За какво се използват сачмени лагери?

Понякога най-полезните устройства във физиката и инженерството са най-простите. Сферичните лагери показват как металните пръстени могат да бъдат изключително универсални. Както можете да видите в толкова много често срещани предмети като превозни средства, велосипеди, скейтбордове и други машини, които включват движещи се метални части, хората са използвали силата на лагерите от векове.

Представете си как се плъзгате по мек килим, докато носите обувки. Може да бъде трудно поради триенето между килима и обувките ви, които могат да бъдат направени от всичко, включително кожа, пластмаса, дърво или гума. Ако вместо това носете чорапи, ще бъде много по-лесно поради много по-малко триене между мекия килим и материалите на чорапите. Сферичните лагери работят по същия начин.

Сферичните лагери намаляват количеството на триене между натоварванията, които се натоварват върху тях. Те правят това, защото са метални топки или ролки, които се движат около гладка метална повърхност във вътрешен контур и външен контур (понякога наричани пръстени). Можете да научите за многото приложения на лагерите чрез тяхната физика. Сферичните лагери носят видове товари в радиална посока и тези натоварвания прилагат перпендикулярна сила към оста на въртене на сачмения лагер.

Плъзгането на металните топки около бримките на сачмения лагер създава триене между обекта и повърхността му, което забавя обекта. В някои случаи обектът се приближава до спирка. Този механизъм позволява на сачмените лагери да се използват в ролкови системи или ротационни системи, които трябва да бъдат контролирани. Например колелото на главината на автомобила използва радиално натоварване от теглото на колата и тягата при заобикаляне на завой.

Във всички случаи на сачмени лагери балансът между тягата и радиалното натоварване кара лагерите да намалят триенето между топките във вътрешния и външния пръстен и да се справят с товара на предмета. Сферичните лагери поемат товара и го прехвърлят от външния пръстен към вътрешния пръстен, за да позволят на сферите в центровете на всеки пръстен да се въртят с лекота.

Всяка сфера е свързана с двата пръстена, но само когато е необходимо, за да се намали триенето между компонентите на самия сачмен лагер. Поради тези причини са създадени сачмени лагери, които намаляват триенето и улесняват скоростта на въртене.

Видовете сачмени лагери се различават значително в зависимост от техния механизъм. Най-широко използваният вид е твърдият един ред, или радиален сачмен лагер. Този дизайн кара топките да се движат в дълбоки канали, а разположението на сачмените лагери с дълбоки канали им позволява да носят както радиални, така и аксиални натоварвания. Запечатаните версии на сачмените лагери са постоянно смазани, за да се намали тяхната поддръжка.

Двуредови сачмени лагери използвайте два реда топки. Дизайнът придава повече твърдост на движението на самия лагер. Те се намират в електрически двигатели, центробежни помпи и електромагнитни съединители. Някои сачмени лагери се подравняват по начин, който позволява на вала да отчита несъответствия под ъгъл по отношение на корпуса на сачмения лагер.

The ъглово-контактен тип на сачмен лагер има отрязана една страна на външния пръстен, за да позволи на повече топки да се вмъкнат. След това тези лагери могат да задържат големи количества аксиални натоварвания в една посока, както и да използват повече топки в самите лагери. Това означава, че инженерите ги използват по двойки в двете посоки, за да носят тежки товари, в настройка, която ги прави двуредови сферични лагери с ъглови контакти. Този тип сачмени лагери също варират в зависимост от техния материал.

Сферичните лагери се различават по материал със стоманени, керамични или пластмасови сачмени лагери за различни цели. Тези видове сачмени лагери се различават по това колко бързо могат да работят, какви температури могат да постигнат и други свойства, свързани с употребата на сачмени лагери. Разбирането на положителните и отрицателните страни на всеки вид материал ще ви позволи да вземете по-разумно решение, ако имате нужда от сачмени лагери.

Стоманените сачмени лагери използват или компоненти, които са изцяло изработени от стомана или стоманени сплави със следи от други елементи в състава. Те са идеални кандидати за работа с много тежки товари, като същевременно постигат страхотни скорости на въртене, когато се въртят наоколо.

Този тип сачмени лагери могат да ви дадат много точни измервания, тъй като са произведени с високи нива на точност. Техните свойства позволяват на стоманените въглеродни сачмени лагери да се използват, наред с други, в брави, велосипеди, ролкови кънки, колички и конвейерни машини.

За съжаление материалът от стоманени сачмени лагери може да причини корозия в присъствието на вода или газове, които променят химичния състав на самата стомана. Този тип сачмени лагери също могат да бъдат много тежки и шумни, когато се използват в производството и в други среди.

Стоманените сачмени лагери могат да бъдат много скъпи и инженерите също трябва постоянно да смазват стоманените метали, за да поддържат ефективната им работа. Ако не се поддържат правилно, те могат да причинят повреда на лагера и няма да достигнат края на предвидения им живот.

Производителите създават и продават стоманени сачмени лагери в различни стилове. Можете да закупите стоманени топки с по-голямо количество въглерод, които са изложени на топлинна обработка или са втвърдени чрез други методи. Вариациите в съдържанието на въглерод сред стоманените сачмени лагери оказват влияние върху техните свойства. Нисковъглеродните стомани се намират в приложения, които трябва да бъдат устойчиви на корозия, но не е задължително да имат втвърдена повърхност.

Докато нисковъглеродният стоманен материал може да се използва при линейно валцуване на сачмен лагер, те не са чудесни за контакт между самите топчета. Те обикновено се използват с полимер за предотвратяване на щети в тези случаи. Стоманените сачмени лагери с умерено количество въглерод са здрави, водоустойчиви и здрави и тези характеристики ги правят подходящи за зъбни колела, оси, шипове и други компоненти на машината. Високовъглеродните стомани са най-здравите и твърди, като същевременно са устойчиви на корозия.

Керамичните сачмени лагери обикновено се създават като "хибриди", които използват външния пръстен, вътрешния пръстен и клетката, изградени от стомана, като самите топки са изработени от керамика. Керамичните свойства им позволяват да работят при бързи завъртания в минута, като същевременно поддържат работната си температура хладна и ограничават колко шум създават.

Тези хибридни керамично-стоманени конструкции са повредени от корозия, но самите керамични топки са по-малко податливи на корозия от стоманените материали и са по-трайни и по-леки от стоманените топки лагери.

Този тип сачмени лагери могат да се използват в електрически приложения, където стоманените сачмени лагери не могат, тъй като керамичните сачмени лагери са непроводими, но са и много скъпи. Керамичните сачмени лагери могат да издържат на високи температури, позволявайки им да работят при по-високи скорости. Цените на някои от тези сачмени лагери обикновено са скъпи, но можете да намерите и евтини версии на тях.

Керамичният материал на тези сачмени лагери им дава тежести под 40% от тези на стоманените сачмени лагери. Инженерите обикновено ги произвеждат с помощта на керамичен силициев нитрид, за да настъпят тези химични и физични свойства. Те се използват в ъглови лагери, аксиални лагери, лагери за възглавници, иглени лагери и ролкови лагери. Керамичните материали може да са по-здрави от стоманата, но обикновено са по-твърди като сачмени лагери.

Полирането на топки от керамична стомана използва магнитно поле с плазмен поток. Този метод на производство им осигурява по-високи скорости на въртене, отколкото стоманените сачмени лагери. Те са електрически изолиращи, което означава, че не провеждат електричество, така че не се провалят, ако са токови преминава през тях и те могат да функционират, без да бъдат смазвани като стоманени сачмени лагери бъда.

Последните иновации произвеждат пластмасови сачмени лагери, които използват пластмасови пръстени и пластмасова клетка и могат да бъдат закупени под формата на топки, изработени от пластмаса, стъкло или неръждаема стомана. Най-често срещаният сферичен материал при този тип сачмени лагери е топката от неръждаема стомана. Те са най-достъпната опция, но са и по-тежки от пластмасовите или стъклените видове. Те също могат лесно да станат магнитни, което може да наруши движението и физиката на близките материали.

Пластмасовите сачмени лагери със стъклени топчета са чудесен избор, когато не можете да използвате метал. Те имат висока химическа устойчивост и имат по-ниско тегло, отколкото стоманените топки. Пластмасовите топки за пластмасовите сачмени лагери тежат още по-малко и предлагат устойчивост на износване, тъй като се използват с течение на времето. Повечето пластмасови сачмени лагери са самосмазващи се, леки и устойчиви на корозия, докато работят тихо.

За съжаление тези видове сачмени лагери не издържат на високи температури, както и другите сачмени лагери и не могат да се справят с толкова високи натоварвания като тях понякога.