НАЙ-ЧЕСТО СРЕЩАНИТЕ ЛАГЕРИ, ИЗПОЛЗВАНИ В АВТОМОБИЛНАТА ИНДУСТРИЯ

Има много видове лагери, всеки от които се използва за различни цели. Те включват сачмени лагери, ролкови лагери, сачмени аксиални лагери, ролкови аксиални лагери и конусни ролкови аксиални лагери. Основната цел на лагерите е да предотвратяват директен контакт метал към метал между два елемента, които са в относително движение. Това предотвратява триенето, генерирането на топлина и в крайна сметка износването на частите. Също така намалява разхода на енергия, тъй като плъзгащото движение се заменя с търкаляне с ниско триене. Те също така предават товара на въртящия се елемент към корпуса. Това натоварване може да бъде радиално, аксиално или комбинация от двете. Лагерът също така ограничава свободата на движение на движещи се части до предварително зададени посоки.

Опазване на околната среда

Лагерите на колелата са проектирани да минимизират триенето, произведено от въртенето на колелата. Като такива те имат важен принос за икономията на гориво и намаляването на емисиите на CO2. Това са важни настоящи и бъдещи цели за автомобилната индустрия. Докато избраният лубрикант е много важен фактор, интеграцията на други компоненти, свързани с лагера на колелата, също има важна роля в съвременните лагерни възли. Интегрирането на ABS сензорите например и модерните връзки към оста на вала намаляват теглото на оста, като по този начин допринасят за икономията на гориво.

Функция

Направляващи и опорни валове и оси на лагерите на колелата. Те са част от шасито, водят колелата и абсорбират аксиални и радиални сили. Радиалните сили са надлъжни сили, произведени в резултат на въртене. Те се прилагат върху лагера на колелото под прав ъгъл спрямо надлъжната ос. Аксиалните сили, от друга страна, са сили, които действат върху лагера на колелото по посока на надлъжната ос ( например по време на завои). Аксиалните сили, създадени по време на завиване, излагат лагерите на колелата на особено голямо напрежение.

НАЙ-ЧЕСТО СРЕЩАНИТЕ ЛАГЕРИ, ИЗПОЛЗВАНИ В АВТОМОБИЛИТЕ

 Сферични лагери
Като общ преглед сачмените лагери са търкалящи лагери, които позволяват намаляване на триенето, въртящи се между две повърхности; вероятно превозното средство и настилката. Този лагер ще позволи промени в скоростта, като поддържа радиални и аксиални натоварвания. Те са от съществено значение за автомобилите и са едни от най-често срещаните лагери, използвани в автомобилната индустрия.

Ролкови лагери

Ролковите лагери се използват в различни приложения като. Този тип може да се справя само с тежки радиални натоварвания, така че не очаквайте да се справя с каквито и да било тяги. Товарът обикновено се разпределя върху по-голяма площ – благодарение на цилиндричния си валяк – и конструкцията му позволява по-големи товари в сравнение с другите лагери. Триенето се намалява ефективно и от цилиндричната му конструкция на ролката, а често срещан вариант (за по-малки приложения) е игленият лагер.

Сачмени аксиални лагери

Сачмените аксиални лагери се използват само за нискоскоростни приложения и не могат да се справят с много радиално натоварване. 

Този тип лагери се справят изключително с аксиални натоварвания само при нискоскоростни приложения с ниско тегло. Той не е толкова здрав, колкото двата вида лагери по-горе, но има своите приложения.

Ролкови аксиални лагери

Ролковите аксиални лагери са добре известни със способността си да поддържат големи тягови натоварвания. Те обикновено се срещат в комплектите зъбни колела за автомобилни трансмисии и между корпуса и въртящия се вал. Обърнете внимание, че спиралните зъбни колела имат ъглови зъби – те изискват ролков аксиален лагер, за да поддържат тяговия товар.

Този тип лагер се справя само с аксиални натоварвания, но този тип може да издържи по-големи натоварвания в сравнение с аксиалните лагери. Ето защо често можете да намерите този тип в автомобилните трансмисии.

Конични ролкови лагери

Коничните ролкови лагери са чудесни за приложения, които изискват подкрепа за големи радиални и тягови натоварвания. Те обикновено се използват в главините на автомобили и се монтират по двойки, обърнати в противоположни посоки, за да помогнат за справяне с товарните тяги в двете посоки.

Този тип лагери имат най-голяма гъвкавост, когато става въпрос за управление на товара.

Редовните, обикновени стари лагери, които не съдържат подвижни елементи, се използват широко в автомобилната индустрия. Това е главно защото те имат способността да понасят тежки товари и голяма товароносимост. Да не говорим, че те обикновено са най-евтините. Плъзгащите лагери също имат по дълъг живот в сравнение с другите търкалящи лагери. Аксиалните лагери се състоят от три основни части. Подобно на повечето други сачмени лагери, те подпомагат поддържането на аксиален товар и позволяват въртене между две части. Налични са много различни варианти на аксиални лагери, като: конусни ролкови аксиални лагери, цилиндрични лагери и сферични лагери. 

Иглени ролкови лагери

Игленият ролков лагер е специален тип ролкови лагери, който има цилиндрични ролки, които приличат на игли поради малкия им диаметър. Обикновено дължината на ролките в ролковите лагери е само малко по-голяма от диаметъра му. Що се отнася до игления лагер, дължината на ролките надвишава диаметъра им поне четири пъти. Тъй като иглените лагери имат по-малък диаметър, в същото пространство могат да се поставят повече ролки, което увеличава повърхността в контакт. По този начин те са способни да се справят с големи товари. Малкият размер може да се окаже полезен и в приложения, където пространството е ограничено, тъй като те изискват по-малки хлабини между оста и корпуса.

Иглените лагери се използват в автомобилни компоненти като шарнири на трансмисията и въртящото се рамо. Използват се и в компресори и помпи.

Плъзгащи лагери

Плъзгащият лагер е най-простият тип лагер. Обикновено се състои само от носеща повърхност. Няма подвижни елементи. Лагерът е основно втулка, монтирана на вала и се побира в отвора. Плъзгащите лагери са евтини, компактни и леки. Те имат висока товароносимост. Плъзгащите лагери се използват за въртеливо, плъзгащо се, бутално или трептящо движение. Лагерът остава неподвижен, докато цилиндърът се плъзга по вътрешната повърхност на лагера. За да се улесни плавното движение, се избират двойки материали с ниски коефициенти на триене. Различните видове медни сплави например са доста често срещани. Този лагер може да побере някои несъвместими, многопосочни движения и е подходящ както за статични, така и за динамични товари. Той се използва широко в приложения в селското стопанство, автомобилната, морската и строителната индустрия.

.

Сферичният лагер също е обикновен лагер, въпреки че се състои от 2 части – вътрешния пръстен и външния пръстен. Въпреки че от самото начало изглежда подобно на сачмени и ролкови лагери, те нямат подвижни елементи между двата пръстена.

Как се използват лагерите в автомобила?

За да се повиши производителността на автомобила, например чрез намаляване на емисиите на CO2 (въглероден диоксид), които причиняват глобално затопляне, или намаляване на броя на повредите, лагерите стават все по-важни.

Във повечето автомобили, използващи конвенционални двигатели, обикновено работят около 100-150 лагера.
В тази част ще обясним как се използват лагери в трансмисията и диференциалната предавка, които прехвърлят мощността от двигателя към колелата.

 Лагери, използвани в трансмисията

Понякога искаме да шофираме по-бързо или се нуждаем от голямо количество движеща сила, например при шофиране нагоре. Необходимо е да се постигне движеща сила, подходяща за обстоятелствата на шофиране. Трансмисията е устройство, което преобразува мощността от двигателя в движеща сила и я предава на колелата. Вътре има много различни видове лагери които  работят заедно, като всеки използва собствената си сила. Трансмисиите могат да бъдат класифицирани в две широки категории: ръчни и автоматични. Водачът задейства ръчно скоростната кутия, за да преобразува мощността от двигателя в сила, подходяща за ситуацията, в която шофьорът кара.
Ръчната скоростна кутия се състои от валове и зъбни колела. Тези части се поддържат от лагери.

Лагери, които поддържат валове

Използват се лагер от тип, който да съответства на величината на мощността на двигателя и поддържа както въртенето на валовете, така и силата, приложена от зъбните колела.

Таблица 1: Лагери, които поддържат валове

 

 

 Сачмени лагери с дълбоки канали за поддържащи валове

Лагери, които поддържат зъбни колела

При ръчна скоростна кутия зъбните колела остават въртящи се и се блокират помежду си през цялото време.
За да предадем подходящата задвижваща сила на колелата за скоростта, която искаме да изминем, използваме скоростния лост, за да изберем предавката (A), която най-добре пасва на тази задвижваща сила. Избраната предавка (A) е свързана към вала и го върти  същия брой пъти. За да предадем различна задвижваща сила на колелата за променената ситуация, използваме скоростния лост, за да разкачим свързаната предавка (A) от вала и да изберем предавката (B), която най-добре отговаря на тази задвижваща сила. Избраната предавка (B) е свързана към вала и върти вала със същия брой завъртания. В този случай зъбното колело, което е откачено от вала (A), се върти независимо от вала. Точно както зъбното колело и оста имат различен брой завъртания, игленият ролков лагер (комбинация от иглени ролки и клетки) е монтиран между зъбното колело и вала и се върти между вътрешната повърхност на зъбното колело и външната повърхност на шахтата.

 Броят завъртания на зъбни колела и валове, използвани за увеличаване или намаляване на скоростта

Лагер (комбинация от иглени ролки и клетки) за поддържане на зъбно колело

 Лагери, използвани в диференциални предавки

Когато автомобилът се обърне наляво или надясно, колелата отвътре се въртят по-бавно от колелата отвън. Диференциалната предавка е устройство, което преобразува задвижващата мощност от трансмисията в още по-голяма задвижваща мощност и позволява различен брой завъртания на лявото и дясното колело.

Въртене на колелото при завъртане на автомобил

При диференциалната предавка, зъбните колела, прикрепени към вала на зъбното колело (вала, свързан към трансмисията) и вала на блокировката на края на колелото под прав ъгъл. Лагерите поддържат както въртенето на валовете, така и силата, приложена от зъбните колела.

Разположение на диференциална предавка

 Структура на диференциална предавка

Конични ролкови лагери, които поддържат валове

Комбинираните конусни ролкови лагери едновременно поддържат както радиалното, така и аксиалното натоварване (в двете посоки) и чрез поддържане на правилното блокиране на предавките предават голямо количество движеща сила на колелата от двете страни.

 

 Конични ролкови лагери с нисък коефициент на триене

Амортизация

Лагерите са проектирани и оразмерени, за да издържат на големи натоварвания и високи нива на стрес от околната среда. Силните радиални (напр. Причинени от дупки) и аксиални (напр. Причинени от удари в бордюри) напрежения са най-големите врагове на лагерите на колелата. Екстремните завои също намаляват експлоатационния живот на лагерите на колелата поради появата на високи аксиални странични сили. 

За да се постигне по-безопасно и по-комфортно шофиране, има все по-голямо търсене на лагери както с висока функционалност, така и с висока надеждност.