Lager

Lager används där olika komponenter rör sig i förhållande till varandra och lagrens huvuduppgift är att minimera friktionen mellan komponenterna. Lager kan delas in i olika typer beroende på om rörelsen är roterande eller linjär och om det är ett rullnings- eller glidlager. I rullningslager är det rullar eller kulor som tar upp krafterna mellan komponenterna medan krafter i glidlager överförs direkt från en komponent till en annan.
 
Kraven på lager skall ställas efter vilken uppgift lagret skall ha. Lagret skall klara de påkänningar det utsätts för i olika riktningar, exempelvis radiella krafter, axiella krafter och brytningskrafter. För att underlätta och minska kostnaderna för underhåll är det också viktigt att definiera lagret efter vilken arbetstemperatur som lagret kan skall fungera inom, vilket smörjprogram som krävs, hur friktionsvärmen från lagret kan ledas bort samt hur enkelt det är att byta ut slitytor alternativt hela lagret.
 

Energibesparingar

Generellt för lager är att de skall minimera friktionen mellan de rörliga komponenterna. Eftersom den motor eller de motorer som driver den mekaniska utrustningen även måste alstra friktionsenergin, sparas energi genom att minska friktionen i utrustningens lager. För att minimera friktionen i lager är det viktigt att lager monteras korrekt och att de inte utsätts för slag eller dylikt. Vidare är det viktigt att vara medveten om att smörjmedlens egenskaper försämras om lager utsätts för högre temperaturer än vad de är avsedda för, vilket kan inträffa då kylningen är dålig eller genom att lager utsätts för smuts och föroreningar. Dessa skötselregler minskar friktionsförluster samt bevarar lagers egenskaper över tid, vilket minskar underhållskostnaderna, och gäller för både rullningslager och glidlager.
 

Beräkningar

Verkningsgraden över ett system med roterande axlar med lager fås genom att levererad effekt delas med utgående effekt.

För roterande axlar kan effekten för beräknas enligt:

P = Effekten [Nm/s]
M = momentet [Nm]
ω = vinkelhastigheten [radianer/s]

Om inte någon energi lagras i axelsystemet och varvtalet är konstant blir Pin – Pförluster = Put, se nedan:

Eftersom varvtalet och vinkelhastigheten är konstant, om inte någon växel finns in systemet av axlar, blir verkningsgraden:

Leverantörer

D&E Trading AB

MecMove AB

Molybongruppen

Nomo Kullager AB 

Schaeffler Sverige AB

SKF

Sverull ElektroDynamo

Teknikprodukter AB

 

Rullningslager

Rullkropparna i rullningslager består av kulor eller rullar och kallas därför kullager eller rullager. Den vanligaste typen av rullningslager är det enradiga spårkullagret och det är dessutom vanligt att kullagret är inkapslat med skyddsplåtar eller tätningsbrickor, vilket gör att lagret blir livstidssmort. Eftersom ytan som skall ta upp radiella och axiella krafter relativt sett är mindre i kullager än i rullager används de tidigare oftast i sammanhang där krafterna inte är så stora medan de senare används i sammanhang med stora lagertryck. Friktionen blir däremot större i rullager än i kullager. Både kullager och rullager kan vara enkel eller flerspåriga beroende på storleken och riktningen på de krafter som skall tas upp. Hylsorna till rullningslager som skall ta upp stora axiella krafter har ofta mer kontaktyta i axiell riktning än motsvarande rullningslager för radiella krafter.

Vissa av dessa kan stort sett endast ta upp axiella krafter och kalla därför axiallager medan vissa andra kan ta upp krafter i både radiell och axiella och kallas vinkelkontaktlager. En annan grupp av rull- och kullager kallas sfäriska och har utvecklats för att klara av snedställningar av axeln. Kulorna och rullarna i dessa lager löper inte i speciella banor utan rör sig mor en sfärisk ytterhylsa.
 

Glidlager

Friktionen i glidlager är generellt mycket större än i rullningslager eftersom glidfriktionen är mycket större än rullfriktionen. Att smörjningen blir korrekt är därför ännu viktigare för glidlager än för rullningslager. I normala fall skall den del av en axel som arbetar i lagret (tappen) vara av ett betydligt hårdare material än lagerytan, det vill säga lagerfoder eller lagerskålen, i lagerhuset. En vanlig och effektiv smörjmetod för glidlager är när de smörjs med en så kallad oljefilm, vilken förhindrar att tappen får direktkontakt med lagerytan. Gladlagret måste då ha ett visst spel för att tillåta smörjmedlet att komma in. Smörjmedlet antingen sugs eller pressas in mellan lagerytorna via särskilda smörjspår eller smörjfickor. Generellt gäller att en högre ytbelastning genererar högre verkningsgradsförluster.

Som lagermaterial använd både metalliska och icke-metalliska material. Vanliga metalliska lagermaterial är gjutjärn, fosforbrons och vitmetall (babbits). Vanliga icke-metalliska lagermaterial är plaster som amidplast (nylon), fenolplast (bakelit), acetalplast/POM (Polyoximetylen eller Delrin®) och polytetrafluoroeten (PTFE eller Teflon®) samt olika keramiska material. Eftersom plastmaterialen har så goda isolerande egenskaper kräver de också ofta vattensmörjning och kylning för att leda bort friktionsvärmet. Bland både de metalliska och de icke-metalliska lager materialen finns sådana som är självsmörjande. Exempel på självsmörjande lagermaterial är sintrade metall- och grafitpulverblandningar där olja har tillsatts i materialets porer, lagerfoder av metall med PTFE-beläggning, amidplast med oljetillsats (Oilon®), polyeten med molybdendisulfid (Robalon®).

För att kunna hantera kraftöverföring i olika vinklar eller vid snedställning har olika typer av så kallade sfäriska glidlager utvecklats. I dessa är både lagerskålen och lagertappen sfäriskt utformade och lagrets vinkel blir därför självinställande inom vissa gränser.
 

Lager för linjära rörelser

För att minska friktionen mellan komponenter som rör sig linjärt i förhållande till varandra används olika typer av lager. Exempel på arbetsmoment med linjära rörelser inom industriell produktion är olika former av gejdrar och glidlister och den vanligaste lagertypen för dessa linjära rörelser är glidlager men olika former av rullningslager för linjära rörelser förekommer också.
 

Lager för roterande rörelser

Uppgiften för den stora gruppen av lager för roterande rörelser är att minimera friktionen mellan en roterande axel och den komponent som tar upp axelns krafter i axiell och radiell riktning. De roterande lagren kan delas in i grupper beroende på hur krafterna överförs – i rullningslager överförs krafterna genom kulor eller rullar och i glidlager överförs krafterna direkt mellan axeln och lagerhuset.