Skillnader mellan kullager och glidlager – vilken typ av lager är rätt för dig?

Kullager och glidlager är två grundläggande typer av lager som används i en mängd olika mekaniska system inom maskinteknik. Lagrens huvuduppgift är att möjliggöra definierade rörelser av komponenter och därmed minska friktionen så mycket som möjligt. Även om båda typerna av lager har ett gemensamt mål finns det grundläggande skillnader i design, funktionalitet och tillämpning. Den här bloggartikeln beskriver de viktigaste skillnaderna mellan kullager och glidlager.

Kullager som en typ av rulllager

Rullager är bland de vanligaste lagertyperna. De använder rullande element för att kompensera krafter mellan lagerytorna. De rullande elementen är placerade mellan en inre och en yttre ring. Rullande lager används ofta för att stödja axlar eftersom de kan bära både axiella och radiella belastningar beroende på deras design, vilket möjliggör rotation av den monterade axeln.

Kullager är en deluppsättning av rullager och stöder roterande rörelser med lägsta möjliga friktion. De består av inre och yttre ringar, mellan vilka det finns bollar som fungerar som rullande kroppar. Denna design minskar friktionen mellan rörliga delar i en maskin eller ett system avsevärt. Under drift fördelar de inbäddade kulorna de belastningar som uppstår, vilket möjliggör smidig och effektiv rotation.

Spårade kullager

Spårade kullager är en allmänt använd typ av kullager som kännetecknas av försänkta banor för kulorna. Denna design gör att de kan absorbera både radiella och låga axiella belastningar. De används ofta i många industriella och mekaniska applikationer på grund av deras enkla design och effektivitet. De kännetecknas av hög belastningskapacitet och hållbarhet.

Självjusterande kullager

Självjusterande kullager har egenskaper som liknar räfflade kullager, men har en inre ring med två rader av kulor guidade i spår. Den yttre ringens bana har formen av en ihålig boll. Denna design gör det möjligt för det självjusterande kullagret att justera för små felinriktningar mellan den inre ringen och den yttre ringen. Den resulterande vinkelrörligheten kan användas för att kompensera för snedställda positioner eller inriktningsfel.

Vinklade kullager

Vinklade kullager är specialkullager, som – i motsats till spårade kullager inte har en symmetrisk design när den betraktas från sidan. Den yttre ringen och den inre ringen är försedda med en respektive motsatt ensidig axel, vilket möjliggör en sned kraftprofil.

Förutom radiella laster kan de därför rymma högre axiella laster än exempelvis spårade kullager. Enkelradiga vinkelkullager kan endast belastas axiellt från ena sidan, medan dubbelradiga vinkelkullager kan absorbera belastningar från båda riktningarna.

Axiellt kullager

Axiella kullager kännetecknas av förmågan att motstå särskilt tunga belastningar i axelns riktning. De är särskilt lämpliga i tillämpningar som endast utsätts för axiella krafter. Beroende på det axiella lagrets utformning kan det absorbera ensidiga axiella krafter (ensidigt axiellt lager), förändrade axiella krafter (tvåsidigt axiellt lager), axiella och måttliga radiella krafter (axialt vinkelkullager). Axiella kullager består av axelbrickor, höljebrickor och kulsatser.

Glidlager

Glidlager är lager som inte kräver rullande element, såsom kulor. En av deras vanligaste tillämpningar är att styra och säkert placera axlar som kör låga hastigheter eller utför ofullständiga cirkulära rörelser. Axelns rotationsrörelse möjliggörs inte av rullande kroppar, utan genom att axelytan glider på kontaktytan hos glidlagret. Glidplattor används för glidande linjära rörelser.

För att minimera friktionen mellan ytorna används glidlager med självsmörjning eller extern tillförsel av smörjmedel. Smörjmedlen som används kan underlätta rörelsen mellan de två ytorna och minimera friktionen.

Bussningar för glidlager

Enkla lagerbussningar, eller glidbussningar, är lager som möjliggör lågfriktions- och vibrationsdämpande rörelse mellan två komponenter. De säkerställer linjär eller roterande rörelse mellan komponenterna.

Glidlagerbussningar delas upp baserat på deras utformning i glidlagerbussningar med krage och glidlagerbussningar utan krage, även kallad cylindrisk glidlagerbussning . På grund av det mekaniska stoppet kan en glidlagerbussning med krage absorbera måttliga axiella krafter.

Glidlagerbussningar kännetecknas dessutom av deras smörjning.

• Enkla glidlager är underhållseffektiva och är antingen inte smorda eller smorda med fett.
• Den hydrostatiska lagerpunkten absorberas under konstant smörjning. Lagerpunkten smörjs hela tiden så länge som cirkulationen säkerställs av en pump. Hydrostatiska lager måste övervakas noggrant och är dyra lager. Fördelarna är låg friktion och lågt lagerslitage, även vid olika belastningar.
• Hydrodynamiska lager uppnår endast det smorda tillståndet vid en viss rotationshastighet eftersom smörjmedlet distribueras av hydrodynamiska effekter. Eftersom dessa effekter inte sker i hydrostatiskt tillstånd, glider lagret vid låga hastigheter under påverkan av torr friktion och i övergångarna i blandad friktion.

Tryckbrickor

Tryckbrickor, eller även plana lagerbrickor, är skivformade lager som fungerar som axiella axellager. Glidlagerbrickor sätts in eller fästs på ena sidan beroende på tillämpningen.

Fast/flytande lager

Ett fast/flytande lagerarrangemang består vanligtvis av två lager. Fasta lager säkrar en axel i radiell och axiell riktning, det vill säga de måste kunna absorbera radiella krafter och axiella krafter på båda sidor. Däremot kan flytande lager endast absorbera radiella krafter för att kompensera för axiell rörelse eller förskjutning genom termisk expansion, tillverkningstoleranser osv.

Arrangemang för stödlager

Stödlagerarrangemanget består också av två lager, vilka båda absorberar en radiell kraft. Till skillnad från det fasta/flytande lagret kan dessa lagerarrangemang endast absorbera axiella krafter i en riktning. Stödlager är uppdelade i två versioner: justerade lager och flytande lagerarrangemang.

På justerade lagerarrangemang är de två lagren placerade mot varandra – man kan också säga i en spegelbild. Axeln är axiellt fixerad i en riktning av ett av lagren och i motsatt riktning av det andra lagret. Detta lagerarrangemang används ofta för att styra axeln under förspänning och exakt rotation. Vinkelkontaktlager eller koniska rullager används ofta för justerade lager. Beroende på lagrens arrangemang leder termisk expansion av de använda materialen till förändringar i lagrens förspänning, vilket kan avsevärt stressa och förstöra dem.

Det flytande lagret har många likheter med det justerade lagret. Det flytande lagret tillåter dock ett visst axiellt spel , dvs. axeln kan röra sig – eller flyta – axiellt över ett visst avstånd. Flytande lager används om det inte finns någon tät axiell styrning. Lagertyper som lämpar sig för flytande lager är kullager med djupa spår eller sfäriska kullager.

Kriterier för val av glidlager och kullager

Den grundläggande skillnaden mellan de två typerna av lager ligger i deras struktur och deras funktionalitet. När du bestämmer dig för eller mot en av dessa typer av lager är det bra att överväga följande utmärkande egenskaper:

• Friktion och effektivitet: Kullager använder rullande element, vanligtvis kulor, som rullar mellan de inre ringarna och de yttre ringarna, vilket möjliggör lågfriktionsrörelse. Eftersom kulorna absorberar en stor del av belastningen är friktionen i kullager generellt låg, vilket i sin tur leder till en effektiv överföring av vridmoment och möjliggör högre hastigheter. Glidlager använder principen om direkt friktion mellan två ytor. Här produceras en glidfilm, vanligtvis gjord av smörjmedel, mellan axeln och glidlagret. Eftersom rörelsen sker på en yta med ett smörjmedel som glidmedium är friktionen i glidlager generellt högre än i kullager.
• Stress- och stötkänslighet: Glidlager är fördelaktiga i tillämpningar med lägre rotationshastigheter och höga radiella krafter, men kullager är lämpliga för högre rotationshastighet. Eftersom kullager i allmänhet har lägre friktionsmoment än glidlager, utvecklar de mindre värme, så ingen ytterligare kylning krävs. När det gäller stötbelastningen är glidlager fördelaktiga eftersom materialbelastningen är högre i kullager på grund av den mindre lagerytan hos rullkropparna och kullagren är mer känsliga för stötbelastningar. Även vibrationer i vila kan lätt skada kullager, och den låga vibrationsdämpningen av kullagren åtföljs av en mängd olika vibrationer, ljud och svängningar. Glidlager å andra sidan kan dämpa vibrationer orsakade av vibrationer.
• Livslängd och underhåll: Glidlager har en relativt lång livslängd, medan kullager vanligtvis endast är utformade för en begränsad livslängd. Jämfört med kullager kräver glidlager mindre underhåll eftersom slitaget är ganska lågt även vid de högsta belastningarna. De är också mer motståndskraftiga mot smuts än kullager och är därför bättre lämpade för användning i tuffa miljöer. Kullager måste vara noggrant förseglade för denna användning för att förhindra att damm och smuts tränger in. Kullager, å andra sidan, kan integreras i enheter med mindre ansträngning, eftersom de är internationellt standardiserade komponenter. Kullager är i allmänhet bättre lämpade än glidlager, särskilt vid höga rotationshastigheter, medan glidlager är bättre lämpade för svängrörelser.
• Installation och kostnader: Medan kullager kräver relativt stort installationsutrymme, är glidlager ett stycke och kompakta och kräver därmed minimalt utrymme. De är också lättare att montera. En annan skillnad är kostnadsfaktorn. Glidlager är den något billigare varianten jämfört med kullager eftersom kullager orsakar högre designkostnader, inklusive för själva lagret samt för hus, monteringsytor och fästelement.

Klicka här för att läsa mer om denna tillämpning.

Tillämpningsexemplet är en transportör för kretskort av glas. Rullarnas lager implementeras med kullager. Lämpliga komponenter för att utforma ditt lager finns i MISUMI-butiken:

• Fästringar, fästbrickor och spårringar
• O-ringar