Hoe verminderen lagers wrijving?
Waar je een lager ook voor gebruikt, de belangrijkste functie ervan is om de wrijving te verminderen die optreedt tussen twee onderdelen die ten opzichte van elkaar bewegen. Maar hoe verminderen lagers wrijving precies? En hoe gaan de lagers om met de wrijving die optreedt bij het gebruik ervan? We leggen het je graag uit.
Met welke soorten wrijving heeft een lager te maken?
Wrijving is de weerstand die ontstaat als twee oppervlakken tegen elkaar aan bewegen. Door het contact dat ontstaat treedt er warmte op en kan er slijtage ontstaan. Idealiter is de wrijving tussen twee roterende onderdelen – of een roterend en een stilstaand onderdeel – dus zo laag mogelijk. Een lager neemt dus nooit alle wrijving weg. De werking van een lager is erop gericht om de wrijving te minimaliseren. Zelfs in een lager ontstaat enige wrijving, omdat er altijd wel onderdelen zijn die bij het roteren met elkaar in aanraking komen.
Er zijn verschillende soorten wrijving. Bij het gebruik van een lager is er sprake van de volgende types wrijving:
- Rolweerstand: Dit is de wrijving die ontstaat als een rond object over een oppervlak heen rolt. Een wiel over een wegdek is hier misschien het meest voor de hand liggende voorbeeld van, maar de kogels of rollichamen tussen de ringen van een of opereren volgens hetzelfde principe. De rolweerstandscoëfficiënt is normaal gesproken zo’n tien keer zo laag als de glijweerstandscoëfficiënt, waarbij twee oppervlakken die niet zelf bewegen over elkaar roteren.
- Interne wrijving: Tussen de verschillende onderdelen van een kogellager of rollager is altijd wel sprake van enige wrijving. Zo maken de kogels of rollichamen contact met zowel de kooi als de ringen. Omdat de kogels en de rollichamen rollen is de wrijvingscoëfficiënt echter relatief laag, waardoor soepele bewegingen langdurig gegarandeerd blijven zolang het juiste lager bij de toepassing is gekozen.
De meeste zijn zo ontworpen dat er helemaal geen glijweerstand optreedt. Door slijtage, het gebruik van de verkeerde soorten lagers, een verkeerde montage of gebrekkig onderhoud kan glijweerstand echter zelfs bij het gebruik van lagers voorkomen. In dat geval is het belangrijk om dit snel op te lossen, bijvoorbeeld door te smeren of een defect lager te vervangen, zodat wrijvingsarme rotaties weer mogelijk worden.
De wrijvingsverlagende werking van lagers
Omdat er een rij kogels of rollichamen tussen de binnenring en de buitenring van een lager zit, bewegen de ringen nooit direct over elkaar. Dit voorkomt al flink wat wrijvingsweerstand. De hoeveelheid interne wrijving in het lager heeft onder meer met de vorm van de rollende elementen te maken. Zo min mogelijk contactpunten is het streven. Cilindrische rollichamen maken een lijncontact met de loopbanen. Er is hierdoor een groter contactoppervlak tussen de onderdelen dan bij het puntcontact dat kogels maken. Daardoor kunnen rollagers radiaal zwaarder belast worden dan kogellagers. Kogellagers kunnen daarentegen hogere snelheden aan, omdat een puntcontact tot minder wrijving leidt.
Door deze constructie converteren lagers als het ware glijweerstand naar rolweerstand. Dit verlaagt de wrijving, maar ook de energieconsumptie en de slijtage. Hierdoor zijn betere prestaties mogelijk en zullen zowel de lagers als de onderdelen die ze laten roteren veel langer meegaan. Hier profiteer je het meeste van als de lagers van de juiste materialen gemaakt zijn. Staal en keramiek zijn bijvoorbeeld materialen die heel lang meegaan en een zeer lage wrijvingscoëfficiënt hebben. Dit is niet alleen goed voor de levensduur van de lagers, maar ook voor de precisie die de lagers bieden.
Zorg ook dat je het juiste lager kiest bij de omstandigheden waaraan het blootgesteld wordt. Als het lager zwaarder belast wordt of sneller moet roteren, kan dat extra wrijving met zich meebrengen, tenzij je voor een lager kiest dat voor die omstandigheden ontworpen is. In de regel kies je een kogellager voor hoge rotatiesnelheden en een rollager voor zwaardere radiale belastingen, maar de loopbaan waarover de kogels of rollichamen lopen speelt ook een rol. Zo worden wisselende of gecombineerde belastingen mogelijk gemaakt door conische loopbanen, zoals bij , of verschoven loopbanen, zoals bij .
Smeren vermindert eveneens wrijving
Het is echter niet alleen de constructie van een lager die ervoor zorgt dat het met minimale wrijving kan roteren. Smeermiddelen dragen daar eveneens aan bij. Voor montage moeten lagers al gesmeerd worden. Zo ontstaat er een dunne laag tussen de kogels of rollichamen en het oppervlak waar ze overheen rollen. Hierdoor wordt de weerstand die gecreëerd wordt als de materialen over elkaar rollen nog verder verlaagd. Daarom is het belangrijk dat er altijd voldoende smeermiddel in het lager aanwezig is en dat het juiste smeermiddel gebruikt wordt.
Hoe vaak er precies gesmeerd moet worden is onder meer afhankelijk van het type lager en hoe intensief de lagers gebruikt worden. Lagers die aan beide kanten afgedicht zijn om de kogels tegen vuil te beschermen hoeven over het algemeen niet bijgesmeerd te worden. Open lagers moeten onder normale omstandigheden elke 3 tot 12 maanden gesmeerd worden. Meestal gebeurt dit met smeervet, maar bij zeer hoge temperaturen of rotatiesnelheden is smeerolie een betere optie.
Weet je niet zeker welke lagers je precies nodig hebt om de wrijving te verlagen in jouw productie? Neem dan contact op met onze klantenservice. Onze lagerexperts helpen je dan graag verder. Maar welk lager je ook nodig hebt, bij Twenty4Bearings vind je altijd kwaliteitslagers van gerenommeerde fabrikanten als , , , , of .