Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 48. 30 december 1952 - Rullningslager, av Arvid Palmgren
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
25 november 1952
1113
Rörelser
Ett kullagers grundläggande egenskap är väl
den lätta gången, den relativt förlustfria
rörelsen. Om man sammanfattar energiförlusterna
under det något oegentliga begreppet
friktionskoefficient, så varierar ju denna något med
lagrets utförande, driftförhållandena och
smörjmedlet, men den ligger omkring 0,001 (0,0005—
0,0015) för kullager. För rullager ligger den i
allmänhet mellan 0,001 och 0,002.
Startmotståndet är 10—50 % större än rörelsemotståndet
(emot 1 000 % vid glidlager om man ej har
särskilda anordningar för att underlätta start).
Energiförlusten åstadkommer vissa
temperaturstegringar, som i sin tur bestämmer
hastighetsgränsen. I vissa fall, ehuru mera sällan, är
energiförlusten i och för sig av praktisk betydelse (t.ex.
50 % energibesparing vid vissa valsverk genom
användning av rullningslager). Oftare är det
temperaturstegringen som är av intresse (t.ex. i
verktygsmaskiner) och i inte så få fall är det
hastighetsgränsen (t.ex. vid slipspindlar och
vissa turbiner).
Man har vissa riktvärden för tillåtliga
maximihastigheten. Vi hänför hastigheten till
produkten dm • n och tillåter för vanliga kullager dm • n
= 500 000. Här betecknar dm rullkroppssatsens
delningsdiameter (mm) och n varvtalet (r/m).
Vid bästa konstruktion, utförande och smörjning
kan man gå upp till 1 500 000 à 2 000 000. För
att nå exempelvis 100 000 r/m får man alltså
hålla sig under dm — 15, dvs. under 8 à 10 mm
tappdiameter.
Lagrens förmåga att fungera vid höga
temperaturer hos omgivningen är i regel begränsad av
smörjmedlet. Vid temperaturer mycket över
4- 200°C får man köra lagren helt utan
smörjmedel (t. ex. i ugnsvagnar).
Till rörelserna hör också en lagrings styvhet,
dvs. egenskapen att vid varierande belastning
förhindra andra rörelser hos axeln än den rena
rotationen (av betydelse vid t.ex. svarvspindlar
och vissa kuggväxlar). Ett roterande
rullningslager har visserligen ett smörjmedelsskikt
mellan rullkroppar och löpbanor, men skiktets
tjocklek ligger vid mineraloljor i storhetsordningen
1 ß. Tjockleksvariationerna har därför knappast
någon praktisk betydelse.
Större är de elastiska deformationerna och
givetvis eventuellt förekommande lagerglapp.
Rull-lager kan emellertid konstrueras så, att de får
mycket små fjädringar. Man bör emellertid
observera, att de konstruktionsdelar som omger
lagerelementet ofta har större inverkan på
lagringens styvhet än själva lagerelementet. Om
man t.ex. kan få en noggrann verktygsmaskin
utförd på tillfredsställande sätt och dess axlar och
lagerlägen bearbetade med erforderlig
noggrannhet, har man sedan inga oöverstigliga svårigheter
med lagerelementets egen fjädring.
Krafter
Bärförmågan är nog den egenskap, som man
oftast har att intressera sig för, när man skall
välja ett rullningslager. Lagermaterialet är
utsatt för utmattning och man har inte att göra
med någon utmattningsgräns, utan relationen
mellan belastning och livslängd är en tämligen
oföränderlig funktion vid alla belastningar. Vid
en halvering av lasten får man en åttafaldning
av livslängden hos kullager och en tiofaldning
vid rullager, hur liten belastningen än är.
Av ett visst praktiskt intresse är att en
lagerförstöring på grund av utmattning i regel inte
leder till plötsligt driftstopp. Man kan tvärtom
räkna med att lagret förblir funktionsdugligt
5—10 % över den normala livslängden, sedan
utmattningsfenomen blivit iakttagbara. Jag vill
också här påpeka, att andra inflytelser än
utmattning, såsom föroreningar, korrosion,
felaktigt eller felande smörjmedel, felaktig
montering o.d., oftare begränsar lagrets brukstid.
Om krafterna är ytterligare att påpeka att
rullningslager kan konstrueras så, att de tar upp
ra-dialkrafter, axialkrafter och moment i
axialplanet var för sig eller i godtyckliga kombinationer.
Energiförlust
Egendomligt nog har tidigare inga verkligt
systematiska undersökningar gjorts av friktionen
förrän vi inom SKF grep oss an med detta
problem för några få år sedan. Vi har inte publicerat
några resultat ännu men har kommit rätt långt
på väg mot en generell friktionsteori för
rullningslager, som tar hänsyn till alla inverkande
faktorer. Dessa är lagerkonstruktionen,
lagerdimensionerna, lagermaterial och ytbeskaffenhet,
varvtal, last, smörjmedlets viskositet, mängd och
flytkraft ("oiliness").
Om de nådda resultaten kan jag här bara
nämna, att friktionsmomentet M för kullager
uttryckes i stort sett av ekvationen
M — fo dj(vn†l3 + f i dm Fc
där v är viskositeten och F lagerbelastningen.
Momentet består således av en tomgångsterm
(hydrodynamisk smörjning) och en
belastningsterm (gränsskiktsmörjning).
Lagerkonstruktionen inverkar så, att
exponenten c är 1,3 för axialkullager, 1,4 för sfäriska
kullager och 1,5 för spårkullager. I faktorn f0 ingår
smörjmedelsmängden och i fi materialets
elastiska hysteresis och smörjmedlets flytkraft.
Bärförmåga
Hittills har man endast haft Hertz’ teori för
beröring mellan fasta elastiska kroppar att stödja
sig på. Den avser emellertid endast statiska
förhållanden, och jag påvisade redan för över 30
år sedan, att den icke kan användas för
beräkning av roterande lager. Vi spårade därför in på
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
