Den vanligaste typen är spårkullagret, som är avsett för måttliga belastningar i små och medelstora maskiner. Kullager har funnits sedan antiken, men det moderna kullagret utvecklades i samband med cyklismens genombrott i slutet av 1800-talet.
Kullagret i den form vi känner idag tillskrivs ofta Leonardo da Vinci, även om kullager av trä användes redan av romarna till exempelvis fundament till statyer som skulle vridas.
Lagren var i dessa fall i form av axiallager och kulorna av trä.
I sin moderna form började kullagret utvecklas starkt under andra hälften av 1800-talet.
I början användes det mest till lågt belastade lagringar som till cyklar och hästdragna vagnar.
Moderna kullager
Det moderna precisionstillverkade kullagret tål mycket höga belastningar med låga friktionsförluster jämfört med de glidlager som exempelvis användes för alla lagringar i ångmaskiner, som bygger på hydrodynamisk lagring med en bärande oljefilm som ger stora viskösa förluster och därför kräver ett kontinuerligt utbyte av smörjmedel för kylning och som också kräver betydligt större dimensioner för samma bärighet som ett kullager.
Kullagren kan vara fettsmorda och genom de låga friktionsförlusterna erfordras inget kontinuerligt utbyte av smörjmedel eller extra kylning.
Kulorna har egentligen ingen direktkontakt med metallytorna utan rullar mot en extremt tunn oljefilm som täcker upp de ojämnheter som finns i ytorna som har kontakt och slitaget blir därmed minimalt och beror främst på hur rent smörjfettet är.
I början av 1900-talet när tillverkningsprecisionen inte var så hög var man ofta tvungen att byta ut smörjfettet efter en viss driftstid på grund av de materialpartiklar som avgick från metallytorna.
Man utförde regelbundet en så kallad rundsmörjning av maskinerna som tillförde nytt fett samtidigt som det använda fettet bortfördes.
Man utvecklade också stålet i lagren för att klara högre belastningar utan att få utmattningsbrott och idag är många lager helt underhållsfria under beräknad livstid som ofta motsvarar maskinens totala ekonomiska livslängd. Det gäller exempelvis hjullager till fordon som beräknas för att hålla hela fordonets livslängd även om en viss procent av lagren på grund av tillverkningsutfallet kan behöva bytas ut någon enstaka gång.
För att kulorna (eller rullarna i ett rullager) ska hållas isär på ett jämnt avstånd från varandra ingår alltid en kulhållare som roterar med kulorna.
Tillverkare
En av de mest kända tillverkarna av kul- och rullager är svenska SKF som grundades som ett resultat av Sven Wingquists uppfinning av det flerradiga självreglerande radialkullagret.
Övriga tillverkare är exempelvis Schaeffler (FAG, INA), NSK, NTN, Timken, Bones, Seismic, Swiss och Biltin.
Betydelse
Kul- och rullagren är en av de stora uppfinningar som lade grunden till den snabba industriella utvecklingen under 1900-talet och ingår idag i snart sagt alla typer av maskiner med roterande axlar där man har krav på höga lagerbelastningar, små friktionsförluster, små inbyggnadsdimensioner och lite underhåll.
För att illustrera de extrema krav på ytfinhet som gäller vid tillverkning av moderna kullager, med avvikelser under 0.01 μm (1μm = 0,000001 meter), kan man som jämförelse använda jordklotet.
Om jordklotet (med en diameter på cirka 12756 km) motsvarar en kullagerkula med en diameter på 10 mm så motsvarar kravet på ytfinheten "0,01μm" en kulle på jordklotet med en höjd på maximalt cirka 13 m.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar