Ein Lager ist einige von verschiedenen Maschinenelementen, die die Verhältnisbewegung zwischen zwei oder mehr Teilen zu nur dem gewünschten Typ der Bewegung beschränken. Das soll normalerweise erlauben und freie Folge um eine feste Achse oder freie geradlinige Bewegung fördern; es kann auch sein, jede Bewegung, solcher als durch das Steuern der Vektoren von normalen Kräften zu verhindern. Lager können weit gehend gemäß den Bewegungen klassifiziert werden, die sie erlauben und gemäß ihrem Grundsatz der Operation, sowie durch die Richtungen von angewandten Lasten sie behandeln können.

Der Begriff "Lager" kommt schließlich aus dem Verb"", und ein Lager ist so ein Maschinenelement, das einem Teil erlaubt, einen anderen zu tragen, gewöhnlich erlaubend (und kontrollierend), Verhältnisbewegung zwischen ihnen. Die einfachsten Lager sind nichts anderes als tragende Oberflächen, die Oberflächenkürzung oder gebildet in einen Teil, mit etwas Grad der Kontrolle über die Qualität der Form der Oberfläche, Größe, Oberflächenrauheit und Position (von ein bisschen Kontrolle bis sehr, abhängig von der Anwendung) sind. Viele andere Lager sind getrennte Geräte, die in den Teil oder die Maschine installiert werden. Die hoch entwickeltesten Lager, für die anspruchsvollsten Anwendungen, sind sehr teure, hoch genaue Geräte, deren Fertigung mit etwas von der höchsten der menschlichen Art bekannten Technologie verbunden ist.

Geschichte

Die Erfindung des rollenden Lagers, in der Form eines Gegenstands, der auf Holzrollen wird bewegt, ist von der großen Altertümlichkeit und kann die Erfindung des Rades zurückdatieren.

Obwohl es häufig gefordert wird, dass die Ägypter Rolle-Lager in der Form von Baumstämmen unter Schlitten verwendet haben, ist das moderne Spekulation. Sie werden in ihren eigenen Zeichnungen in der Grabstätte von Djehutihotep als das Bewegen massiver Steinblöcke auf Schlitten mit den Läufern gezeichnet, die mit einer Flüssigkeit geschmiert sind, die ein einfaches Lager einsetzen würde.

Es gibt auch ägyptische Zeichnungen von mit Handbohrmaschinen verwendeten Lagern.

Das frühste wieder erlangte Beispiel eines rollenden Element-Lagers ist ein Holzkugellager, das einen rotierenden Tisch von den Überresten von den Schiffen von Roman Nemi im See Nemi, Italien unterstützt. Auf die Wracke wurde zu 40 n.Chr. datiert.

Leonardo da Vinci hat Zeichnungen von Kugellagern in seinem Design für einen Hubschrauber ungefähr dem Jahr 1500 vereinigt. Das ist der erste registrierte Gebrauch von Lagern in einem Raumfahrtdesign. Jedoch ist Agostino Ramelli erst, um Skizzen der Rolle veröffentlicht zu haben und Lager gestoßen zu haben. Ein Problem mit dem Ball und den Rolle-Lagern ist, dass die Bälle oder Rollen gegen einander reiben, zusätzliche Reibung verursachend, die durch das Umgeben der Bälle oder Rollen in einem Käfig verhindert werden kann. Das gewonnene, oder eingesperrt, Kugellager wurde von Galileo im 17. Jahrhundert ursprünglich beschrieben. Das Steigen von Lagern in einen Satz wurde viele Jahre lang danach nicht vollbracht. Das erste Patent für eine Ball-Rasse war durch Philip Vaughan von Carmarthen 1794.

Lager haben Gebrauch gesehen, um Rad und Achsen zu halten. Die Lager verwendet dort waren einfache Lager, die verwendet wurden, um Reibung über dieses des Schleppens eines Gegenstands außerordentlich zu reduzieren, indem sie die Reibung über eine kürzere Entfernung als das gedrehte Rad hat handeln lassen.

Die erste Ebene und Lager des Rollen-Elements waren von Bronze nah gefolgter Wald. Über ihre Geschichte sind Lager aus vielen Materialien einschließlich keramischen, Saphirs, Glases, Stahls, Bronze, anderer Metalle und Plastiks gemacht worden (z.B, Nylonstrümpfe, polyoxymethylene, polytetrafluoroethylene, und UHMWPE), die alle heute verwendet werden.

Sehen Sie, dass Schöpfer "mit Juwelen geschmückte" Bewachungen mit Saphir-Ebene-Lagern erzeugen, um Reibung zu reduzieren, die so genauere Zeit erlaubt, behaltend.

Sogar grundlegende Materialien können gute Beständigkeit haben. Als Beispiele können Holzlager noch heute in alten Uhren oder in Wassermühlen gesehen werden, wo das Wasser das Abkühlen und die Schmierung zur Verfügung stellt.

Das erste praktische Lager der eingesperrten Rolle wurde Mitte der 1740er Jahre von horologist John Harrison für seinen H3 Seezeitnehmer erfunden. Das verwendet das Lager für eine sehr beschränkte schwingende Bewegung, aber Harrison hat auch ein ähnliches Lager in einer aufrichtig Drehanwendung in einer gleichzeitigen Gangregler-Uhr verwendet.

Ein Patent auf Kugellagern, wie verlautet das erste, wurde Jules Suriray, einem Pariser Rad-Mechaniker am 3. August 1869 zuerkannt. Die Lager wurden dann an das Gewinnen-Rad geeignet, das von James Moore in der ersten Rad-Straßenrasse in der Welt, Paris-Rouen im November 1869 geritten ist.

1883 hat Friedrich Fischer, Gründer der SCHINDEREI, eine Annäherung entwickelt, um Bälle der gleichen Größe und genauen Rundung mittels einer passenden Produktionsmaschine zu mahlen und zu schleifen, und hat das Fundament für die Entwicklung einer unabhängigen tragenden Industrie gebildet.

Das moderne, sich selbstausrichtende Design des Kugellagers wird Sven Wingquist von SKF Kugellager-Hersteller 1907 zugeschrieben, als er schwedischem offenem Nr. 25406 auf seinem Design zuerkannt wurde.

Henry Timken, ein Hellseher des 19. Jahrhunderts und Neuerer in der Wagen-Herstellung, hat die verjüngte Rolle patentiert, die 1898 trägt. Im nächsten Jahr hat er eine Gesellschaft gebildet, um seine Neuerung zu erzeugen. Mehr als ein Jahrhundert die Gesellschaft ist gewachsen, um Lager aller Typen, einschließlich Spezialisierungsstahls und einer Reihe von zusammenhängenden Produkten und Dienstleistungen zu machen.

Erich Franke hat erfunden und hat die Leitungsrasse patentiert, die 1934 trägt. Sein Fokus war auf einem tragenden Design mit einer bösen Abteilung so klein wie möglich, und der ins Umgeben-Design integriert werden konnte. Nach dem Zweiten Weltkrieg hat er zusammen mit Gerhard Heydrich die Gesellschaft Franke & Heydrich KG (heute Franke GmbH) gegründet, die Entwicklung und Produktion von Leitungsrasse-Lagern zu stoßen.

Die umfassende Forschung von Richard Stribeck über Kugellager-Stahle hat die Metallurgie allgemein verwendet 100Cr6 (AISI 52100) Vertretung des Koeffizienten der Reibung als eine Funktion des Drucks identifiziert.

Entworfen 1968 und später patentiert 1972 Mitbegründer-Knospe des Bischofs-Wisecarver's hat Wisecarver vee Rinne geschaffen, die Führer-Räder, einen Typ des geradlinigen Bewegungslagers trägt, das sowohl aus einem äußerlichen als auch aus inneren 90 Grad vee Winkel besteht.

Am Anfang der 1980er Jahre hat der Gründer des pazifischen Lagers, Robert Schroeder, das erste Bi-Material-Ebene-Lager erfunden, das mit geradlinigen Kugellagern austauschbare Größe war. Dieses Lager hatte eine Metallschale (Aluminium, Stahl- oder rostfreier Stahl) und eine Schicht des Teflon-basierten durch eine dünne klebende Schicht verbundenen Materials.

Heute werden Ball und Rolle-Lager in vielen Anwendungen verwendet, die einen rotierenden Bestandteil einschließen. Beispiele schließen extreme hohe Geschwindigkeitslager in Zahnbohrmaschinen, Raumfahrtlager im Rover von Mars, dem Getriebe und den Radlagern auf Automobilen, flexure Lager in optischen Anordnungssystemen und Rad-Radmittelpunkten ein.

Üblich

Bei weitem ist das allgemeinste Lager das einfache Lager, ein Lager, das Oberflächen im reibenden Kontakt, häufig mit einem Schmiermittel wie Öl oder Grafit verwendet. Ein einfaches Lager kann oder kann kein Gerät sein. Es kann nichts anderes als die tragende Oberfläche eines Loches mit einer Welle sein, die es, oder einer planaren Oberfläche dass ein anderer (in diesen Fällen, nicht einem getrennten Gerät) durchführt; oder es kann eine Schicht sein, Metall zu tragen, das entweder zum Substrat verschmolzen ist (halbgetrennt) oder in der Form eines trennbaren (getrennten) Ärmels. Mit der passenden Schmierung geben einfache Lager häufig völlig annehmbare Genauigkeit, Leben und Reibung an minimalen Kosten. Deshalb werden sie sehr weit verwendet.

Jedoch gibt es viele Anwendungen, wo ein passenderes Lager Leistungsfähigkeit, Genauigkeit, Dienstzwischenräume, Zuverlässigkeit, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Größe, Gewicht und Kosten des Kaufens und der Betriebsmaschinerie verbessern kann.

So gibt es viele Typen von Lagern, mit unterschiedlicher Gestalt, Material, Schmierung, Grundsatz der Operation und so weiter.

Grundsätze der Operation

Es gibt mindestens sechs allgemeine Grundsätze der Operation:

• einfaches Lager, das auch durch die spezifischen Stile bekannt ist: bushings, Zeitschriftenlager, Ärmel-Lager, Gewehr-Lager
• Lager des Rollen-Elements wie Kugellager und Rolle-Lager
• Juwel-Lager, in denen die Last durch das Rollen der Achse von ein bisschen außer Zentrum getragen wird
• flüssige Lager, in denen die Last durch ein Benzin oder Flüssigkeit getragen wird
• magnetische Lager, in denen die Last durch ein magnetisches Feld getragen wird
• Flexure-Lager, in denen die Bewegung durch ein Lastelement unterstützt wird, das sich biegt.

Bewegungen

Allgemeine durch Lager erlaubte Bewegungen sind:

• axiale Folge z.B Welle-Folge
• geradlinige Bewegung z.B Schublade
• kugelförmige Folge z.B Ball und Steckdose verbindet
• Scharnier-Bewegung z.B Tür, Ellbogen, Knie

Reibung

Das Reduzieren der Reibung in Lagern ist häufig für die Leistungsfähigkeit wichtig, um Tragen zu reduzieren und erweiterten Gebrauch mit hohen Geschwindigkeiten zu erleichtern und zu vermeiden, heißzulaufen und Frühmisserfolg des Lagers. Im Wesentlichen kann ein Lager Reibung auf Grund von seiner Gestalt durch sein Material reduzieren, oder indem es eingeführt wird und eine Flüssigkeit zwischen Oberflächen oder durch das Trennen der Oberflächen mit einem elektromagnetischen Feld enthalten wird.

• Durch die Gestalt, Gewinn-Vorteil gewöhnlich durch das Verwenden von Bereichen oder Rollen, oder durch das Formen flexure von Lagern.
• Durch das Material, nutzt die Natur des tragenden verwendeten Materials aus. (Ein Beispiel würde Plastik verwenden, der niedrige Oberflächenreibung hat.)
• Durch Flüssigkeit, nutzt die niedrige Viskosität einer Schicht von Flüssigkeit wie ein Schmiermittel oder als ein unter Druck gesetztes Medium aus, um die zwei festen Teile vom Berühren, oder durch das Reduzieren der normalen Kraft zwischen ihnen abzuhalten.
• Durch Felder, elektromagnetische Felder von Großtaten, wie magnetische Felder, um feste Teile vom Berühren abzuhalten.

Kombinationen von diesen können sogar innerhalb desselben Lagers verwendet werden. Ein Beispiel davon ist, wo der Käfig aus Plastik gemacht wird, und es die Rollen/Bälle trennt, die Reibung durch ihre Gestalt und Schluss reduzieren.

Lasten

Lager ändern sich außerordentlich über die Größe und Richtungen von Kräften, die sie unterstützen können.

Kräfte können radial, axial (Stoß-Lager) oder Biegemoment-Senkrechte zur Hauptachse sein predominately.

Geschwindigkeiten

Verschiedene tragende Typen haben verschiedene Maschinengeschwindigkeitsgrenzen. Geschwindigkeit wird normalerweise als maximale Verhältnisoberflächengeschwindigkeiten, häufig angegebener ft/s oder m/s angegeben. Rotationslager beschreiben normalerweise Leistung in Bezug auf das Produkt DN, wo D das Diameter (häufig im Mm) des Lagers ist und N die Folge-Rate in Revolutionen pro Minute ist.

Allgemein gibt es beträchtliches Geschwindigkeitsreihe-Übergreifen zwischen tragenden Typen. Einfache Lager behandeln normalerweise nur niedrigere Geschwindigkeiten, rollende Element-Lager sind schneller, von flüssigen Lagern und schließlich magnetischen Lagern gefolgt, die schließlich durch die Zentripetalkraft beschränkt werden, materielle Kraft überwindend.

Spiel

Einige Anwendungen wenden tragende Lasten von unterschiedlichen Richtungen an und akzeptieren nur beschränktes Spiel oder "Pfütze", als sich die angewandte Last ändert. Eine Quelle der Bewegung ist Lücken oder "Spiel" im Lager. Zum Beispiel hat eine 10-Mm-Welle in einem 12-Mm-Loch 2-Mm-Spiel.

Zulässiges Spiel ändert sich außerordentlich abhängig vom Gebrauch. Als Beispiel unterstützt ein Schubkarren-Rad radiale und axiale Lasten. Axiale Lasten können Hunderte von der Newton-Kraft verlassen oder Recht sein, und es ist für das Rad normalerweise annehmbar, durch nicht weniger als 10 Mm unter der unterschiedlichen Last zu wackeln. Im Gegensatz kann eine Drehbank ein Schneidwerkzeug zu ±0.02 Mm mit einer gehaltenen Ball-Leitungsschraube durch das Drehen von Lagern einstellen. Die Lager unterstützen axiale Lasten von Tausenden von Newton in jeder Richtung, und müssen die Ball-Leitungsschraube zu ±0.002 Mm über diese Reihe von Lasten halten.

Steifkeit

Eine zweite Quelle der Bewegung ist Elastizität im Lager von sich. Zum Beispiel sind die Bälle in einem Kugellager steifem Gummi ähnlich, und unter der Last deformieren von der Runde bis eine ein bisschen glatt gemachte Gestalt. Die Rasse ist auch elastisch und entwickelt eine geringe Beule, wo der Ball darauf drückt.

Die Steifkeit eines Lagers ist, wie sich die Entfernung zwischen den Teilen, die durch das Lager getrennt werden, mit der angewandten Last ändert. Mit rollenden Element-Lagern ist das wegen der Beanspruchung des Balls und der Rasse. Mit flüssigen Lagern ist es wegen, wie sich der Druck der Flüssigkeit mit der Lücke ändert (wenn richtig geladen, sind flüssige Lager normalerweise steifer als rollende Element-Lager).

Dienstleben

Flüssige und magnetische Lager

Flüssige und magnetische Lager können praktisch unbestimmte Dienstleben haben. In der Praxis gibt es flüssige Lager, die hohe Lasten in Wasserkraftwerken unterstützen, die in fast dem dauernden Dienst ungefähr seit 1900 gewesen sind, und die keine Zeichen des Tragens zeigen.

Das Rollen von Element-Lagern

Das Rollen des Elements, das Leben trägt, wird durch Last, Temperatur, Wartung, Schmierung, materielle Defekte, Verunreinigung, Berühren, Installation und andere Faktoren bestimmt. Diese Faktoren können alle eine bedeutende Wirkung auf das tragende Leben haben. Zum Beispiel wurde das Dienstleben von Lagern in einer Anwendung drastisch durch das Ändern erweitert, wie die Lager vor der Installation und dem Gebrauch versorgt wurden, weil Vibrationen während der Lagerung Schmiermittelmisserfolg verursacht haben, selbst wenn die einzige Last auf dem Lager sein eigenes Gewicht war; der resultierende Schaden ist häufig falscher brinelling. Lager des Lebens ist statistisch: Mehrere Proben eines gegebenen Lagers werden häufig eine Glockenkurve des Dienstlebens mit einigen Proben ausstellen, sich bedeutsam besser oder schlechterem Leben zeigend. Lager des Lebens ändert sich, weil sich mikroskopische Struktur und Verunreinigung außerordentlich ändern sogar dort, wo makroskopisch sie identisch scheinen.

Einfache Lager

Für einfache Lager geben einige Materialien viel längeres Leben als andere. Einige der Uhren von John Harrison funktionieren noch nach Hunderten von Jahren wegen des lignum vitae in ihrem Aufbau verwendetes Holz, wohingegen seine Metalluhren selten wegen des potenziellen Tragens geführt werden.

Lager von Flexure

Lager von Flexure verlassen sich auf elastische Eigenschaften des Materials. Lager von Flexure biegen ein Stück des Materials wiederholt. Einige Materialien, fehlen nachdem wiederholt, dem Verbiegen sogar an niedrigen Lasten, aber sorgfältige materielle Auswahl und Lager des Designs können flexure tragendes unbestimmtes Leben machen.

Lager des kurzen Lebens

Obwohl das lange Lager des Lebens häufig wünschenswert ist, ist es manchmal nicht notwendig. Harris beschreibt ein Lager für eine Rakete-Motorsauerstoff-Pumpe, die Leben mehrerer Stunden weit über die mehreren Zehnen des erforderlichen Minutenlebens gegeben hat.

L10 Leben

Lager werden häufig angegeben, um ein "L10" Leben zu geben (außerhalb der USA, es kann "B10" Leben genannt werden.) Ist das das Leben, an dem, wie man erwarten kann, zehn Prozent der Lager in dieser Anwendung wegen des klassischen Erschöpfungsmisserfolgs (und nicht jede andere Weise des Misserfolgs wie Schmierungsverhungern, falschen Steigens usw.), oder, wechselweise, das Leben gescheitert haben, an dem neunzig Prozent noch funktionieren werden. Das L10 Leben des Lagers ist theoretisches Leben und kann Dienstleben des Lagers nicht vertreten. Lager werden auch mit C0 (das statische Laden) Wert abgeschätzt. Das ist die grundlegende Last, die als eine Verweisung und nicht ein wirklicher Lastwert gilt.

Außenfaktoren

Das Dienstleben des Lagers wird durch viele Rahmen betroffen, die von den tragenden Fertigungen nicht kontrolliert werden. Zum Beispiel, das Steigen, die Temperatur, die Aussetzung von der Außenumgebung, der Schmiermittelreinheit und den elektrischen Strömen durch Lager usw. tragend.

Wartung und Schmierung

Viele Lager verlangen, dass periodische Wartung Frühmisserfolg verhindert, obwohl einige wie flüssige oder magnetische Lager wenig Wartung verlangen können.

Die meisten Lager in hohen Zyklus-Operationen brauchen periodische Schmierung und Reinigung und können verlangen, dass Anpassung die Effekten des Tragens minimiert.

Lager des Lebens ist häufig viel besser, wenn das Lager sauber und gut geschmiert behalten wird. Jedoch machen viele Anwendungen gute Wartung schwierig. Zum Beispiel werden Lager im Beförderer einer Felsen-Zerkleinerungsmaschine ständig zu harten abschleifenden Partikeln ausgestellt. Reinigung ist wenig nützlich, weil Reinigung noch teuer ist, wird das Lager wieder verseucht, sobald der Beförderer Operation fortsetzt. So könnte ein gutes Wartungsprogramm die Lager oft schmieren, aber sie nie reinigen.

Verpackung

Einige Lager verwenden ein dickes Fett für die Schmierung, die in die Lücken zwischen den tragenden Oberflächen, auch bekannt als Verpackung gestoßen wird. Das Fett wird im Platz durch einen Plastik gehalten, Leder oder Gummidichtung (hat auch eine Drüse genannt), der die inneren und äußeren Ränder der tragenden Rasse bedeckt, um das Fett vom Entgehen abzuhalten.

Lager können auch mit anderen Materialien gepackt sein. Historisch haben die Räder auf Gleise-Autos mit der Verschwendung gepackte Ärmel-Lager verwendet, oder lose Stück-Baumwoll- oder Wolle-Faser hat Öl eingesaugt, dann später hat feste Polster von Baumwolle verwendet.

Ringöler

Lager können durch einen Metallring geschmiert werden, der lose auf der rotierenden Hauptwelle des Lagers reitet. Der Ring hängt unten in einen Raum, der Schmieröl enthält. Als das Lager rotiert, zieht klebriges Festkleben Öl der Ring und auf die Welle, wo das Öl ins Lager abwandert, um es zu schmieren. Überöl wird abgeworfen und versammelt sich in der Lache wieder.

Spritzen-Schmierung

Einige Maschinen enthalten eine Lache des Schmiermittels im Boden mit Getrieben, die teilweise in die Flüssigkeit versenkt sind, oder kröpfen Stangen, die unten in die Lache schwingen können, weil das Gerät funktioniert. Die Spinnräder schleudern Öl in die Luft um sie, während die Kurbelstangen an der Oberfläche des Öls schlagen, es zufällig auf den Innenoberflächen des Motors bespritzend. Einige kleine innere Verbrennungsmotoren enthalten spezifisch speziellen Plastik flinger Räder der zufällig Streuungsöl um das Interieur des Mechanismus.

Druck-Schmierung

Für die hohe Geschwindigkeit und hohen Macht-Maschinen kann ein Verlust des Schmiermittels auf schnelle tragende Heizung hinauslaufen und wegen der Reibung beschädigen. Auch in schmutzigen Umgebungen wird der Ölkanister verseucht mit Staub oder Schutt, der Reibung vergrößert. In diesen Anwendungen kann eine frische Versorgung des Schmiermittels unaufhörlich dem Lager und allen anderen Kontakt-Oberflächen geliefert werden, und das Übermaß kann für das Filtrieren, das Abkühlen, und vielleicht den Wiedergebrauch gesammelt werden. Das Druck-Ölen wird in großen und komplizierten inneren Verbrennungsmotoren in Teilen des Motors allgemein verwendet, wo direkt bespritztes Öl, solcher als in Oberklappe-Bauteile nicht reichen kann. Hohe Geschwindigkeitsturbolader verlangen auch normalerweise, dass ein unter Druck gesetztes Ölsystem die Lager abkühlt und sie davon abhält, wegen der Hitze von der Turbine auszubrennen.

Typen

Es gibt viele verschiedene Typen von Lagern.

Siehe auch

• Ball-Fugenbrett
• Hertz-Kontakt betont
• Scharnier
• Hauptlager
• Nadel-Rolle, die trägt
• Spiralförmige Rinne-Lager
• Kissen-Block, der trägt
• Rasse, die (trägt)
• Rolamite
• Scrollerwheel
• Stoß-Pulsmethode
• Seitlicher Schwenk, der trägt
• Kugelförmiges Lager

Links

• Umfassende Rezension auf Lagern, Universität des Cambridges
• Wie Lager arbeiten
• Früh Misserfolg-Entdeckung tragend
• Wie man ein Lager misst
• Kinematische Modelle für das Design Digitalbibliothek (KMODDL) - Kino und Fotos von Hunderten von Arbeitsmodellen der mechanischen Systeme an der Universität von Cornell. Auch schließt eine E-Buchbibliothek von klassischen Texten auf dem mechanischen Design und der Technik ein.
• Typen von Lagern, Universität von Cambridge