Wat zijn hybride lagers?
Hoewel de meeste lagers volledig gemaakt zijn van staal of een staallegering, zijn er ook lagers waarvan de onderdelen van verschillende materialen gemaakt zijn. Voor sommige toepassingen zijn deze hybride lagers de enige juiste optie. Daarom leek het ons een goed idee om door te nemen wat hybride lagers zijn en waar je ze voor gebruikt.
Wat zijn de voordelen van een hybride lager?
Een lager bestaat uit verschillende elementen. Ieder lager heeft een binnenring, een buitenring en een set rollichamen, vaak in combinatie met een kooi om te voorkomen dat de rollichamen elkaar raken. Bij een hybride lager zijn deze onderdelen van verschillende materialen gemaakt. Dat kan veel verschillende vormen aannemen, maar in veruit de meeste gevallen gaat het om een lager waarvan de ringen van staal gemaakt zijn, terwijl de rollichamen keramisch zijn. Een of met een kunststof kooi die verder volledig uit metalen onderdelen bestaat wordt in de regel dus geen hybride lager genoemd.
Afhankelijk van waar je het lager voor gebruikt kunnen hybride lagers verschillende voordelen bieden. De meest gebruikte materialen in keramische lagers zijn zirconia en siliciumnitride. Deze materialen zijn zeer hard en behouden hun vorm daardoor beter dan lagerstaal. Dit maakt ze bij uitstek geschikt voor gebruik bij hoge temperaturen. Ook in situaties waarbij het onvermijdelijk is dat er kleine schurende deeltjes tussen de kogels of de rollichamen terechtkomen is een hybride lager een betere keuze, omdat deze deeltjes nauwelijks tot geen schade aan de keramische onderdelen kunnen aanrichten. Bovendien zijn zirconia en siliciumnitride volledig corrosiebestendig.
Stalen kunnen daarentegen wel zwaarder belast worden dan keramische of hybride lagers. Daarnaast kosten lagers met keramische onderdelen meer dan volledig stalen exemplaren met dezelfde afmetingen. Afhankelijk van de omstandigheden kan het op de lange termijn echter voordeliger zijn om voor een keramisch of hybride lager te kiezen, ook omdat de rolweerstand van keramische onderdelen buitengewoon laag is. Hybride lagers zijn vaak in elektrische aandrijvingen, generatoren, pompen, compressoren, versnellingsbakken en machinespindels te vinden.
Wanneer gebruik je hybride lagers?
Er zijn verschillende situaties waarin de voordelen van hybride lagers heel goed van pas komen. We hebben de belangrijkste daarvan voor je op een rij gezet:
- Sterk wisselende temperaturen: Het thermische uitzettingscoëfficiënt van keramische materialen is vele malen lager dan dat van staal. Kogels of cilindrische rollichamen van siliciumnitride of zirconia zullen dus veel minder snel uitzetten of inkrimpen bij grote temperatuurverschillen. Is de bedrijfstemperatuur constant hoog tot zeer hoog? Dan is een volledig keramisch lager de betere optie.
- Voorkomen van elektrische geleiding: Metalen geleiden elektriciteit. Vergeleken met bijvoorbeeld goud, zilver, koper of aluminium zijn de geleidende eigenschappen van staal vrij matig, en van lagerstaal in het bijzonder. Het kan echter wel voorkomen dat nog enige elektriciteit geleid wordt, waardoor smeermiddelen kunnen verbranden. Keramische materialen zijn juist elektrische isolatoren. Dit voorkomt schade aan de rollichamen en de loopbanen als er elektriciteit aanwezig is.
- Sterk verontreinigde omgeving: In een verontreinigde omgeving is een afgedicht lager vaak de oplossing. Een afdichting die de kogels of rollichamen volledig tegen vuil en water beschermt is echter altijd slepend, waardoor meer wrijving ontstaat en minder hoge rotatiesnelheden mogelijk zijn. Omdat keramische materialen extreem hard zijn – vaak aanzienlijk harder dan vuil – verpletteren en verpulveren keramische kogels en rollichamen het vuil, waarna het wordt afgevoerd.
- Spatwaterdichtheid: Als lagers niet onder water komen, maar wel herhaaldelijk of langdurig aan spatwater blootgesteld worden, is het risico op corrosie groot bij stalen lagers. Hybride lagers kunnen zo’n vijf keer zoveel spatwater aan als stalen lagers. Komen de lagers tijdelijk of volledig onder water? Dan is een volledig keramisch lager noodzakelijk.
- Hogere snelheden: Verschillende lagers zijn geschikt voor verschillende rotatiesnelheden. Kogellagers kunnen over het algemeen ingezet worden bij hogere toerentallen dan rollagers. Omdat de dichtheid van keramische materialen tot maar liefst 60 procent lager is, zijn keramische kogels of rollichamen aanzienlijk lichter. Door de combinatie van dit lichte gewicht en het relatief lage wrijvingscoëfficiënt kunnen hybride lagers tot 20 procent hogere snelheden halen dan volledig metalen lagers met dezelfde afmetingen.
- Betere effectiviteit smeermiddel: Omdat keramische materialen minder wrijving genereren dan metaal, verbeteren ze ook de effectiviteit van de smeermiddelen die je gebruikt om de lagers te laten draaien. Hierdoor maken keramische en hybride lagers over het algemeen minder geluid en ontstaat er minder wrijvingswarmte, met een langere levensduur tot gevolg.
- Hogere stijfheid: Keramische materialen hebben een elasticiteitsmodulus die tot 50 procent hoger is dan die van staal. Hybride lagers bieden dus een aanzienlijk hogere stijfheid dan volledig metalen lagers met dezelfde afmetingen.
Hybride lagers online kopen
Hybride lagers bieden verschillende voordelen die volledig stalen of keramische lagers niet kunnen bieden. Bij Twenty4Bearings vind je een ruim assortiment aan hybride lagers van onder meer , en . De meest gebruikte hiervan kunnen we uit onze eigen voorraad en dus razendsnel leveren.