Lager constructies

Lagercontructie
De lagering in een elektromotor wordt gebruikt voor het ondersteunen van de rotor, het afwentelen van krachten die in de rotor ontstaan en het positioneren van de rotor in de stator bij een zwevende lagerconstructie. Voor een optimale werking van de elektromotor worden aan de nauwkeurigheid van de lagerconstructie hoge eisen gesteld. Indien de elektromotor direct aan het werktuig is gekoppeld, dan wordt de lagering van de elektromotor ook vaak gebruikt voor het opnemen van krachten die in het werktuig ontstaan. Rotor nl® elektromotoren zijn standaard voorzien van opgesloten + gefixeerde lagering met axiale voorspanning.

Lagers vormen in elektromotoren nagenoeg de enige componenten die aan slijtage onderhevig zijn. Om de beoogde levensduur te bereiken, kan in de praktijk in veel gevallen worden volstaan met een standaard lagerconstructie waarbij steeds een lager is opgesloten en het andere lager axiaal kan verschuiven (losse passing). Toch kan de levensduur sterk nadelig worden beïnvloed door een extreme belasting afkomstig van het werktuig of door lagerschade ten gevolge van de bedrijfsomstandigheden. In het kader van het onderwerp noemen wij de schade die kan ontstaan bij toepassing op pompen en ventilatoren, waarbij de waaiers ‘vliegend’ op de motoras zijn gemonteerd. Schade ten gevolge van het zgn. ‘Brinell-effect’. Om deze schade zoveel mogelijk te elimineren, kan in beide gevallen gekozen worden voor een zgn. ‘voorgespannen lagering’.

Bij elektromotoren waarbij de pomp- of ventilatorwaaier vliegend op de motoras is gemonteerd, ontstaat op de  buitenring van de lagers een afwentelingskracht waardoor met name de buitenring van het vrije (axiaal verschuifbare) lager de neiging zal vertonen om in het lagerhuis mee te draaien. Dit verschijnsel doet zich voornamelijk voor bij waaiers met een grote massatraagheid, bij onbalans van de waaier en ten gevolge van trillingen. Naast het uitlopen van het lagerhuis ontstaat hierdoor ook passingsroest tussen de buitenring en de lagerkamer waardoor er een axiale verklemming kan ontstaan als gevolg van het vastzitten van het vrije lager. Door toepassing van een axiale voorspanning, zal de rotatie van de buitenring sterk afgeremd worden.

Een véél voorkomende lagerschade wordt veroorzaakt door trillingen bij stilstand. Tijdens stilstand is er tussen de kogels en loopvlakken van het lager géén smeerfilm aanwezig. In de vrije speling van het lager kan de rotor zich nu radiaal bewegen (rammelen) ten gevolge van externe trillingen. Hierdoor ontstaat er inslag (zgn. Brinell-effect) van de kogels in de loopvlakken van het lager. Door toepassing van een axiale voorspanning wordt de vrije (in deze situatie overbodige) speling opgeheven waardoor deze schade kan worden beperkt.Voorgespannen lagerconstructie is slechts één oplossing om in bepaalde gevallen tot positieve resultaten te komen. Vele lagerconstructies zijn mogelijk en alleen in goed overleg met de motorfabrikant kan de juiste constructie voor specifieke toepassingen of bedrijfsomstandigheden worden bepaald.




Zwevende lagering
Dit type lagering komt bijvoorbeeld voor bij elektromotoren met glijlagers. Er is (bijna) geen mechanische axiale begrenzing door de lagering ,waardoor de as vrij heen en weer kan bewegen. Vaak ziet men op de as een kenmerk van de neutrale positie. Deze positie neemt de as in als de elektromotor vrij draait. Bij koppelingen moet men rekening houden met een grote axiale (in asrichting) speling. Er is ook sprake van een zwevende lagerconstructie indien de buitenringen van beide kogellagers met een schuivende passing in het lagerhuis zijn aangebracht en niet axiaal zijn opgesloten.



Opgesloten lagering

Bij een opgesloten lagering is van minstens één kogellager de buitenring m.b.v. een lagerdeksel of lagerdeksels opgesloten in de lagerpassing, zodat dit lager in axiale richting niet kan verschuiven. In tegenstelling tot een zwevende lagerconstructie kan bij een opgesloten lagering de rotor t.o.v. de stator slechts weinig axiaal verschuiven. In normale gevallen kan dit alleen door de axiale speling in het kogellager.




Opgesloten + gefixeerde lagering met axiale voorspanning
Bij een gefixeerde lagering is de binnenring van het lager 'gefixeerd' op de as van de rotor met behulp van een asborgring. De binnenring kan dan t.o.v. de as niet meer axiaal verschuiven. Gefixeerde lagering wordt meestal toegepast in combinatie met een opgesloten lagerconstructie en wanneer er sprake is van een grote axiale belasting.





Opgesloten + gefixeerde lagering met verzwaarde axiale voorspanning
Bij een lagerconstructie met 2 kogellagers kan slechts één kogellager worden opgesloten. Het andere lager dient axiaal te kunnen verschuiven in de lagerpassing en wordt meestal gemonteerd met een standaard golfveer (normale axiale voorspanning) of soms met verzwaarde golfveren c.q. schotelveren (verzwaarde axiale voorspanning).