Glijlagers van vezelversterkt composiet

Techniekgids // Lagertechniek // Glijlagers // Glijlagers van vezelversterkt composiet

Wat is een composiet glijlager?

Composieten zijn opgebouwd uit verschillende componenten. Een vezel versterkt composiet is een materiaal dat bestaat uit een technisch weefsel dat is geïmpregneerd met een polyester- of fenolhars, vermengd met vaste smeermiddelen. Afhankelijk van het soort belasting kunnen verschillende wikkel- en weeftechnieken worden gebruikt om verschillende lagen te creëren. Glijlagers van composiet zijn ontwikkeld om in de zware omstandigheden te kunnen draaien. Deze lagers zijn geschikt voor langzaam roterende en oscillerende bewegingen.

Kenmerken van glijlagers gemaakt van een composiet vezel

Zelfsmerend
Onderhoudsvrij
Slijtvast
Laag wrijvingscoëfficiënt.
Goed bestand tegen optredende kantendruk
Weinig last van kruip (plastische vervorming onder belasting in de tijd)
Lage uitzetingscoëfficient
Maatvast, ook in natte omgeving
Laag gewicht (1/6 van staal)
Hoog belastbaar
Zeer chemisch bestendig. sommige uitvoeringen geschikt voor gebruik in zeewater
in vele vormen verkrijgbaar: bus, ring, schaal, buis, bolvormig, plaat en segmenten
Tot wel diameters van 5.000 mm
Corrosiebestendig
Electrisch isolerend
Geschikt voor schokkende belastingen
Minder gevoelig voor uitlijnfouten
Niet alle types zijn geschikt voor lineaire toepassingen
Door maatwerk relatief dure oplossing en vaak langere levertijden

Toepassingen van vezel versterkt composiet

Roerlagers
Roerdrager en druklagers
Watergesmeerde schroefaskokerlagers
Stabilisator vin lagers
Stern Rollen
Dek kranen
Dek lieren
Lagers voor bruggen

Composiet lager kopen

Er zijn een aantal fabrikanten die deze lagers met een standaard maatvoering verkopen. Echter, over het algemeen worden deze lagers klant specifiek gemaakt. Dit heeft te maken met de complexiteit van de toepassing waar dit type lager vaak wordt ingezet. Vanuit plaat-, buis- of stafmateriaal wordt elk lager op maat geproduceerd.

Weefsel voor composiet glijlagers

Kunststof composieten danken hun treksterkte aan de geweven vezels. Deze vezels zorgen als een soort kabels voor de sterkte van de composiet. De omringende matrix van kunststof hars is het plakmiddel dat de vezels bijeenhoudt en dat helpt om de drukkrachten op te vangen.

Vezels van koolstof, aramide of glas krijgen tegenwoordig de voorkeur. De kwaliteit is constant en ze geven sterke en stijve composieten. Koolstof- en aramidevezels zijn bovendien erg licht, maar daar staat tegenover dat ze duurder zijn dan glasvezel.

Afhankelijk van de toepassing kunnen verschillende soorten wikkel- en weeftechnieken worden gebruikt. De verschillende lagen hebben hierdoor specifieke eigenschappen. Een robuust weefsel dient vaak als buitenlaag, terwijl voor de glijeigenschappen een binnenlaag met lage wrijving wordt toegepast.

Gewikkelde glijlagers smeren

Over het algemeen hebben kunststof glijlagers uitstekende droogloopeigenschappen, maar in de praktijk leidt een efficiënte smering tot een lagere levensduur.

Efficiënt betekent dat de interval van smeren zo goed mogelijk wordt afgestemd op de behoefte. Soms is eenmalig bij montage voldoende, maar het kan ook gewenst zijn in de levensduur iets toe te voegen.

Het liefst smeer je niet omdat een kunststof glijlager ook ongesmeerd kan werken, maar afhankelijk van de toepassing of gewenste prestatie, kan je besluiten een beetje smeermiddel (dit kan zelfs ook water zijn) toe te voegen.

De smeermiddelen die je kiest zijn sterk afhankelijk van de omgeving en het gebruik. Soms is het smeermiddel water, maar het kan ook een vast smeermiddel zijn zoals bijvoorbeeld grafiet, molybdeendisulfide, PTFE of een smeerolie of vet.

Waarom zelfsmerende glijlagers toepassen?

Het smeren en afdichten van lagers kan problematisch zijn. Smeerpunten op moeilijk bereikbare plaatsen worden in het onderhoud makkelijk overgeslagen. Smeervoorzieningen en externe afdichtingen toevoegen aan de constructie zorgen voor extra kosten bij ontwerp en bouw. Daarnaast zijn ze gevoelig voor storingen en vereisen regelmatig onderhoud. Bovendien kunnen smeersystemen negatieve milieueffecten veroorzaken door lekkend smeermiddel.

Glijlager schade. Wat is kruip?

Kruip is plastische vervorming onder belasting in de tijd. Deze (over)belastingsvervormingen zijn vaak te herkennen als relatief gelijkmatige vervormingen op de belaste punten van het glijlager. Composiet lagers zijn extreem hoog belastbaar en hebben weinig last van kruip.

Wat is kantendruk of kantbelasting bij glijlagers?

Door foutieve uitlijning of sterke doorbuiging van de as komt er een verhoogde belasting op de rand van het lager. De kantdruk geeft extra slijtage op deze delen. Composiet lagers zijn door de flexibele constructie goed bestand tegen kantdruk.

Composiet lagers in de landbouw

Landbouwapparatuur wordt blootgesteld aan extreem vervuilde omgevingen. Metalen hulzenlagers – veel gebruikt in draaibare (oscillerende) toepassingen – vereisen externe smering met vet of olie om goed en efficiënt te functioneren. Echter, een laagje olie op de as trekt als een magneet vervuilende stoffen en ander vuil uit de omgeving aan.

Deze combinatie van vuil en olie kan apparatuur verstoren. Het hoopt zich op in de speling tussen de binnendiameter van het lager en de as, wat tot problemen leidt. Bovendien fungeert het als een schuurmiddel, waardoor lagers en andere onderdelen voortijdig slijten.

Composiet glijlager berekenen

Om het juiste lager te berekenen zijn er een aantal parameters. De belangrijkste zijn de vlaktedruk in N/mm2 en de bewegingssnelheid V in m/s en in het bijzonder de combinatie van deze twee.

De vlakdruk wordt (bij een rond glijlager) bepaald door de kracht die rust op asdiameter x lengte (geprojecteerd oppervlak) van het lager.

De snelheid volgt door de verplaatsing in de tijd (toerental)

Hieruit volgt direct de P*V-waarde die voor glijlagers fundamenteel bepalend is.

Keuze van het juiste glijlagermateriaal wordt bepaald door de volgende factoren:

• Wat is het te verwachten temperatuurbereik

• Wat is de maximaal toelaatbare wrijvingscoëfficiënt in combinatie met het beschikbare aandrijvend vermogen.

• Welk draaggetal is benodigd (maximaal optredende vlaktedruk)

• Welke glijsnelheid zal er optreden bij het maximale toerental van de as.

LAGERBUSSEN

p = F / ( d x b )

p = vlaktedruk N/mm2
F = belasting (N)
d = boring diameter bus (mm)
b = lengte bus

GLIJLAGERSCHIJF

p = F / A

p = vlaktedruk N/mm2
F = belasting (N)
A = oppervlakte axiaalschijf ( π/4 * D2 – d2 )
d = boring diameter (mm2)
D = buiten diameter (mm2)
π = pi (3,14…)

Glijsnelheid van een glijlager berekenen

Ook het toerental speelt een rol in de keuze van het juiste glij materiaal. Om tot het juiste materiaal en smeermiddel te komen dient het toerental omgezet te worden naar de bijbehorende omtreksnelheid. Met onderstaande formule kan de glijsnelheid berekend worden.

v = n x π x d
60000

v = glijsnelheid (m/s)
d = asdiameter (mm)
π = Pi (3,14..)
n = toerental (omw/min)

Welke passing voor een composiet glijlager?

Goede montage is belangrijk. Wordt het lager in een huis geperst of moet het gemakkelijk erin worden geschoven. Kan het lager worden geborgd? Er zijn veel manieren om dit te doen. De meest gebruikelijke passingen zijn: