Машинни лагери

За да се намали триенето при ротационни движения и да се осигури устойчиво въртеливо движение в машини и механизми се използват машинни лагери. Те са едни от най-разпространените компоненти в конструкцията на машини и механизми.  Лагерите имат изключително широко приложение в различни конструкцшии и поради тази причина са много видове. Размерите им варират от микроскопични до такива с диаметър няколко метра.

История

Първият патент за модерен сачмен лагер датира от 1874 г. и принадлежи на британския инженер Филип Вон. Лагерни съединения съществували още от древността, но в началото били изработени от дърво, а в последствие и от бронз. В дългата история на машиностроенето за лагери са използвани и материали като: керамика, сапфир, стъкло, тефлон и други.

Разделянето на машинните лагери може да стане по следните критерии:

Според вида на триенето

Плъзгащи машинни лагери

Валът или ролката се търкалят около или в лагера като се плъзгането се извършва по работната повърхнина на лагера. Използват се при динамично натоварени валове и по технологични причин, когато лагерът трябва да е двуделен, за да може да сглоби механизма. Точно такива са опорните лагери на коляновите валове в двигателите с вътрешно горене и лагерите на мотовилките. В този случай за плавната работа на лагерите е необходимо подаването на масло под налягане, което да образува таканареченият маслен клин, поемащ натоварванията и непозволяващ валът да задере в черупките на лагерите. Съществуват и плъзгащи лагери, чиито работни повърхнини са отделени една от друга с помощта на сгъстен въздух или друг подходящ газ. Тези лагери имат най-малко триене, но и тяхната товароносмост е най-малка.

Търкалящи машинни лагери

При този вид лагери триенето при плъзгане е заменено с приене при търкаляне. Това се случва благодарение на търкалящи се междинни елементи. Тези междинни елементи могат да бъдат сачми или ролки. Ролковите лагери могат да бъдат с цилиндрични ролки, с бъчвообразни ролки, с конусни ролки, с иглени ролки или с вити ролки. Търкалящите лагери могат да бъдат с цилиндричен или с конусен отвор.Независимо от вида на търкалящите се елементи между тях трябва да се постави допълнителен детайл, наречен сепаратор, който да не позволи търкалящите се елементи да се допират един в друг. Тези лагери са с по-голяма товароносимост и не са много капризни към смазването на съответния механизъм. Производството им е масово, но се изисква голяма прецизност и високо качество на използваните материали. Лагерните стомани са едни от най-качествените, което допълнително оскъпява производството им. Търкалящите се лагери обаче имат и недостатъци, като ограничени обороти, при които могат да работят. Не понасят вибрационни и ударни натоварвания.

Магнитни машинни лагери

При тях няма механична връзка между вътрешното и външното тяло на лагера, а се разчита на магнитно поле, което да поддържа механичен товар. Използват се при генераторите на електричество, инсталации за рафиниране на петрол и газопроводи. Такъв лагер обаче не може да се изработи само от постоянни магнити, а за електромагнитите е необходима енергия. Поради сложността на системите за магнитна левитация този вид лагери винаги са подсигурени с конвенционални лагери в случай на отказ или недостатъчна мощност.

Според усилието, кото поемат

Аксиални машинни лагери

Поемат само усилия, които действат надлъжно на оста на въртене.

Радиални машинни лагери

Могат да поемат само радиални усилия.

Радиално-аксиални машинни лагери

Може да се каже, че са универсални, защото поемат и двата вида усилия.

Линейни машинни лагери

Служат за намаляване на триенето при различни механизми, при които има линейно преместване. Обикновено се използват в роботиката, дърводелската индустрия и други.

Според способността да следват линията на валовете

Самонагаждащи се машинни лагери

При този тип лагери равнините на външната и на вътрешната гривна могат да се разминават в определени граници.

Несамонагаждащи се машинни лагери

Конструкцията им не позволява разместване на двете гривни.

Производство

Като особено важни и прецизни машинни елементи машинните лагери изискват много прецизно производство. Това включва подбор на качествени материали, прецизна механична обработка и подходяща термообработка. В зависимост от това в какви усливия ще работят търкалящите лагери могат да бъдат капсуловани или некапсуловани. Капсулованите могат да бъдат затворени посредством метални или гумени елементи. По време на Втората световна война едни от най-тежко атакуваните обекти са именно заводите за лагери, както и близките до тях населени места. При плъзгащите лагери се използват по-различни технологии отколкото при търкалящите. Изработката им е свързана с нанасяне на различни слоеве метали върху черупката, което да подобри свойствата им.

Монтаж

Монтажът и демонтажът на лагерите сами по себе си са изключително прецизни процеси, които изискват висока квалификация на работниците, както и специализирани инструменти. Начинът на монтиране е заложен още при констуирането на даден възел. За да се получи правилен подбор на сглобките, то е необходимо да се вземат под внимание редица фактори като: характерът на натоварване на лагера, големината на товарите в различните направления, температурни деформации и възможност за сглобяване и разглобяване. За монтажа могат да се използват дорници, преси и чукове, като никога не трябва с чука да се удря директно по лагера. Много е важно при набиването на търкалящите лагерите да не се предават усилията през търкалящите се елементи като ролки и сачми.

Например, ако един лагер трябва да се набие върху дадена ос, то при монтажа усилието трябва да се приложи директно върху вътрешната гривна, а не върху външната. В противен случай усилията от външната гривна ще се предадат на вътрешната през допълнителните елементи. Това може да ги разруши или да ги увреди, така че да се компрометира работата на целия лагерен възел още преди да е заработил. За монтажът на един лагер е много важна съосността между вътрешната и външната гривна, защото иначе лагерът може да заклини и механизмът да блокира. За демонтажа на лагерите освен гореспоменатите инструменти могат да се изолзват и специални скоби.

Дефекти

Интензивната и натоварена работа на лагерите води и до появата на редица дефекти. Откриването им може да става чрез установяване на странни звуци, вибрации, поява на хлабини или дори при откриване на елементи от лагерите в мазителната система на даден възел или агрегат. Причини за дефектите при търкалящите лагери могат да бъдат умора на материала, ударно натоварване, некачествена изработка на шийка на вал, питинг (поява на малки ямички по гривните на лагера. Причина за това явление е обилното мазане на лагера в комбинация с цилкични натоварвания). При попадане на различни частици в лагера се наблюдава абразивно износване. Често се случва и разрушаване на сепаратора, което може да доведе до внезапното блокиране на лагера. Пластичната деформация и пукнатини на лагерните елементи често се наблюдава при повишени натоварвания на лагерния възел и при силни вибрации. При плъзгащите лагери може да се стигне до задиране в следствие на неправилен монтаж, прекомерно натоварване, прекалено малка хлабина или попадане на външно тяло в лагерния възел.

Машинни неща

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *