Veerelaagrite liigid, nende ehitus ja tööreøiim.
Laagrite valmistamine:
'
Veerelaagrite klassifikatsioon:
a) Veerekehade kuju järgi:
- kuullaagrid,
- rull-laagrid.
b)Vastuvõetava koormuse järgi:
- radiaallaagrid,
- radiaal-tugilaagrid,
- tugilaagrid.
c) Veereteede ridade arvu järgi:
- üherealised,
- kaherealised,
- neljarealised.
d) Seaduvuse järgi:
- seaduvad,
- mitteseaduvad.
Veerelaagrite klassifikatsioon täpsuse järgi:
Veerelaagrid jaotatakse täpsuse järgi 5 täpsusklassi.
0 täpsusklass
6 täpsusklass
5 täpsusklass
4 täpsusklass
2 täpsusklass
Kõige täpsemad on 2. klassi laagrid. Täpsusklass märgitakse laagri tingtähise ette, nt 5-305. 0 täpsusklassi, kui enamkasutatavat ei märgita. 0 klassi laagreid kasutatakse enamikus üldkasutatavates mehhanismides, nt keskmise koormuse ja kiirusega reduktorites. Suurema pöörlemistäpsuse vajadusel valitakse samadesse sõlmedesse 6. täpsusklassi laagrid. Suure pöörlemiskiiruse ja täpsuse korral valitakse 5. või 4. täpsusklass (lihvpingi spindli, lennukimootori laagrid). 2. täpsusklassi laagreid kasutatakse güroskoopides, mõõteriistades ja teistes pretsessioonmehhanismides. Täpsusklassi valikul tuleb arvestada laagri maksumust. 2. klassi laager on kümme korda kallim kui 0 klassi laager. Asi on selles, et veerelaagreid valmistatakse spetsiaalsetes tehastes, kus on hästi organiseeritud masstootmine. Laagrite võrud ja veerekehad valmistatakse valikkoostamise meetodil, mis seisneb selles, et valmisdetailid sorteeritakse tegelike mõõtmete järgi gruppideks ja samanimeliste gruppide detailid ühendatakse omavahel. See võimaldab valmistada laagreid täpsusega IT2...IT5, mis on palju täpsemad kui nendega kokkukäivad võllid või laagripesad.
Laager koosneb sise- ja välisvõrust, nend
vahel asuvaist veerekehadest ja viimaste
vahel distantsi määravast separaatorist.
a) Üherealine radiaalkuullaager on mõeldud radiaaljõu kandmiseks. Võtab vastu ka
mõlemas suunas telgkoormust, mille lubatav väärtus tuleb selgitada arvutusega
dünaamilise kandevõime järgi. Ei ole nõudlik määrimistingimuste ja paigaldustäpsuse
suhtes. Enamkasutav laagritetüüp.
b) Kaherealine sfääriline kuullaager võtab vastu radiaalkoormust. Lubab sise- ja
välisvõrude omavahelise viltuseisu (kuni 1,5...4°). On lubatud ka väike telgkoormus (sel
juhul töötab ainult üks kuulirida).
c) Radiaaltugikuullaager võtab vastu radiaal- ja ühesuunalist telgkoormust. Saab kasutada
ka ainult telgkoormuste kandmiseks. Kandevõime on suurem, kui samamõõtmelisel
üherealisel radiaalkuullaagril.
d), e) Tugikuullaager võtab vastu mõlemas suunas telgkoormust. Rahuldavalt töötab
aeglastel võllidel (kiirus kuni 5 m/s). Paremini töötab vertikaalsete võllide toena.
a) Üherealine lühikeste silinderrullidega rull-laager võtab vastu suured radiaalkoormused
(1,3 ... 2 korda suurem kui samamõõtmeline kuullaager). Lubab võrude väikest
aksiaalnihket ning sellega saab kompenseerida võllide joonpaisumised temperatuuri
muutmisel.
b) Kaherealine sfääriline rull-laager on suurima radiaalse kandevõimega. Lubatav võrude
viltuseis on 0,5 ... 2,5°. Telgkoormused lubatud ei ole. Rullid on sümmeetrilise või
ebasümmeetrilise tünderkujuga.
c) Keerdrullidega rull-laager on teistest laagritest elastsem, talub paremini löökkoormust
ja saastumist. Kasutatakse aeglaste võllide toena.
d) Üherealine koonusrull-laager võtab vastu suurt radiaalkoormust ja ühesuunalist
telgkoormust kiirustel kuni 15 m/s. Kergesti koostatav ja demonteeriv, lubab hõlpsasti
teljesihilist reguleerimist. Masinaehituses on laialdiliselt kasutatav.
e) Tugikuullaager võtab vastu mõlemas suunas telgkoormust. Rahuldavalt töötab aeglastel
võllidel (kiirus kuni 5 m/s). Paremini töötab vertikaalsete võllide toena.
Veerelaagrite valik ja arvutus
Laagritüüpi valikul tuleb lähtuda järgmistest parameetritest:
- koormuse suund ja iseloom,
- tapi läbimõõt,
- laagrivõru pöörlemissagedus,
- töökeskkond (temperatuur, keemiline agressiivsus).
Enamus laagreid arvutatakse dünaamilisele kandevõimele. Leitakse laagri tööressurss kas
miljonites pööretes L10 või töötundides Lh10.
Laagri arvutuslik tööressurss valitakse lähtudes masina iseloomust. Näiteks konveierites
8000 10 ≥ h L töötundi, elektrimootorites 12000 10 ≥ h L töötundi, kraanades 20000 10 ≈ h L
töötundi, kompressorites ja pumpades 40000 10 ≥ h L töötundi.
Staatilisele kandevõimele arvutatakse laagreid, mille pöörlemissagedus on kuni 1 min-1
Veerelaagri arvutuslik ressurss on defineeritud kui pöörete arv (või töötundide arv teataval konstantsel kiirusel), mida laager on võimeline taluma kuni esmaste väsimustunnuste (helvesväsimus või pindkihi väsimusmurenemine) ilmumiseni laagri ühel veerevõrul voi veerekehadel.
Laboratoorsed katse ja praktilised kogemused on näidanud, et pealtnäha identsetel laagritel, mis töötavad identsetel töötingimustel on ressurss ikkagi erinev. Seepärast on kasutusele võetud nimiressurssi mõiste.
Nimiressurss
Nimiressurss on küllalt suure partii näiliselt identsete laagrite ressurss miljonites pööretes, mille 90% partiisse kuuluvatest laagritest võrdsetel töötingimustel eeldatavasti saavutavad või ületavad. Kusjuures keskmine ressurss on nimiressurssist umbes viis korda suurem.
On kasutusel ka teistsuguseid laagri ressursse sealhulgas:
Tööressurss
projektressurss
Tööressurss
Tööressurss on konkreetse laagri tööta,isel saavutatav tegelik ressurss töökõlbmatuks muutumiseni. Üldjuhul ei ole tõrgete algpõhjuseks väsimus, vaid kulumine, korrosioon, saastumine, tihendi vigastumine vms.
Laagri tööressurss sõltub suurel määral töötingimustest, kusjuures laagri monteerimis- ja hooldamisviisid on samavõrra tähtsad. Hoolimata kõikvõimalikest ettevaatusabinõudest pole laagri enneaegne tõrge ometi välistatud. Niisugusel juhul on väga oluline laagri põhjalik uurimine tõrke põhjuste selgitamiseks, et saaks rakendada ennetavaid meetmeid.
Projektressurss
Projektressurssi määrab seadme ehitaja, lähtudes tema poolt valitud hüpoteetilistest koormus- ja kiirusandmetest (12)
Vaid vähestel kõigist kasutusel olevatest laagritest esineb tõrkeid. Valdavas enamikus säilitavad laagrid töövõime kauem kui masin või seade. Laagri tõrke võivad esile kutsuda väga mitmesugused põhjused- ettenähtust suurem koormus, nõuetele mittevastavad tihendid, liiga suure pinguga istud, mistõttu lõtk laagris on liiga väike jne. Iga nimetatud põhjus kutsub esile sellele vastava spetsiifilise vigastumisliigi ja jätab oma jälje laagrile. Järelikult on vigastatud laagri uurimisel enamikul juhtudel võimalik leida vigastumise põhjus ja rakendada vastumeetmeid, et nähtus ei korduks. Tõrkeid andvatest laagritest ligikaudu 1/3 muutub kõlbmatuks vanuse tõttu, s.o. laagri tööpindade kontaktväsimuse tagajärjel. Teine kolmandik halva määrimise tõttu ja ülejäänute tõrked on enamasti tingitud laagrisse pääsenud saasteainete toimest, hooletul kohtlemisel saadud vigastustest või ebakorrektsest montaaøist.
Laagri tõrgete peapõhjused:
väsimus;
halb määrimine;
saastumine;
ebakorrektne montaaø;
hooletu kohtlemine.
Kuidas algab laagri tõrge
Ajavahemik laagri käikulaskmisest materjali esmaste väsimustunnuste ilmnemiseni on funktsioon, mis sõltub läbitehtud pöörete arvust, koormuse suurusest, määrimisest ja määrdeaine puhtusest. Väsimuse kutsuvad esile nihkepinged, mis tsükliliselt tekivad vahetult veeretee koormatud pinna all. Mõne aja pärast tekivad nende pingete toimest praod, mis pikapeale jõuavad pinnale välja. Kui veerekeha rullub üle prao, murdub pindkihist välja materjalikillukesi. Seda nähtust tuntakse helvesväsimuse või väsimusmurenemise nime all. Väsimusmurenemine laieneb progresseeruvalt üha suuremale pinnale ja lõpuks muutub laager töökõlbmatuks. Ülaltoodud kirjeldus kehtib kontaktväsimuse kohta, mis saab alguse vahetult pinnaaluses kihis.
Tavaliselt on murenemine algul kergekujuline. Vigastuste servas suurenenud pingete ja õliga laialikanduvate metalliosakeste toimel aga laieneb murenenud pind. Seda liiki laagri vigastumine on pikaajaline protsess, mille toimest annab märku müra ja vibratsiooni suurenemine. See asjaolu annab laagri kasutajale piisavalt aega laagri asendamiseks enne, kui see muutub töökõlbmatuks.
Juhul kui praod tekivad pinnal ja tungivad materjali sisse, on tegemist pinnavigastusega. Kõikidel pindadel on olemas mikrokonarused harjade ja nõgudega. Võib arvata, et pinnavigastused tekivad siis, kui vastaspindade konaruste harjad astuvad omavahel kontakti. Seejuures toimub nende harjade suur plastne deformatsioon, mille tulemusena moodustubki esmane pragu.
Kui pindadel olev õlikelme on konarate kõrgusega võrreldes küllalt paks, on pinna vigastumise oht tühiselt väike. Kui aga koormus laagrile on suurem kui väsimuspiiri koormus algab materjali väsimus nii kui nii.
Laagri asendamine
Laagrite arvutamisel eeldatakse, et laagrit kasutatakse väga täpselt etteantud töötingimustel. Praktikas muudetakse neid tingimusi aga liigagi tihti asendades ühe õli teisega, suurendades masina kiirust või laagri koormusi, muutes määrimissüsteemi jne, oskamata seejuures karta võimalikke negatiivseid tagajärgi. Seepärast ei tohi laagri asendamisel teha mingeid muid muudatusi, mis võiks avaldada kahjulikku mõju laagri tööle.(12)
