Miks valivad enamik kaevandusmasinaid liuglaagrite asemel veerlaagrid?

Mehaaniliste toodete asendamatu ja olulise komponendina mängivad laagrid olulist rolli pöörlevate võllide toetamisel. Laagri erinevate hõõrdeomaduste järgi jagunevad laagrid veerelaagriteks (edaspidi veerelaager) ja libisevateks hõõrdelaagriteks (edaspidi libisevad laagrid). Mõlemal laagritüübil on oma konstruktsioonilised omadused ning mõlemal on oma eelised ja puudused jõudluses.

Veere- ja liuglaagrite võrdlus

1. Struktuuri ja liikumisviisi võrdlus

Kõige ilmsem erinevus veerelaagrite jaliuglaagridon veeremielementide olemasolu või puudumine.

Veerelaagritel on veereelemendid (kuulid, silindrilised rullid, koonusrullid, nõelrullid), mis toetuvad pöörlevale võllile oma pöörlemise abil, seega on kokkupuuteosa punkt ja mida rohkem on veereelemente, seda rohkem on kokkupuutepunkte.

Liugelaagridneil puuduvad veereelemendid ja pöörleva võlli toetamiseks toetuvad nad siledatele pindadele, seega on kontaktosa pind.

 

Nende kahe struktuuri erinevus määrab, et veerelaagri liikumisrežiim on veerev ja libiseva laagri liikumisrežiim libisev, seega on hõõrdetegur täiesti erinev.

 

2. Kandevõime võrdlus

Üldiselt on liuglaagri suure kandevõime tõttu suurem kui veerlaagril ja veerlaagri löögikoormuse taluvus ei ole suur, kuid täielikult vedelikmäärimisega laager suudab määrdeõli kilest tingitud pehmenduse ja vibratsiooni neeldumise rolli tõttu taluda suurt löögikoormust. Suure pöörlemiskiiruse korral suureneb veerlaagri veereelementide tsentrifugaaljõud ja selle kandevõime väheneb (suurtel kiirustel on müra tekkimise tõenäosus suur). Dünaamiliste liuglaagrite puhul suureneb nende kandevõime suurema kiirusega.

 

3. Hõõrdeteguri ja käivitushõõrdetakistuse võrdlus

Tavapärastes töötingimustes on veerelaagrite hõõrdetegur madalam kui liuglaagritel ja väärtus on stabiilsem. Liuglaagrite määrimist mõjutavad kergesti välised tegurid, nagu kiirus ja vibratsioon, ning hõõrdetegur varieerub suuresti.

 

Käivitamisel on takistus suurem kui veerelaagril, kuna liuglaagril pole veel stabiilset õlikilet, kuid hüdrostaatilise liuglaagri käivitushõõrdetakistus ja tööhõõrdetegur on väga väikesed.

 

4. Kohaldatavate töökiiruste võrdlus

Veeremielemendi tsentrifugaaljõu piiramise ja laagri temperatuuri tõusu tõttu ei saa veeremilaagri kiirus olla liiga kõrge ning see sobib üldiselt keskmise ja madala kiirusega töötingimuste jaoks. Mittetäieliku vedelõliga määritud laagri puhul ei tohiks töökiirus olla liiga kõrge laagri kuumenemise ja kulumise tõttu. Täielikult vedelõliga määritud laagrite kiire jõudlus on väga hea, eriti õhuga määritud hüdrostaatilised liuglaagrid võivad ulatuda 100 000 p/min-ni.

 

5. Võimsuskadude võrdlus

Veerelaagrite väikese hõõrdeteguri tõttu ei ole nende võimsuskadu üldiselt suur, mis on väiksem kui mittetäielikult vedelikmäärimisega laagritel, kuid see suureneb märkimisväärselt, kui määrimine ja õige paigaldamine on tehtud. Täielikult vedelikmäärimisega laagrite hõõrdevõimsuse kadu on väike, kuid hüdrostaatiliste liuglaagrite puhul võib koguvõimsuse kadu olla suurem kui hüdrostaatiliste liuglaagrite puhul õlipumba võimsuse kao tõttu.

 

6. Kasutusaja võrdlus

Materjali aukliku korrosiooni ja väsimuse mõju tõttu on veerelaagreid tavaliselt projekteeritud 5–10 aastaks või vahetatakse need kapitaalremondi käigus välja. Mittetäielikult vedelikmääritud laagrite klotsid on tugevalt kulunud ja vajavad regulaarset vahetamist. Täielikult vedelikmääritud laagrite eluiga on teoreetiliselt piiramatu, kuid praktikas võib laagrimaterjali väsimuspurunemine tekkida pingetsüklite tõttu, eriti dünaamiliste liuglaagrite puhul.

 

7. Pöörlemistäpsuse võrdlus

Veerelaagritel on üldiselt väike radiaalne kliirens, mis tagab suurema pöörlemistäpsuse. Mittetäielikult vedelikmääritud laagrid on piirmäärimise või segamäärimise olekus, mistõttu on töö ebastabiilne, kulumine tõsine ja täpsus madal. Tänu õlifilmi olemasolule pehmendab ja neelab täielikult vedelikmääritud laager vibratsiooni suure täpsusega. Hüdrostaatilisel liuglaagril on suurem pöörlemistäpsus.

 

8. Muude aspektide võrdlus

Veerelaagrid kasutavad õli, määret või tahket määrdeainet, kogus on väga väike, suurel kiirusel on kogus suur, õli puhtus on nõutav kõrge, seega on vaja tihendust, kuid laagrit on lihtne vahetada ja üldiselt ei ole vaja laagrikaela parandada. Liuglaagrite puhul on lisaks mittetäielikule vedelale määrimisele ka määrdeaine üldiselt vedel või gaas, kogus on väga suur, õli puhtuse nõuded on samuti väga kõrged, laagripadjad vajavad sagedast vahetamist ja mõnikord ka laagrikaela parandamist.

 

Veerelaagrite ja liuglaagrite valik

Tegelike töötingimuste keerukuse ja mitmekesisuse tõttu puudub veerelaagrite ja liuglaagrite valikul ühtne standard. Väikese hõõrdeteguri, väikese käivitustakistuse, tundlikkuse, kõrge efektiivsuse ja standardiseerimise tõttu on veerelaagritel suurepärane vahetatavus ja mitmekülgsus ning neid on mugav kasutada, määrida ja hooldada. Seetõttu eelistatakse neid valikul üldiselt, mistõttu neid kasutatakse laialdaselt üldkasutatavates masinates. Liuglaagritel endil on mõned ainulaadsed eelised, mida tavaliselt kasutatakse juhtudel, kus veerelaagreid ei saa kasutada, need on ebamugavad või puuduvad eelised, näiteks järgmistel juhtudel:

 

1. Radiaalse ruumi suurus on piiratud või tuleb paigaldus jagada

Sisemise rõnga, välimise rõnga, veerelemendi ja puuri tõttu konstruktsioonis on veerlaagri radiaalne suurus suur ja rakendusala teatud määral piiratud. Nõelrull-laagrid on saadaval siis, kui radiaalsed mõõtmed on ranged ja vajadusel on vaja liuglaagrit. Osade puhul, millel on ebamugav olla laagreid või mida ei saa aksiaalsuunast paigaldada või kus osad tuleb osadeks jagada, kasutatakse jagatud liuglaagrit.

 

2. Ülitäpsed sündmused

Kui kasutataval laagril on kõrged täpsusnõuded, valitakse üldiselt liuglaager, kuna liuglaagri määrdeõlikile suudab vibratsiooni neeldumist puhverdada ja kui täpsus on äärmiselt kõrge, saab valida ainult hüdrostaatilise liuglaagri. Liuglaagreid kasutatakse laialdaselt täppis- ja ülitäpsete lihvimismasinate, mitmesuguste täppisinstrumentide jms jaoks.

 

3. Raske koormus

Veerelaagrid, olgu need siis kuul- või rull-laagrid, on rasketes olukordades altid kuumusele ja väsimusele. Seetõttu kasutatakse suure koormuse korral enamasti liuglaagreid, näiteks valtsimispinkides, auruturbiinides, lennukimootorite lisaseadmetes ja kaevandusmasinates.

 

4. Muud sündmused

Näiteks töökiirus on eriti suur, löök ja vibratsioon on erakordselt suured ning vajadus töötada vees või söövitavas keskkonnas jne, libisevaid laagreid saab samuti mõistlikult valida.

 

Masinate ja seadmete puhul on nii veerelaagrite kui ka liuglaagrite kasutamisel omad eelised ja puudused ning need tuleks valida mõistlikult, arvestades konkreetse projekti vajadusi. Varem kasutasid suured ja keskmise suurusega purustid üldiselt babbitt-valatud liuglaagreid, kuna need talusid suuri löökkoormusi ning olid kulumiskindlamad ja stabiilsemad. Väikese lõuaga purustit kasutatakse enamasti veerelaagritega, millel on kõrge ülekandetõhusus, tundlikum ja hõlpsamini hooldatav olemus. Veerelaagrite tootmise tehnilise taseme paranemisega kasutatakse enamikku suurtest lõuaga purustusseadmetest ka veerelaagrites.