Wat zijn hybride lagers en wanneer pas je ze toe?
Hybride lagers zijn lagers waarbij de lagerringen van lagerstaal zijn gemaakt en de rolelementen, zoals de kogels of rollen, van een keramisch materiaal zijn. Dit keramische materiaal (siliciumnitride van lagerkwaliteit) is extreem hard, taai en blijft ook bij hoge temperaturen maatvast. Hierdoor is het prima geschikt als materiaal voor lagers.
De hybride lagers zijn wat betreft afmetingen uitwisselbaar met de volledig stalen lagers. Dit maakt het je makkelijk om de betrouwbaarheid en robuustheid van nieuwe of bestaande apparatuur te verbeteren. Denk hierbij aan omstandigheden waar lagers te maken krijgen met schadelijke schurende deeltjes, onvoldoende smering, trillingen of verdwaalde elektrische stromen. Bijvoorbeeld in toepassingen met:
- pompen
- compressoren
- elektrische aandrijvingen
- generatoren
- versnellingsbakken
- machinespindels
(keramische rolementen)
Waarom hybride lagers toepassen?
Voorkom doorgang van elektrische stroom
Siliciumnitride is een elektrische isolator. Dit betekent dat elektrische stroom niet geleid wordt. Door elektrische stroom kan de smeerfilm verbranden en kunnnen de roloppervlakken beschadigen.
Mogelijkheid om met hogere snelheden te draaien
Lagere dichtheid: De dichtheid van siliciumnitride is 60% lager dan die van staal waardoor de rolelementen veel lichter zijn.
Lichtere lagers betekent lagere traagheidskrachten, waardoor hogere snelheden en acceleraties mogelijk zijn.
Lage wrijving: de lage wrijvingscoëfficiënt van siliciumnitride vermindert wrijvingsslijtage, waardoor het lager sneller, koeler en langer kan draaien dan een volledig stalen lager, zelfs onder slechte smeringsomstandigheden.
Dit betekent dat hybride lagers de effecten van het smeermiddel kunnen maximaliseren, het geluidsniveau kunnen verlagen en minder wrijvingswarmte kunnen genereren. En dat allemaal in combinatie met een langere levensduur van het lager.
Hogere elasticiteitsmodulus: Het keramische materiaal heeft een 50% hogere elasticiteitsmodulus dan staal. De keramische rolelementen verhogen daardoor de lagerstijfheid.
Lagere thermische uitzettingscoëfficiënt: Keramisch materiaal heeft een veel lagere thermische uitzetting dan staal, slechts 29% ten opzichte van staal.
Dit betekent dat de rolelementen minder gevoelig zijn voor temperatuurverschillen en dat zorgt voor een nauwkeurigere regeling van de voorbelasting.
Verleng de levensduur van de lagers
Hybride lagers kunnen de levensduur van lagers verlengen in toepassingen waarbij de slechte smering van lagers wordt veroorzaakt door een van de volgende omstandigheden:
- Hoge temperaturen
- Verticale aspositie
- Rotatie van de buitenste ring
- Luchtstromen
Siliciumnitride en staal zijn een uitstekende combinatie van materialen. De wrijvingscoëfficiënt tussen siliciumnitride en staal is lager dan staal-op-staal voor een droog glijcontact.
De adhesie tussen siliciumnitride en staal is laag, microlassen komt niet voor en er is geen risico op versmering. Dit leidt tot minder wrijvingswarmte, zelfs als er een zeer dunne smeerfilm aanwezig is.
Verleng de levensduur van het vet
Hybride lagers veroorzaken minder wrijvingswarmte dan volledig stalen lagers van dezelfde grootte, vooral bij hoge snelheden. Lagere bedrijfstemperaturen van de lagers hebben een gunstig effect op de levensduur van de lagers én de nasmeer-intervallen. Afhankelijk van de toepassing en bedrijfsomstandigheden kan het vet minstens twee keer langer meegaan (onder bepaalde specifieke omstandigheden kan dit zelfs tot tien keer zijn).
Bestand tegen slijtage veroorzaakt door stevige verontreinigingen
Siliciumnitride is erg hard. Harder zelfs dan de meeste verontreinigingen die vaak in een lager worden aangetroffen. Hierdoor verpletteren keramische rolelementen flinke verontreinigingen of duwen ze in de stalen loopbanen. De tijdelijke verdieping, met opstaande randen, die dan in de loopbaan ontstaat wordt daarna door elk volgend rolelement weer snel afgevlakt.
Voorkom false brinelling
Siliciumnitride-rolelementen op stalen loopbanen hebben een hoge slijtvastheid/corrosiebestendigheid. Dit voorkomt lagerschade door corrosie die anders zou kunnen optreden wanneer lagers in stilstand te maken krijgen met trillingen.
SKF hybride lagers
De hybride lagers van SKF zijn leverbaar als diepgroefkogellagers en als cilinderrollagers. Je herkent ze als hybride lagers door de toevoeging HC5 in het achtervoegsel van de lagercodering.
Hou wel rekening met de prijs van deze lagers. Ten opzichte van de volledig stalen lagers ligt de prijs, afhankelijk van het type, aanzienlijk hoger.
