdeling van een dubbelrijig lager de onderhoudsintervallen en de totale eigendomskosten.

Machinegereedschapspindels en precisiebewerkingsapparatuur

Bij toepassingen op werktuigmachines (draaibanken, freesmachines, slijpspindels en bewerkingscentra) zijn dubbelrijige hoekcontactkogellagers de standaardoplossing voor de achterkant van de spil (niet-snijdend uiteinde). Het ontwerp met dubbele rij biedt:

• Hoge stijfheid tegen axiale krachten van het heen en weer bewegen van het gereedschap en de thermische groei van de spil
• Compacte axiale voetafdruk die de overhang van de spil minimaliseert en de verhouding tussen stijfheid en ruimte maximaliseert
• Voorgeladen werking die speling elimineert en de maatnauwkeurigheid van bewerkte onderdelen handhaaft

Voor hogesnelheidsbewerkingscentra worden tweerijige cilindrische rollagers aan de achterste spilpositie vaak gecombineerd met dubbele rij hoekcontactkogellagers aan de voorzijde. Deze tandemopstelling kan zowel de radiale snijkrachten als de axiale positioneringsbelastingen aan die de werking van de spil met zich meebrengt.

Wielnaven en stuurknokkels voor auto's

De moderne wielnaaflagereenheid voor auto's - het onderdeel dat het wiel met de staander van de ophanging verbindt - is gebouwd rond dubbele rij hoekcontactkogellagers die zijn geconfigureerd in een X-opstelling (rug-aan-rug of face-to-face). Deze geometrie is specifiek gekozen omdat de wiellagers van voertuigen tegelijkertijd het volgende moeten kunnen verwerken:

• Radiale belastingen van het gewicht van het voertuig en de krachten op het wegdek
• Bidirectionele axiale belastingen tegen krachten in bochten die afhankelijk van de bocht van richting wisselen
• Momentladingen van de hefboomarm tussen het wielcontactvlak en het lagercentrum

Geen enkel rijlager kan deze combinatie van belastingen betrouwbaar verwerken gedurende de typische levensduur van een wiellager van 150.000–250.000 km. De afgedichte, voorgesmeerde naafeenheid met dubbele rij maakt smeren in het veld overbodig en biedt een onderhoudsvrije oplossing voor de levensduur van het voertuig.

Versnellingsbakken en krachtoverbrenging

In industriële en auto-versnellingsbakken worden dubbelrijige kogellagers gebruikt op tandwielassen die hoge radiale belasting ondergaan door tandwielingrijpingskrachten in combinatie met axiale stuwkracht door spiraalvormige tandwielwerking. Groefkogellagers met dubbele rij kunnen de gecombineerde belasting in één enkele compacte eenheid aan - vooral waardevol in versnellingsbakontwerpen waar de axiale ruimte tussen de tandwieltrappen beperkt is en het installeren van twee afzonderlijke lagers met één rij niet haalbaar is.

Tandwielkasten voor de landbouw – gebruikt in tractoren, maaidorsers en grondbewerkingsmachines – zijn sterk afhankelijk van dubbelrijige kogellagers vanwege de zeer variabele belastingsomstandigheden: de lagers moeten bestand zijn tegen schokbelastingen door het raken van rotsen en harde grond, aanhoudende hoge radiale belastingen tijdens het gebruik en grote temperatuurwisselingen van koude start tot warme bedrijfsomstandigheden.

Transportsystemen en materiaalbehandelingsapparatuur

In transportbandaandrijvingen, spanrollen en sorteerapparatuur dubbele rij kogellagers worden gebruikt in opwikkelpoelies en aandrijftrommels die voortdurend hoge radiale belasting ondervinden door riemspanning in combinatie met verkeerde uitlijning door thermische uitzetting en doorbuiging van het frame. Zelfinstellende dubbelrijige kogellagers worden bijzonder gewaardeerd in transportbandtoepassingen omdat ze tolereren een verkeerde uitlijning van de as tot 2 à 3 graden zonder interne spanning of randbelasting op de lagerloopbanen te genereren - een cruciaal kenmerk in lange transportsystemen waarbij een perfecte asuitlijning over meerdere steunframes onpraktisch is.

Toepassingssamenvatting per branche