Element för säkring av axiallager

I många industriella och mekaniska tillämpningar utgör kullager kritiska komponenter som ger låg friktion, reproducerbar rörelse mellan rörliga delar eller axlar. Beroende på installationsplats och funktion måste dessa kullager tillåta olika frihetsgrader och vara säkert fixerade. Förutom många andra alternativ används låselement som låsringar eller slitsmuttrar eller axelmuttrar för att säkra maskindelar som rullningslager, bultar eller axlar mot axiell förskjutning.

Vikten av att säkra kullager

Axlar och kullager kan ändra sin position på grund av vibrationer, rotation eller till och med under påverkan av termisk expansion. Detta kan resultera i oönskade spel, överdrivet slitage eller till och med fullständigt maskinfel. Noggrann designplanering med hänsyn till nödvändig rörelsefrihet är en förutsättning för att säkra kullager effektivt och bidrar därmed till hela systemets livslängd. Oavsiktlig lossning eller förskjutning av ett kullager eller en axel i en maskin kan leda till allvarliga olyckor utöver maskinfel. Lagerlås och axellås förhindrar sådana oönskade rörelser och bidrar därmed till säkerheten för operatörerna och maskinens driftsäkerhet. Dessutom måste vissa regler och riktlinjer följas i vissa branscher och tillämpningar, vilket följaktligen kräver lagerlås för att säkerställa säkerhet och tillförlitlighet.

Beroende på tillämpning och den nödvändiga graden av frihet finns det olika kullager, t.ex. fasta kullager och flytande kullager. Ett fast kullager förhindrar rörelse av en komponent eller struktur i en specifik riktning, medan ett flytande kullager tillåter fri rörelse. Detta kan vara fördelaktigt med termisk expansion eller andra krafteffekter.

Du hittar mer information om kullager och lagerarrangemang i vår blogg om typer av kullager .

Standardiserade komponenter för säkring av kullager

Det finns olika standardiserade delar och konstruktionslösningar för att säkra kullager och axlar. Följande lösningar finns tillgängliga i MISUMI-butiken:

Slitsade muttrar och axelmuttrar

Slitsade muttrar – eller axelmuttrar – är en deluppsättning av justerbara fäst- och låselement. De är en speciell typ av låsmutter som är utformad för att hålla eller dra åt maskinelement på en axel, axel eller bultar mot en komponent eller ett axiallager. De kräver en gängning på vilken de är gängade. Beroende på konstruktionen är det också nödvändigt att använda ett fjäderstift, ett axiellt utskjutande spår eller annan designanpassning till axeln.

Slitsade muttrar används ofta för att hålla komponenter som lager, hjul eller remskivor på plats samtidigt som de kan justeras.

Utformningen av slitsade muttrar kännetecknas av två eller flera korsspår jämnt fördelade på ytterdiametern. Dessa spår gör att muttern kan dras åt med ett lämpligt åtdragningsverktyg, t.ex. en kroknyckel eller hylsnyckel. Axellåsmuttrar har ofta en fin gänga på den inre diametern som har en självlåsande verkan. I detta fall säkras positionen genom att dra åt spårmuttern mot maskinelementet som ska säkras (t.ex. en inre ring för rullager som sitter på ett axelsegment). När ett vridmoment appliceras, utövas motsvarande åtdragningskraft på den inre gängan på klämmuttern på den yttre gängan på den bult som den är gängad på, och rulllagrets inre ring fixeras i sitt läge.

Justerbarhet är en stor fördel eftersom det gör det möjligt att justera en komponents position längs en axel eller gängad stång utan att behöva ta bort muttern helt. På grund av dess design har de en lägre lastkapacitet jämfört med andra typer av muttrar, såsom sexkantmuttrar. Slitsade muttrar är vanligtvis gjorda av stål eller rostfritt stål.

Slitsad mutter med låsplatta och fjäderbricka, efter behov

Låsplattor – eller låsbrickor – används ofta i kombination med muttrar om muttrarna inte är självlåsande, vilket kräver en separat låsfunktion. En förutsättning för att använda en låsplatta eller en låsbricka som låsfunktion är att axeln har en kilspår för slitsmuttern i gängområdet.

Låsplattan, som ofta är visuellt lik en tandad bricka, har en ”guidetand” på den inre omkretsen som styrs av kilspåret på axeln. Denna guide förhindrar att låsbrickan eller låsplattan roterar. När den önskade positionen för muttern som är gängad på axeln har uppnåtts böjs tanden på låsplattan som matchar den slitsade muttern in i spåret på mutterns yttre omkrets, vilket förhindrar att muttern roterar. Låsplattan blir plastiskt deformerad och förhindrar att muttern lossnar från gängans position genom formlåset.

En extra fjäderbricka (axelfjäderbricka) kan användas för att säkerställa axiell förspänning, samtidigt som man tar hänsyn till eventuell förlängning av axeln. Detta är en fördel jämfört med andra typer av fästelement eftersom oscillationer, stötar och termiska dimensionella förändringar kan kompenseras av fjäderverkan med motsvarande dimensionering.

Fördelarna med slitsade muttrar med låsplatta är:

• Ingen autonom lossning
• Kan monteras utan påfrestningar genom formlås med axelspår
• Montering med definierad förspänningskraft möjlig med fjäderbricka

Slitsade muttrar med tryckskruv

I ett ytterligare utförande kan slitsade muttrar ha axiellt eller radiellt anordnade ställskruvar eller tryckskruvar som används för säkring. Dessa kopplingar är lätta att ta bort. Motsvarande slitsade muttrar kan låsas i valfri position utan större ansträngning.

Låsning med låsmutter

En annan metod är att använda en andra slitsmutter som låsmutter, som dras åt mot den första slitsmuttern. Denna metod används när muttern inte dras åt mot ett axiallager eller en inre ring för rullningslager, utan gängas fritt på bulten. Låsning med låsmutter är en vanlig metod när ett definierat spelrum till axiallagret eller en definierad dimension ska ställas in på den helgängade skruven.

Fästelement för axeln

En axel är vanligtvis säkrad mot att glida ut ur lagersätet med låsbrickor (axellås). I applikationen klickas brickorna helt enkelt in i axelns spår med ett lämpligt hårt föremål. I dessa fall är anordningen radiell. Att lossa är lika enkelt, använd en dorn eller skruvmejsel för att skjuta bort brickan från axeln vid fördjupningen. Andra versioner, så kallade klämringar, klämbrickor och även kedjeringar, kan tryckas på axelns ände. Klämkraften griper in i axelns ytterdiameter eller i ett spår vilket säkrar brickan på plats. Hållbrickor ger en plan yta som jämnt fördelar trycket för att hjälpa lagret att stanna på plats. Hållbrickor, såsom nyckelbrickor eller fjäderbrickor, används ofta till exempel för att hålla skruvar och bultar säkert på plats och för att förhindra att de lossnar av vibrationer. Hållbrickor kan tillverkas av en mängd olika material, inklusive fjäderstål, rostfritt stål eller plast som nylon.

Du hittar mer information om axellåsningselement i bloggen om låsstift.

Lagerhållarring för hål och axlar

Låsringar – eller ringar – är nära besläktade med hållarbrickor. Dessa är slitsade ringar som expanderar eller drar ihop och passar in i ett spår på en axel eller ett nav, beroende på designen. Följaktligen görs en åtskillnad mellan hållåsringar (inre ringar) och axellåsringar (yttre ringar). Förutsättningen för att använda låsringar är att spåret löper radiellt runt hela omkretsen av axeln eller hålet, och att enligt de tekniska databladen är spåret överdimensionerat jämfört med ringens tjocklek. Om glapp och skak helt ska undvikas i axelriktningen används ytterligare fjäderbrickor eller krönta eller fjäderbelastade låsringar, där fjäderverkan av låsringen placerad i spåret pressar den senare mot elementet som ska säkras med ett friktionslås. Låsringar används företrädesvis för att säkra kullager och rullager, till exempel för att säkra lagren i hus och för att förhindra axiella rörelser. Lagerkåpor kan också användas i vissa fall istället för låsringar.

Låsringar är vanligtvis gjorda av fjäderstål eller rostfritt stål. Fjäderstål gör att ringarna kan dras ihop eller expandera på grund av deras elasticitet och snäppa in i ett spår eller säte. Rostfritt stål, å andra sidan, väljs ofta när korrosionsbeständighet krävs.

En fördel med låsringar är att de är kostnadseffektiva och kan återanvändas när de tas bort på rätt sätt. De är också i allmänhet lätta att installera utan komplexa verktyg eller procedurer. En nackdel här är att det på grund av det erforderliga spåret kan finnas en hakeffekt i axeln, vilket bör beaktas genom design.

Hydraulmutter

Hydraulmuttrar är verktyg som underlättar montering och demontering av lager. Hydraulmuttern skruvas fast på axeln bredvid komponenten som ska spännas fast. Ett definierat tryck byggs sedan upp i hydraulmuttern via en hydraulanslutning. Detta skjuter ett hydrauliskt rörligt element på hydraulmuttern mot lagret eller bussningen. Med hjälp av ett definierat hydraultryck kan hydraulmuttern utöva en definierad förbelastningskraft på maskinelement, t.ex. stora rullningslager, men även skruvar. Detta underlättar montering av lagren samt införande och installation av motsvarande låselement, såsom slitsade muttrar, låsbrickor och låsringar. En stor fördel vid användning av hydrauliska muttrar är den tid som sparas under montering och demontering. Dessutom minskar risken för maskinskador eftersom hydrauliska muttrar kan appliceras utan friktion och utöva ett jämnt tryck. De används ofta för att säkra komponenter som är svåra att komma åt eller för att klämma fast roterande komponenter.

Enskilda komponenter för lagerlås

I praktiken implementeras lagerlås som en kombination av standardiserade delar och stopp på axlar och hål. Dessa axlar och borrhål kan produceras direkt från CAD-modellen med hjälp av ”meviy” -verktyget utan att behöva generera en derivatritning.