Като инженер знаете колко е важно да бъдете точни, точни и надеждни.
Но замисляли ли сте се колко обикновеният сачмен лагер допринася за тези важни качества в широк спектър от инженерни приложения? Сачмените лагери се използват във всичко - от автомобили до космически кораби до медицински устройства и роботи.
Те позволяват на частите да се движат свободно и намаляват триенето между движещите се и неподвижните части.
Независимо дали сте нов студент по инженерство или опитен инженер, който иска да научи повече, тази статия ще ви въведе в света на сачмените лагери и ще ви обясни защо те са толкова важни в толкова много области на инженерството.
Така че затегнете предпазните колани и нека започнем това интересно пътуване в света на сачмените лагери.
Въведение в сачмените лагери
Официална дефиниция:
Антифрикционният лагер позволява свободно движение между движещи се и неподвижни части посредством сачми, затворени между външните и вътрешните пръстени.
Сачмените лагери са важна част от много индустрии, като транспорт, електроника, производство и процесът на превръщане на хартия в различни видове хартия.
Задачата на сачмените лагери е да намалят триенето и да поддържат както радиални, така и аксиални натоварвания.
Той прави това, като използва най-малко две състезания, за да задържи топките на място и да прекара товарите през топките.
През повечето време едното състезание е фиксирано, а другото е прикрепено към модула или вала, който се движи.
Когато вътрешният пръстен се завърти, топките се търкалят около вътрешния канал.
Външният пръстен, от друга страна, остава неподвижен.
Това въртеливо движение намалява триенето и прави движението гладко.
Как работят сачмените лагери
Идеята зад лагера е проста: по-добре е нещата да се търкалят, отколкото да се плъзгат.
Лагерите намаляват триенето чрез използване на гладки метални топки или ролки и гладки метални повърхности от вътрешната и външната страна на лагера.
Тези топки или ролки "поемат" тежестта, което позволява на устройството да се върти лесно.
Повечето сачмени лагери се правят чрез сглобяване на четири части:
- Голям външен пръстен (или външен канал, който не се движи).
- По-малък вътрешен пръстен (или въртящ се вътрешен канал), който е прикрепен към въртящия се възел или вал.
- Редици топки, залепени между каналите на два пръстена.
- Клетка или разделител, който държи топките на място и ги предпазва от допиране една в друга.
Често срещани видове сачмени лагери
В зависимост от това как са направени, има два вида сачмени лагери:
- Типове Conrad: Тези лагери имат един ред сачми между две канали.
Те могат да се справят както с радиални, така и с аксиални натоварвания, но количеството на аксиалното натоварване, което могат да поемат, обикновено е ограничено.
Типове с максимален капацитет: Тези лагери имат повече сачми от типовете Conrad, така че могат да се справят с по-тежки товари в радиална посока.
Но те не са толкова добри при справяне с аксиални натоварвания.
Сачмените лагери също могат да бъдат разделени на три типа въз основа на това колко тегло могат да издържат.
- Радиални лагери: Тези лагери поддържат товари, които са перпендикулярни на оста на въртене.
- Аксиални лагери: Тези лагери поддържат натоварвания, които са успоредни на оста на въртене и се наричат аксиални натоварвания.
Ъгловите контактни лагери могат да поддържат както радиални, така и аксиални натоварвания едновременно.
Открийте тръпката от сачмените лагери в инженерството
Все още трудно за разбиране? Да променя малко гледната точка:
Искате ли да направите инженерната си работа по-интересна? Искате ли да направите последния си проект по-интересен? Е, ние знаем точно какво да правим: забравете за сложните алгоритми, новите материали и авангардните технологии.
Не, един добър старомоден сачмен лагер е всичко, от което се нуждаете, за да разклатите нещата наистина.
Да, онези малки сфери, които позволяват свободно движение между части, които се движат, и части, които не се движат.
Звучи тъпо, нали? Е, грешите.
Защото, както предстои да разберем, сачмените лагери може да са най-иронично вълнуващата част в света на инженерството.
Добре, това беше просто шега, направена да изглежда като телевизионна реклама.
Сега да се върнем към обяснението.
Компоненти и видове сачмени лагери
Видове сачмени лагери
Сачмените лагери са механични възли, съставени от търкалящи се части и през повечето време вътрешни и външни колела.
Те могат да се използват за валове, които се въртят или се движат по права линия.
Има различни видове сачмени лагери и всеки има свои собствени характеристики и приложения.
- Сачмени лагери с дълбок канал.
Най-често срещаният тип сачмен лагер е с дълбок канал.
Те имат дълбоки жлебове за каналите, а вътрешните и външните пръстени имат кръгли дъги, които са малко по-големи от топките.
Този дизайн позволява на лагерите да се справят както с радиални, така и с аксиални натоварвания и да работят при високи скорости, докато носят ограничени аксиални натоварвания, натоварвания на натиск или и двете.
Сачмените лагери с дълбок канал могат да се използват в много различни неща, като вентилатори, двигатели, промишлени машини, автомобилни колела и домакински инструменти.
Сачмени лагери с ъглов контакт.
Сачмените лагери с ъглов контакт са добри за комбинирани натоварвания, при които трябва да се прехвърлят както радиални, така и аксиални сили.
Те са направени да се справят както с радиални, така и с натоварвания, което ги прави идеални за ситуации, в които и двата вида натоварвания са често срещани.
Тези лагери могат да поемат много сила в една посока, а някои едноредови лагери са направени да се монтират по двойки, за да се извлече максимума от тях.
Те често се използват в помпи, компресори, електрически двигатели, селското стопанство, химическата промишленост, общата промишленост, комуналните услуги и много други индустриални приложения.
- Сачмени лагери, които се подравняват сами.
Най-добрият начин за поемане на радиалните сили е със саморегулиращи се сачмени лагери.
Те са направени да имат два реда топки и пътека за всички топки във външния пръстен.
Този уникален дизайн позволява на лагера да се самоподравнява и да компенсира всяко разминаване между вала и корпуса.
Това намалява вероятността разместването да причини повреда.
Саморегулиращите се сачмени лагери често се използват в неща като печатарски преси, текстилни машини и земеделски инструменти.
- Сачмени лагери с въртящ момент.
Аксиалните сачмени лагери са направени да работят с товари, които се натискат в същата посока като оста на лагера.
Те могат да се справят с аксиални натоварвания, тъй като имат търкаляща се част, която е или топка, или цилиндър.
През повечето време тези лагери се използват в неща като автомобилни трансмисии, аерокосмически системи и машинни инструменти.
- Сачмени лагери, изработени от керамика.
Керамичните сачмени лагери са направени по същия начин като стоманените сачмени лагери, но вместо стоманени сачми, те използват сачми, направени от керамичен силициев нитрид (Si2N4).
Керамичните сачмени лагери са по-добри от стоманените сачмени лагери по редица начини, включително това, че са по-лесни за търкаляне, защото повърхностите им са по-гладки и размерите им са по-равномерни.
Освен това са по-издръжливи, защото са по-твърди от стоманата и губят по-малко енергия поради по-малкото триене, което позволява на оборудването да работи по-ефективно и по-дълго.
Керамичните сачмени лагери често се използват в приложения с висока производителност като космическата промишленост, състезателни коли и индустриални машини от висок клас.
Компоненти на сачмени лагери
Сачмените лагери имат три основни части: вътрешен пръстен, външен пръстен и нещо, което се търкаля.
Частта, която се движи, е топка или ролка и се движи по пистата или пътеката, направена във външния и вътрешния пръстен.
Фиксаторът или разделителят на топките предпазва топките от триене една в друга, така че да могат да се движат свободно.
Сачмените лагери държат топките на място и прекарват товари през тях, като използват най-малко два пръстена, за да задържат топките на място.
Едното състезание е свързано към частта, която се върти (като вал или главина), а другата е фиксирана (като корпус).
Сачмените лагери имат много ниско триене, защото използват триене при търкаляне вместо триене при плъзгане.
Пръстените и сачмените лагери са направени с високи допуски и закръгленост и са много полирани, за да направят въртенето гладко.
Това намалява въртящия момент или съпротивлението при завъртане, причинено от триенето.
Това, за което се използва лагерът, също влияе върху ширината му.
Например лагерите с тънък профил се използват, когато няма много място.
Разликата в диаметъра и ширината между външната и вътрешната шина е сведена до минимум.
Това дава възможност да се правят малки дизайни.
Производство и поддръжка на сачмени лагери
Производство на сачмени лагери
Сачмените лагери са важни части от много индустриални машини и инструменти, които се въртят, като автомобилни колела, шпиндели на машинни инструменти и помпи.
Повечето сачмени лагери са изработени от високовъглеродна хромирана стомана, която също се нарича хромирана стомана, защото е евтина и издържа дълго време.
Но лагерите могат да бъдат направени и от неща като неръждаема стомана, керамика, пластмаса или дори стъкло.
Сачмените лагери се произвеждат в процес, който включва стъпки като оформяне, рязане, измиване, демагнетизиране, термична обработка, шлайфане, хонинговане, прилепване и сглобяване на всичко.
Първата стъпка е да нарежете тел или прът на охлюви, които са малки парчета.
Количеството материал, необходимо за плужека, е малко повече от необходимото за готовия сачмен лагер.
След това охлювът се превръща в топка чрез поредица от стъпки на шлайфане и полиране.
След това топките се обработват с топлина, за да станат по-здрави.
Последните стъпки са шлайфане и прилепване, което им придава окончателния размер и завършен вид.
Обикновено клетката за сачмите е направена от тънка стомана, но някои лагери сега използват клетки, направени от формована пластмаса, защото са по-евтини и причиняват по-малко триене.
Но пластмасовите клетки се използват по-често в приложения с ниско натоварване и ниска скорост, докато стоманените клетки все още се използват широко в много индустриални приложения.
Неръждаема стомана AISI 440C, както и други видове неръждаема стомана, керамика и стъкло също се използват за направата на сачми за лагери.
Керамичните топки са добри за използване в среди, които са силно корозивни или имат много високи температури.
Различните видове пластмаса са добри до много добри в устойчивостта на корозия, но те са добри само за ниско натоварване и ниска скорост.
Поддръжка и подмяна на сачмени лагери
Проблеми и повреди на лагерите се случват доста често, но те могат да бъдат спрени или коригирани чрез предприемане на някои стъпки.
Сачмените лагери обикновено имат проблеми със смазването, високи температури, замърсяване, неправилно боравене и монтаж, претоварване, неправилно центриране, лошо монтиране и корозия.
За да не се случват тези често срещани проблеми, трябва да смажете машината по начина, по който производителят ви казва.
Уплътненията трябва да се проверяват често, за да сте сигурни, че не са счупени или не работят.
Уверете се, че валът и корпусът на лагера са правилно подравнени, за да избегнете разместване.
Уверете се, че лагерът пасва добре на вал с правилния размер.
Проверките за поддръжка трябва да се извършват редовно, за да се открият проблеми, преди да се влошат.
Няколко звука и знаци могат да ви помогнат да разберете дали сачмен лагер е счупен.
Най-честият признак е груб, скърцащ звук, идващ от лагера на колелото, който се променя в зависимост от това колко бързо се движи колата.
Други звуци включват бръмчене, ръмжене или ръмжене, които стават по-силни, когато превозното средство ускори или завие.
Лошият лагер на колелото също може да издава звуци като цвърчене, скърцане или ръмжене, които се повтарят.
Има и други признаци за лош сачмен лагер, освен това как звучи.
Някои от тях са твърде много хлабини, когато колелото се люлее от една страна на друга, колата е твърде разхлабена, воланът се дърпа и колата става твърде гореща.
Когато лагерът е много износен и е на път да се повреди, може също да забележите, че колата не се управлява добре или че гумите се износват на различни места.
Колко струва смяната на сачмен лагер зависи от марката и модела на автомобила, къде се намира и колко таксува механикът.
Самият лагер обикновено струва между $50 и $200, в зависимост от вида и качеството (към момента на писане).
В зависимост от това колко трудна е работата и колко таксува механикът на час, разходите за труд могат да добавят $100 до $200 към общите разходи.
Освен това, ако подмяната промени начина, по който автомобилът е подравнен, може да се нуждае от допълнителна услуга за подравняване, която може да струва между $60 и $100.
Ако нямате много опит в ремонта на автомобили, не трябва да се опитвате да смените сачмен лагер сами.
Предимства и приложения на сачмените лагери
Сачмените лагери се използват много в инженерството, когато е необходимо гладко и точно движение.
Намалено триене и повишена ефективност
Най-голямото предимство на сачмените лагери е, че намаляват триенето и карат нещата да работят по-ефективно.
Сачмените лагери имат по-нисък коефициент на триене от плъзгащите лагери, което означава, че се нуждаят от по-малко енергия, за да работят.
Това ги прави идеални за високоскоростни приложения в индустрии като машини, автомобили и космически пътувания.
Тъй като има по-малко триене, има по-малко топлина от контакта между повърхностите.
Това означава, че лагерите се износват по-малко и издържат по-дълго.
Подобрена производителност и издръжливост
Сачмените лагери могат да направят оборудването да работи по-добре и да издържи по-дълго, когато се използват в него.
Те предпазват оборудването от износване, като намаляват триенето и вибрациите, които могат да го повредят с времето.
Тъй като сачмените лагери намаляват износването, те също намаляват необходимостта от поддръжка и подмяна на оборудването, което спестява време и пари.
Съчмените лагери също са по-малко вероятно да се счупят, тъй като тяхната конструкция разпределя натоварването равномерно върху търкалящите се елементи.
Приложения на сачмени лагери
Сачмените лагери се използват в широк спектър от инженерни задачи, включително, но не само:
Сачмените лагери се използват в различни части на автомобили, като двигатели, трансмисии и колела.
Сачмените лагери се използват в двигателите, колесниците и системите за управление на самолети в космическата индустрия.
Сачмените лагери се използват в машинни инструменти, помпи и електрически двигатели в машиностроенето.
В индустрията на роботиката ставите и задвижващите механизми се правят със сачмени лагери.
- Медицинско оборудване: Сачмените лагери се използват в различно медицинско оборудване, като зъболекарски бормашини и машини за ЯМР.
Панти с сачмени лагери
Сачмените лагери също се използват в строителството, особено под формата на шарнирни панти.
Скритите лагери между кокалчетата на тези панти улесняват отварянето и затварянето на вратите с по-малко триене.
Това е особено полезно за по-тежки врати, като тези на входа или тези, които се затварят автоматично.
Пантите със сачмени лагери са тежки панти, които са склонни да издържат по-дълго от обикновените панти.
Това ги прави най-добрият избор за търговски цели, където издръжливостта е важна.
Какво е лагер? Видове лагери и как работят?
Съвет: Включете бутона за надписи, ако имате нужда от него. Изберете „автоматичен превод“ в бутона за настройки, ако не сте запознати с говоримия език. Може да се наложи първо да щракнете върху езика на видеоклипа, преди любимият ви език да стане достъпен за превод.
Заключение
Докато приключваме с изучаването на сачмените лагери, си струва да отделим малко време, за да помислим колко много тези малки части са променили света на инженерството.
Те може да изглеждат като малки, обикновени части, но много от машините и устройствата, които използваме всеки ден, не биха работили без тях.
Сачмените лагери са невъзпятите герои на съвременното инженерство.
Те се използват във всичко - от двигателя на вашия автомобил до движенията на хирургически робот.
Така че следващия път, когато видите сачмен лагер, спрете за момент и помислете колко много е помогнал за превръщането на нашия свят в технологично чудо.
И докато продължавате да разширявате границите на възможното в собствената си инженерна работа, оставете простия сачмен лагер да ви напомня колко мощни могат да бъдат дори най-малките и това, което изглежда най-малко важните части.
Сподели на…
