Glidlager – Kostnadsbesparingar med kostnadseffektiva produkter

Industriella värdekedjor är alltmer inriktade på tillverknings- och underhållskostnader. Underhållskostnaderna utgör en stor del av de löpande driftskostnaderna för ett system. Högkvalitativa och underhållsvänliga komponenter hjälper till att hålla dessa kostnader så låga som möjligt samtidigt som den nödvändiga kvaliteten säkerställs. Men planering och design behöver inte alltid förlita sig på den dyraste komponenten. Med hjälp av ABC-analys kan produkter och komponenter klassificeras som ABC-delar baserat på deras värdeandel och deras betydelse i värdekedjan. De mest kostnadseffektiva artiklarna är de så kallade C-artiklarna eller C-delarna. Dessa har en liten andel av värdet, men krävs i stort antal. Dessa delar har stor potential att minska kostnaderna. Det är värt att ta en närmare titt. För många applikationer är kostnadseffektiva objekt ett bra alternativ till dyra objekt. Ett lågt pris behöver dock inte innebära en kvalitetsförlust; tillämpningsområdet för kostnadseffektiva artiklar kan endast begränsas, till exempel av den ofta lägre precisionen. Den här artikeln visar hur du använder C-delar som glidlager på ett kostnadseffektivt sätt och hur du väljer dem målmedvetet, samtidigt som du säkerställer kvalitet.

Vad är C-delar?

Vad är egentligen C-delar? C-delar är per definition produkter som har en liten andel av värde som en del av materialhantering och lagerhållning, men spelar en stor roll i värdekedjan eftersom de krävs i stora mängder. På grund av deras låga värde skapas vanligtvis en lagerförsörjning för att på ett tillförlitligt sätt tillhandahålla dem i produktionsprocessen. Bra hantering av C-delar påverkar processkostnaderna för en mervärdesprocess avsevärt. Således spelar inte bara den optimala lagermängden av dessa delar en roll, utan också deras förvärvskostnader. För det första kan dessa i allmänhet minskas genom att öka den upphandlade kvantiteten och tillhörande lägre enhetskostnader, men för det andra genom att avsiktligt anpassa de faktiskt nödvändiga produktspecifikationerna för de upphandlade delarna till den avsedda användningen. En korrekt analys av leveransalternativen och tillämpliga ytterligare upphandlingskostnader och nödvändiga egenskaper hos den del som ska upphandlas, såsom precision och måttnoggrannhet, är en förutsättning för att upptäcka potentiella möjligheter till kostnadsminskning. Att ersätta en traditionell artikel med en mer kostnadseffektiv artikel kan vara ett möjligt steg mot kostnadsbesparingar. MISUMI erbjuder utvalda produkter som är utformade för att ersätta en traditionell produkt med en mer kostnadseffektiv produkt utan att offra beprövad kvalitet. Detta uppnås genom att ändra toleransområdet för användning enligt medelhöga noggrannhetskrav. Ofta har kostnadseffektiva objekt också ett något minskat tillämpningsområde jämfört med traditionella objekt. De kostnadseffektiva objekten är identiska i sin grundläggande form och struktur med de befintliga objekten, men tolerans- och belastningsgränserna skiljer sig från varandra.

Kvalitetssäkring för glidlager och C-delar

Är ett kostnadseffektivt glidlager (C-värdeobjekt) likvärdigt med lägre kvalitet? Nej, så är inte fallet. Kostnadseffektiva glidlager och traditionella underhållsfria glidlager från MISUMI genomgår båda en kvalitetskontroll innan de skickas. Alla levererade artiklar uppfyller katalogspecifikationerna.

Typisk kvalitetskontrollprocess hos MISUMI
Typisk kvalitetskontrollprocess hos MISUMI
  • (1) Dimensionstest – innerdiameter
  • (2) Dimensionstest – ytterdiameter
  • (3) Dimensionstest – total längd
  • (4) Dimensionstest – extern dimension
Jämförelse mellan glidlager MPBZ12-20 (traditionell) och C-MPBZ12-20 (C-value-värdeprodukt)
Specifikationer Inre diameter (mm) Ytterdiameter (mm) Total längd (mm) Tillåten last
MPBZ12-20 +0.034
+0.016
+0.018
+0.007
-0.1
-0.3
29.0 N/mm²
C-MPBZ12-20
(C-VALUE-artikel)
+0.039
+0.011
+0.024
+0.003
+0.1
-0.5
20.3 N/mm²

Möjligheter till kostnadsminskning – materialval

Det finns också potential för kostnadsbesparingar vid val av material i ett glidlager. Här är det viktigt att noga överväga i förväg vilka tekniska krav som måste uppfyllas och vilka material och konstruktioner som uppfyller dessa krav. Användningen av plast, sintrade metaller eller enklare metalllegeringar är billiga alternativ till dyrare material. När alla nödvändiga egenskaper och krav uppfylls av det alternativa materialet kan enklare metalllegeringar eller plaster i medeltunga tillämpningar vara ett kostnadseffektivt och effektivt alternativ till dyra glidlager.

Följande beskriver en urvalsprocess för glidlager:

Urvalsprocedur för underhållsfria glidlager

För underhållsfria glidlager blötläggs glidlagerbussningarna i smörjmedel. Denna behandling minskar smörjningsansträngningen. Applikationerna för underhållsfria lager är främst applikationer med hög belastning och särskilt krävande förhållanden.

Underhållsfria glidlager och glidlagerbussningar väljs i en trestegsprocess.

I ett första steg fastställs driftsförhållandena: Är glidlagret utsatt för kemikalier? Hur ofta används den och vad är den förväntade belastningen? Måste det vara temperaturbeständigt?

Nästa steg är att definiera specifikationerna: Vilken är den bästa designen för tillämpningen (t.ex. med eller utan fläns)? Till exempel ger en fläns mer stabilitet och bättre lastfördelning, vilket är användbart i tillämpningar med ökade vibrationsnivåer. Detta steg väljer också tillfälligt storlek och mått från designförhållandena.

Det sista steget krävs för att kontrollera säkerhetsspecifikationerna: Har glidlagret ett maximalt yttryck eller hastighetsklassning som potentiellt kan överskridas i applikationen? Vad är den förväntade slitageomfattningen eller livslängden? Vid denna tidpunkt skiljer sig C-delar vanligtvis från vanliga produkter: Dessa parametrar är ofta minimalt snävare på C-delar och är därför inte lämpliga för alla tillämpningar. Men i många tillämpningar kommer de givna värdena fortfarande att vara tillräckliga för användning. Om granskningen av de enskilda stegen visar att glidlagret inte är lämpat måste man börja om med steg ett.

FastställdriftsförhållandenaDefiniera driftsförhållandenaAllmän användning, temperaturbeständighet, kemiskbeständighet, belastning, användningsfrekvens, med ellerutan smörjningVälj preliminärtspecifikationenVälj formVälj form, t.ex. rak eller med fläns.Preliminärt, välj storlek och mått från designförhållandena.Utför den grundläggandesäkerhetskontrollenMaximalt tillåtet yttryck.Se till att lasten ligger inom det maximala lastområdet. Högsta tillåtna hastighetSe till att körhastigheten ligger inom den högsta tillåtnahastigheten. Livstid (beräkning av slitageomfattning)Beräkna uppskattat slitage för att säkerställa att önskadlivslängd kan uppnås.Val slutförtSäkerhetskontrollmisslyckades

Den livslängd som nämns i det sista steget har stor inverkan på valet av glidlager. Dessutom kan serviceintervaller planeras bättre baserat på livslängden och driftsäkerheten kan ökas. Den kan beräknas baserat på slitageintensitet W som ett referensvärde.

Den faktiska planerade livslängden för glidlagret och den resulterande livslängden beror på lagrets tillämpnings- och noggrannhetskrav. Lastfodralet spelar också en nyckelroll för typen av slitage. Om axeln roterar i lagret uppstår ett äggformat borttagningsmönster i lagret. Om lagret roterar runt axeln påverkar borttagningen lagrets hela omkrets. Mer information om fördelning av lagerbelastning finns i den här bloggen.

Slitageintensiteten W varierar beroende på drifts- och miljöförhållanden som driftbeteende, yttryck, typ av rörelse, kontaktaxelns ytjämnhet och så vidare. Om slitageintensiteten är proportionell mot belastningen och glidavståndet kan följande formel användas för att approximera materialslitaget.

W[mm]=K\times P\times V\times T

K är den specifika slitagegraden. Detta finns i tabellen nedan. T är den faktiska drifttiden eller friktionstidens längd. Det anges i timmar.

P=\frac{F}{d \times L}
  • P = yttryck i N/mm2
  • d = Innerdiameter i mm
  • L = Lnge i millimeter mm
  • F = Kraft i N (Newton)
V=\frac{U \times n}{1000 mm/m}
  • V = Skärhastighet i m/s
  • d = Innerdiameter i mm
  • n = rotationshastighet i varv/sekund [n/s]

Exempel på beräkning av slitageintensitet

Anta ett glidlager med:

Innerdiameter: d=20 mm/Längd: L = 10 mm / kraft (last): F = 1000 N (utan smörjmedel) / Hastighet: n= 2 varv per minut = 2 min-1 ≈ 0,033333 s-1 /Friktionstid: T = 100 timmar

W[mm]=3x10^{-3}\frac{mm}{\frac{N}{mm^{2}}\times\frac{m}{s}\times {h}}\times \frac{1000N}{20mm \times 10mm}\times \frac{\pi\times 20mm \times 0.033333 s^{-1}}{1000\frac{mm}{m}}\times 100h
W[mm]=0.003\frac{mm}{\frac{N}{mm^{2}}\times\frac{m}{s}\times {h}}\times 5\frac{N}{mm^{2}} \times 0.002094 \frac{m}{s}\times 100h = 0.0031mm

Följande tabell visar intervallet för den specifika slitagegraden K för ett glidlager beroende på smörjning:

Intervall för den specifika slitagegraden K för ett glidlager
Smörjning mm/(N/mm2 m/s h) mm/(kgf/cm2 m/min h)
Ej smord 3x10-3 to 6x10-4 1x10-6 to 5x10-6
Solid smörjmedel 3x10-4 to 6x10-5 1x10-7 to 5x10-7
Oljesmord 3x10-5 to 6x10-6 1x10-8 to 5x10-8

Exempel på tillämpning för ett underhållsfritt glidlager för medeltunga krav

Nedan följer två typiska tillämpningar för underhållsfria glidlager med olika precisionskrav:

Exempel på tillämpning
Exempel på tillämpning
  • (1) Enkellagervariant C-MPBZ
  • (2) Cylinder
  • (3) Enkellagervariant MPBZ
  • (4) Tryckpassning

Tillämpningen till vänster har medelhöga till låga noggrannhetskrav. Ju bättre värde (mer kostnadseffektivt) variant av glidlagret kan användas. Tillämpningen till höger kräver linjära/rotationella rörelser med hög precision som endast kan användas med ett vanligt (traditionellt) glidlager.

Tillverkningskostnader för att spara på tillbehör och reservdelar

Kostnadseffektiva delar är inte bara tillgängliga som glidlager. Produktsortimentet C-värde innehåller även tillbehör och reservdelar som är värda en titt. Smörjmedel, skruvar, tätningar och tätningsringar kan också finnas tillgängliga som kostnadseffektiva artiklar och kan vara ett bra alternativ för en specifik användning. På grund av deras standardisering finns de tillgängliga i stora mängder och kan användas universellt. De är dock viktiga för en designs funktion och stabilitet.

Plain lager används också ofta tillsammans med pelare guider i styrsystem för exakta linjära rörelser i maskiner och verktyg. Här minskar de friktionen hos delar som rör sig mot varandra, vilket möjliggör mjuka rörelser. Lågkostnadslager är lämpliga för medelhöga noggrannhetskrav.

Hur hittar jag C-delar i butiken?

Hur identifierar jag C-delar i produktlinjen? Vid MISUMI identifieras ibland C-delar med artikelnummer, t.ex. med ett C-prefix, som i C-MPFZ10-15 för en lågkostnadsversion av glidlagerbussningen MPFZ10-15. C-delsvarianten är cirka 50 % billigare än standardversionen av glidlagerbussningen. Skillnaden: För den kostnadseffektiva C-delsvarianten är den högsta tillåtna hastigheten 0,35 m/s och det högsta tillåtna yttrycket är 20,3 N/mm2, medan den högsta tillåtna hastigheten för den dyrare varianten är 0,5 m/s och det högsta tillåtna yttrycket är 29 N/mm2. Den rekommenderade toleransen och driftstemperaturintervallet är identiska. Sökförslag för kostnadseffektiva glidlager och glidlagerbussningar kan visas i MISUMI-butiken genom att ange bokstavskombinationerna #CMP och #CMPF.

För en allmän sökning efter kostnadseffektiva delar rekommenderar vi dock en sökning med sökfunktionen med nyckelordet "cost", som i det här exemplet. Detta säkerställer att de objekt vars artikelnummer inte innehåller ett C-prefix också visas.