Hur förändras lagertekniken?

Under de senaste decennierna har lagerkonstruktionen utvecklats avsevärt, vilket har lett till nya materialanvändningar, avancerade smörjtekniker och sofistikerad datoranalys..

Lager används i praktiskt taget alla typer av roterande maskiner. Från försvars- och flygutrustning till livsmedels- och dryckesproduktionslinjer ökar efterfrågan på dessa komponenter. Avgörande är att konstruktörer i allt högre grad kräver mindre, lättare och mer hållbara lösningar för att uppfylla även de mest krävande miljöförhållandena.

 

Materialvetenskap

Att minska friktion är ett viktigt forskningsområde för tillverkare. Många faktorer påverkar friktionen, såsom dimensionstoleranser, ytfinish, temperatur, driftsbelastning och hastighet. Betydande framsteg har gjorts inom lagerstål under åren. Moderna, ultrarena lagerstål innehåller färre och mindre icke-metalliska partiklar, vilket ger kullager större motståndskraft mot kontaktutmattning.

 

Moderna ståltillverknings- och avgasningstekniker producerar stål med lägre halter av oxider, sulfider och andra lösta gaser, medan bättre härdningstekniker ger hårdare och mer slitstarka stål. Framsteg inom tillverkningsmaskiner gör det möjligt för tillverkare av precisionslager att bibehålla snävare toleranser i lagerkomponenter och producera mer högglanspolerade kontaktytor, vilket minskar friktionen och förbättrar livslängden.

 

Nya rostfria stål av kvalitet 400 (X65Cr13) har utvecklats för att förbättra lagrens bullernivåer samt stål med hög kvävehalt för större korrosionsbeständighet. För mycket korrosiva miljöer eller extrema temperaturer kan kunder nu välja mellan ett sortiment av lager i rostfritt stål av kvalitet 316, helkeramiska lager eller plastlager tillverkade av acetalharts, PEEK, PVDF eller PTFE. I takt med att 3D-utskrift blir alltmer använda och därmed mer kostnadseffektivt, ser vi ökande möjligheter för produktion av icke-standardiserade lagerhållare i små kvantiteter, något som kommer att vara användbart för lågvolymsbehov av speciallager.

 

Smörjning

 

Smörjning kan ha fått mest uppmärksamhet. Med 13 % av lagerfel som kan tillskrivas smörjfaktorer är lagersmörjning ett snabbt växande forskningsområde, som stöds av både akademiker och industri. Det finns nu många fler specialsmörjmedel tack vare ett antal faktorer: ett bredare utbud av högkvalitativa syntetiska oljor, ett större urval av förtjockningsmedel som används vid fetttillverkning och en större variation av smörjmedelstillsatser för att ge till exempel högre belastningskapacitet eller större korrosionsbeständighet. Kunderna kan specificera högfiltrerade lågtyliga fetter, höghastighetsfetter, smörjmedel för extrema temperaturer, vattentäta och kemikalieresistenta smörjmedel, högvakuumsmörjmedel och renrumssmörjmedel.

 

Datoriserad analys

 

Ett annat område där lagerindustrin har gjort stora framsteg är genom användningen av programvara för lagersimulering. Nu kan lagrens prestanda, livslängd och tillförlitlighet förlängas utöver vad som uppnåddes för ett decennium sedan utan att genomföra dyra och tidskrävande laboratorie- eller fälttester. Avancerad, integrerad analys av rullningslager kan ge oöverträffad insikt i lagerprestanda, möjliggöra optimalt lagerval och undvika förtida lagerhaveri.

 

Avancerade metoder för utmattningslivslängd kan möjliggöra noggrann förutsägelse av element- och lagerbanans spänningar, ribbkontakt, kantspänningar och kontaktavkortning. De möjliggör också fullständig systemnedböjning, lastanalys och analys av lagerfeljustering. Detta ger ingenjörer informationen för att modifiera lagerkonstruktionen för att bättre hantera de spänningar som uppstår från den specifika applikationen.

 

En annan tydlig fördel är att simuleringsprogramvara kan minska den tid och de resurser som läggs på testfasen. Detta snabbar inte bara upp utvecklingsprocessen utan minskar även kostnaderna i processen.

 

Det är tydligt att nya materialvetenskapliga framsteg tillsammans med avancerade lagersimuleringsverktyg kommer att ge ingenjörer den insikt som krävs för att designa och välja lager för optimal prestanda och hållbarhet, som en del av en helhetsmodell. Fortsatt forskning och utveckling inom dessa områden kommer att vara avgörande för att säkerställa att lager fortsätter att tänja på gränserna under de kommande åren.