TMMI 16. Laborationshandledning. Kullagerlaboration LAB-PM. Kullagerlaborationer. /Stig Algstrand

Transkript

1 LAB-PM Kullagerlaborationer /Stig Algstrand 1

2 Laborationshandledning, SKF:s Lagerstjärna Syftet med laborationen är att ge praktisk kunskap om några av de olika metoder som står till buds att montera rullningslager på axeltappar och i lagerinbyggnader. Dessa metoder är dock generella och kan användas för andra maskinelement än lager, t.ex. kugghjul, se figur. Laborationen skall också låta studenten känna på lite maskintekniska element och på så sätt visa kopplingen mellan teori och verklighet. Mycket av materialet som du kommer att stifta bekantskap med under laborationen har välvilligt skänkts av SKF. De olika axeltapparna med sina lager användes tidigare av SKF i sin internutbildning i rullningslagerteknik och kallades då för Lagerstjärnan. Vi har valt att behålla detta namn och riktar ett stort tack till SKF för att vi har fått ta över deras utrustning till vår utbildning av nya ingenjörer. Kullager på axel Kugghjul på axel Säkerhet och regler i labbet All laborativ verksamhet innebär en viss risk för skador på personer och utrustning. Självklart vill vi göra allt vi kan för att undvika skador och har därför ställt upp följande säkerhetsregler: Laborationshandledningen ska läsas igenom innan laborationen börjar. Angivna avsnitt i SKF:s produktkatalog ska läsas och de instuderingsuppgifter som finns ska besvaras innan laborationen. Svaren kontrolleras av laborationsassistenterna. Ta med räknedosa, gradskiva, SKF:s produktkatalog och skrivmaterial. Tänk på att klä dig lämpligt. Oömma kläder rekommenderas eftersom det förekommer olja och annan smuts som kan förstöra kläderna. IEI frånsäger sig allt ansvar för eventuellt förstörda kläder. Vissa av laborationsmomenten innebär ett visst oljespill. Försök att minimera spillet och torka alltid upp spilld olja efter dig. Olja på golvet utgör en direkt livsfara eftersom det blir väldigt halt och eftersom det finns gott om hårda och kantiga föremål att skada sig på. Ta av ringar, halsband, armband, armbandsur, mp3-spelare, fickdatorer och all annan elektronisk utrustning. De kan utgöra en säkerhetsrisk och riskerar även att ta skada under laborationen. 2

3 Ge akt på de säkerhetsföreskrifter som finns för de olika laborationsmomenten. Är något osäkert på fråga laborationsassistenterna. När det gäller säkerhet finns det inga dumma och onödiga frågor. Uppträd på ett sådant sätt att du inte förorsakar någon skada. Det gäller dig själv, övriga närvarande samt laborationsutrustning och verktyg. Var försiktig med lager och axlar. Alla ytor är tillverkade med stor noggrannhet och fina toleranser och kan lätt bli repade. I ett av laborationsmomenten kommer en så kallad induktionsvärmare att användas. Det är en apparat som alstrar ett kraftigt elektromagnetiskt fält, som i sin tur sätter fart på atomerna i ett lager, vilket i sin tur leder till att lagret blir varmt och expanderar. Lagrets innerring får då en större diameter och kan utan fysiskt våld träs på sin axel där det sedan svalnar, krymper och fastnar. Förutom att magnetfältet påverkar moderna klockor och annan elektronisk utrustning riskerar det även att ställa till problem för personer med pacemaker. Detta kan innebära att personer med pacemaker löper stor risk att ta allvarlig skada. Personer med pacemaker uppmanas därför att omgående ta kontakt med någon av assistenterna. 3

4 d TMMI 16. Laborationshandledning. Kullagerlaboration Bakgrund Ett rullningslager är ett mycket avancerat maskinelement som fungerar tack vare mycket högt ställda krav på materialkvalitet och precision vid tillverkning. Ytterligare en förutsättning för att det ska fungera som det är meningen är att lagret används korrekt, vilket betyder att ska byggas in på ett visst sätt, att det ska smörjas korrekt och att det inte ska utsättas för faktorer som förkortar dess livslängd. Dessa faktorer kan vara extrema temperaturer, fukt, smuts eller felaktig belastning. I den här laborationen ska vi stifta närmare bekantskap med några vanliga metoder för att montera och demontera lager på axlar. Kraftbetingad funktion För att hålla fast rullningslager på axlar används alltid kraftbetingad funktion. Principen med ett konstant tryck verkande på en yta gäller även för rotationssymmetri. Kan vi skapa ett konstant yttryck i kontaktytan mellan en axel och innerringen på ett lager kommer trycket multiplicerat med mantelarean (1) att bli en normalkraft, som i sin tur tillsammans med en friktionskoefficient, ger den friktionskraft som fixerar lagret på axeln, i axiell riktning. Kraften (2) som måste användas för att dra av lagret från axeln blir således lika stor. Trycket, eller tryckspänningen som det egentligen heter, åstadkommer vi genom elastiska töjningar i delarna. d = Axeldiameter [m] b = Lagerringens bredd [m] A = Mantelarea [m 2 ] = Friktionskoefficient p = Yttryck [Pa] A = db [m 2 ] (1) F = pa = pdb [N] (2) F f F F f b 4

5 Formbetingad funktion Kan man inte utnyttja kraftbetingad funktion med hjälp av friktion kan man istället använda så kallad formbetingad funktion. Formbetingad funktion används ofta till att fixera lager i axiell riktning. Det kan röra sig om en så kallad skuldra på axeln för att lagret inte ska kunna glida inåt på axeln eller en spårring för att inte lagret ska kunna glida av axeln under belastning. Spårringar är liksom rullningslager också standardiserade maskinelement. Precis som det är viktigt med noggrannhet vid lagertillverkning är det mycket viktigt att axlar och lagersäten utformas omsorgsfullt. De här principerna ligger till grund för alla de olika sätt som kommer att använda i den här laborationen, för att fästa lager på axlar. Spårring Skuldra Läs igenom sidorna i SKF:s produktkatalog om radiell och axiell fastsättning av rullningslager. Instuderingsuppgift, lagerfastsättning Vilka faktorer bör tas hänsyn till, vid radiell passning av rullningslager? 5

6 Station 1, Klämhylsa på cylindrisk axeltapp, mekanisk montering Bakgrund Lagrets innerring har ett svagt koniskt hål med en nominell diameter som är lite större än den cylindriska axeltapp som lagret ska monteras på. Tillräckligt kontakttryck mellan delarna erhålls genom kilverkan då en klämhylsa pressas in i mellanrummet mellan lagrets innerring och axeln. Det finns olika metoder för att skapa den axiella kraft som flyttar hylsan. Studera sidorna och i SKF:s produktkatalog om montering av sfäriska kullager. 50 mm cylindrisk tapp, klämhylsa och axelmutter Ett sfäriskt kullager SKF 1211 EKT N9 ska monteras på en 50 mm cylindrisk axeltapp, med lämplig klämhylsa och axelmutter. Figuren till höger visar ett sfäriskt rullager monterat på detta sätt. I laborationen används en mutter på hylsans gängade ände för att dra in hylsan i utrymmet mellan axeln och lagret. På så sätt skapas normalkraften som ger upphov till friktionen som håller lagret på plats. Slå upp lagerdata för lagret i SKF:s produktkatalog, sidan 498 och bestäm vilken klämhylsa som rekommenderas. Klämhylsa heter Adapter Sleeve på engelska. Rekommenderad hylsa:... Montering Se till att distanshylsan som hör till tappen sitter korrekt monterad på axeln, annars kommer inte lagret att kunna lossa sedan. För att lossa lagret ska klämhylsan föras in i utrymmet i distanshylsan. Skjut på klämhylsan på axeln med den gängade delen utåt. Se till att klämhylsan skjuts ända in i distanshylsan! Trä lagret utanpå klämhylsan. Observera att lagrets innerring är konisk invändigt vilket gör att lagret bara passar åt ett håll. Se till att lagret är rätt vänt. Skjut in lagret så långt det går, så att baksidan ligger an mot distanshylsan, och dra sedan ut klämhylsan så långt det går för hand. Gänga på axelmuttern för hand, så långt att den precis ligger an mot lagrets innerring. 6

7 Kroka i haknyckeln som passar till axelmuttern. Dra bara åt lite lätt, så pass att hylsan greppar axeln. Vrid nyckeln med rätt åtdragningsvinkel. Använd vid behov gummi- eller plastklubba Korrekt åtdragningsvinkel och axiell uppdrivningssträcka finns också angivet i SKF:s produktkatalog. Tabellen på sidan 480 ger den axiella uppdrivningssträckan S och åtdragningsvinkeln. S tabell =... mm tabell =... grader Om man vet lite om klämhylsans gänga kan man också beräkna uppdrivningssträckan. Slå upp tabellen på sidan i avsnittet om kläm- och avdragshylsor. Vilken beteckning har gängan på klämhylsan? G =... M i beteckningen betyder att gängan är metrisk. Det första siffervärdet anger gängans ytterdiameter och det andra siffervärdet anger gängans stigning i antal mm per varv. Vilken uppdrivningsstäcka får man med åtdragningsvinkeln som är markerad på nyckeln? S beräknad =... mm Överensstämmer detta med tabellvärdet?... 7

8 Ange två fördelar som användandet av klämhylsa medför! Kan det finnas någon nackdel med användning av klämhylsa? Vad händer t.ex. om axelns formtolerans är dålig, dvs. om dess form avviker från perfekt cylindrisk? Demontering Använd haknyckeln till att lossa axelmuttern. Gänga loss axelmuttern så att dess yttre ändyta ligger i samma plan som klämhylsans yttre ände. Trä slaghylsan på axeln. Säkerställ att slaghylsan verkar mot axelmuttern och inte mot klämhylsan. Om slaghylsan verkar mot klämhylsan kommer vi att skada gängan och förstöra hylsan. Ta på skyddsglasögon! Ta lämplig gummi- eller plastklubba och slå till på slaghylsan. Eftersom lagret ligger an mot distanshylsan kommer kraften från klubban att driva klämhylsan ut ur lagerringens koniska hål och in i utrymmet i distanshylsan. Lagret är därmed löst och kan tas bort från axeln. Plocka av lagret, klämhylsan och distanshylsan och lägg dem tillsammans med axelmuttern, slaghylsan och klubban på bänken till nästa grupp. 8

9 Station 2, Klämhylsa på cylindrisk axeltapp, Hydralisk montering. Tryckoljemetoden 90 mm cylindrisk tapp, klämhylsa och hydraulmutter Tryckoljemetoden introducerades av SKF redan under 1940-talet, och har sedan dess använts för att montera och demontera större rullningslager på axlar. Läs kap. Montering och demontering, sidorna i SKF:s produktkatalog om montering av lager med hjälp av hydrauliska muttrar. I den här laborationsuppställningen ska ett sfäriskt rullager, SKF EK, monteras på en 90 mm cylindrisk axel med hjälp av en klämhylsa och en hydraulmutter. Principen är densamma som i första delen av station 1, men istället för att använda en vanlig axelmutter och en haknyckel används hydraulik. Det är oftast nödvändigt för att åstadkomma tillräckligt stor axiell kraft med tanke på förbandets storlek. En hydraulmutter är egentligen en ringformad hydraulcylinder. Olja trycks in i muttern med hjälp av en hydraulpump, varpå den ringformade kolven trycks ut. I och med att oljetrycket är högt uppnås en ansenlig axiell kraft som drar klämhylsan till rätt position. I avsnittet om sfäriska rullager med klämhylsa på sidan 750 i SKF:s produktkatalog finns det aktuella lagret och där rekommenderas även vilken klämhylsa som bör använda till lagret. På sidan 982 finns lämplig hydraulmutter. Vilken klämhylsa rekommenderas för det aktuella lagret?... Vilken hydraulmutter rekommenderas för det aktuella lagret?... För den aktuella hydraulmuttern gäller att kolvarean A = 5100 mm 2 och maximal kolvförskjutning S max = 5 mm. Pressar man ut kolven mer än så tappar muttern trycket och oljan läcker ut. I värsta fall kan kolven ramla ur muttern och då blir det problem att sätta tillbaka den. Hydraulpumpen kan ge ett maximalt tryck på 100 MPa. Hur stor kraft kan åstadkommas med denna hydraulmutter? F max =... 9

10 SKF Oil Injection Method I anslutning till den här stationen finns en dator, i vilken programvaran SKF Oil Injection finns. Det är ett program i vilket man kan finna information om t.ex. starttryck och uppdrivningssträcka. Starta programmet. I första fönstret som öppnas trycker du på Click here to continue. Välj sen SKF Drive-up Method och Drive-up calculations. Nu finns tre alternativ på skärmen. Där finns både en liten animation som illustrerar uppdrivning med hydraulmutter. Titta gärna på den för att få förståelse för det vi nu ska göra. Välj sedan Drive-up calculations. Nu startar själva programmet som ska användas för att beräkna pumpens starttryck och uppdrivningssträckan för det valda lagret. SKF Drive-up Method 1. Välj lagerserie. 2. Välj rätt lager. Bilden till vänster ändras beroende på vilket lager som väljs. 3. Programmet väljer själv lämplig hydraulmutter efter de lagerval som gjort, men kontrollera att rätt hydraulmutter är vald. 4. Det finns några olika monteringsalternativ att välja mellan. Kontrollera att rätt klämhylsa (Adapter sleeve) är vald. Betrakta bilden till vänster och välj det alternativ som är lämpligast. 5. Beroende på hur många gånger man monterat ett lager på en axel ändras förutsättningarna eftersom de ytor som är i kontakt påverkas. Fundera därför på hur många gånger lagret kan ha blivit monterat innan. 6. För att få informationen i rätt enhet måste man göra ett val även för det. Uppdrivningssträckan S s =... mm Starttrycket (Pump pressure) =... MPa 10

11 Starttrycket är det tryck vi ska ha på pumpens tryckmätare när vi sedan med hjälp av indikatorklocka mäter den uppdrivningsstäcka vi fick från programmet. Det är viktigt att starttrycket är rätt, eftersom det är det som bestämmer var på axeln lagret befinner sig när vi startar själva uppdrivningen. Rätt uppdrivningssträcka är givetvis också viktig. Driver man fast ett lager för långt kan det helt enkelt fastna för hårt och man får stora problem att demontera det igen. Visa därför alltid dina resultat för en assistent innan du börjar själva monteringen! Montering Skjut på klämhylsan på axeln med den gängade delen utåt. Se till att klämhylsan skjuts ända in i distanshylsan! Trä lagret utanpå klämhylsan. Observera att lagrets innerring är konisk invändigt vilket gör att lagret bara passar åt ett håll. Skjut in lagret så långt det går, så att baksidan ligger an mot distanshylsan, och dra sedan ut klämhylsan så långt det går för hand. Gänga på hydraulmuttern för hand, så långt att den precis ligger an mot lagrets innerring. Se till att muttern är rätt vänd, dvs. med kolven mot lagret. Kontrollera att lagrets innerring fortfarande är i kontakt med distanshylsan bakom. Anslut handpumpen till hydraulmuttern och kontrollera att backventilen (den svarta plastkranen längst fram till höger på pumpen) är stängd. Börja pumpa försiktigt och sluta när du nått rätt starttryck. Fäst indikatorklockan i för ändamålet lämpligt hål i hydraulmuttern (vid den röda plastskruven). Dra sedan åt skruven så att klockan sitter fast. Se till att mätspetsen får kontakt med kolvens baksida och nollställ klockan genom att vrida på ringen. Klockan har en mätnoggrannhet på en hundradels millimeter. Hur lång sträcka rör sig mästpetsen om visaren på klockan går ett varv?... mm. Ta på skyddsglasögon och börja pumpa för att driva upp lagret. Håll hela tiden ett öga på tryckmätaren. Trycket får under inga omständigheter överstiga 45 MPa! Pumpa tills du nått rätt uppdrivningssträcka och öppna sedan backventilen. 11

12 Demontering Montera av indikatorklockan och gänga av hydraulmuttern. Mothållarring Spel I station 1 använde vi en slaghylsa och en klubba för att demontera lagret, men eftersom vi redan kan den metoden, och med tanke på det här förbandets storlek ska vi göra på ett annat sätt den här gången. Montera hydraulmuttern igen, men den här gången med kolven utåt. Lämna några millimeter spel mellan muttern och lagret. Gänga på en mothållarring på axeltappens ände. Se till att den ligger an mot hydraulmutterns kolv. Anslut handpumpen till muttern, stäng backventilen och ta på dig skyddsglasögonen igen. Börja pumpa! Kolven trycker nu på mothållarringen och pressar muttern, som är gänga på klämhylsan, åt andra hållet. Följden blir att vi pressar ut klämhylsan ur lagrets innerring. När du känner att motståndet i pumpen sjunker har du pressat loss klämhylsan. Lagret är nu demonterat. Ta loss pumpen, mothållarringen, muttern, lagret och till slut klämhylsan. Var försiktig med lagret eftersom det är tung och inte bör tappas på händer eller fötter eller andra kroppsdelar. Torka upp all olja från bordet och torka även av övrig utrustning till nästa grupp. 12

13 Station 3, Hydralisk montering och demontering av koniskt lager på konisk axel. Tryckoljemetoden Bakgrund I den här uppställningen skall vi använda SKF:s tryckoljemetod för att montera och demontera ett lager med koniskt hål på en axel. Till skillnad från station 2 monteras lagret här direkt på axeln, utan någon klämhylsa. Axeltappen har en konisk form så att den passar ihop med hålet i lagret, och har förberetts med oljekanaler och en anslutningsnippel för hydraulpump. Figuren nedan är inte helt korrekt. Vid montering kommer vi bara att ansluta en handpump till hydraulmuttern och inte som det visas i figuren, till både mutter och axeltapp. Vid demontering däremot kommer vi använda pumpen till att trycka in olja i själva axeln. På sidorna 9-10 beskrivs datorprogrammet SKF Oil Injection Method. Använd beskrivningen för att ta reda på vilket starttryck och vilken uppdrivningssträcka vi ska ha för det här lagret. Lagret vi ska använda är ett så kallat CARB-lager och har beteckningen SKF C2320 K. Tänk på att vi inte ska använda någon klämhylsa på den här stationen. Uppdrivningssträckan S s =... mm Starttrycket (Pump pressure) =... MPa Innan du påbörjar monteringen ska du visa resultatet för en assistent. Montering Trä lagret på axeltappen, observera att innerringen är konisk invändigt, se till att lagret blir rätt vänt. Kontrollera att det finns några mm spel mellan lagrets innerring och den räfflade distansringen bakom lagret. Gänga på hydraulmuttern så långt du orkar för hand. Hamnar hydraulmutterns nippel i ett läge som gör det svårt att ansluta pumpen, gängar du tillbaka den till ett gynnsamt läge. Se till att vända muttern rätt, dvs. kolven mot lagret. Anslut handpumpen till hydraulmuttern, kontrollera att backventilen (den svarta plastkranen längst fram till höger på pumpen) är stängd. Ta på dig skyddsglasögonen! Börja pumpa lite försiktigt, sluta när rätt starttryck har uppnåtts. Lagret befinner sig nu i startpositionen för uppdrivningen, det är härifrån vi skall mäta uppdrivningssträckan. 13

14 Bakom lagret sitter en räfflad distansring gängad på axeln. Denna kan du skruva fram och tillbaka i axiell led. Använd ett bladmått och ställ in rätt uppdrivningssträcka mellan lagerringen och distansringen. Lagret skall nu drivas upp tills dess att innerringen går emot den bakre distansringen, vi hade ju ställt in uppdrivningssträckan med bladmåttet där. Börja pumpa, sluta när lagrets innerring går i kontakt med distansringen. Känn efter om det går att röra på distansringen. Om det går kan du pumpa lite till så att distansringen inte går att röra, då vet du med säkerhet att du pumpat lagret rätt sträcka. Öppna backventilen på handpumpen. Lossa snabbkopplingarna mellan handpump och axeltapp. I verkligheten avslutar man med att dra åt axelmuttern och säkra denna med en vikbricka, det gör vi dock inte här. Demontering För att demontera lagret injicerar vi återigen olja, men den här gången direkt in i axeln. På grund av axelns konicitet kommer lagret att skjutas av från axeln, det är därför viktigt att man har en mutter på axeländen, som tar emot lagret när det lossar. Det är svårt, men försök hålla koll på manometern och notera vid vilket tryck lagret släpper. Spel Gänga ut hydraulmuttern så att det blir ett spel på några mm mellan mutter och lager. Ta på skyddsglasögonen! Anslut en handpump till nippeln på axeltappen. Stäng backventilen och börja pumpa. Du kommer att höra en smäll när det lossade lagret träffar muttern! Lagret lossade vid p =... MPa Stäng backventilen på pumpen, lossa snabbkopplingen, och gänga av axelmuttern. Ta av lagret och torka av delarna från överflödig olja. Återställ stationen innan ni går till nästa. 14

15 Station 4, Hydralisk demontering av lager på cylindriskt säte. Tryckoljemetoden Ett spårkullager SKF 6318 sitter monterat på en cylindrisk axeltapp som har förberetts med oljekanaler för SKF:s tryckoljemetod. Vi skall bara demonstrera att tryckoljemetoden också kan användas till att demontera lager från cylindriska lagersäten. Vi kommer här att se att det går åt ett tryck på ca 20 MPa för att töja ut lagrets innerring så mycket att lagret kan röras relativt axeln. Hur mycket är 20 MPa? Din ena lillfingernagel är ungefär en kvadratcentimeter till ytan. Hur många kilo per lillfingernagel går det åt för att man skall uppleva trycket 20 MPa? Svar:... kg. Handpumpen som du använder under den här laborationen ger upp till fem gånger mer. Det är alltså ganska höga tryck som du hanterar. Vi skall inte ta av lagret helt från tappen, bara se att vi kan vidga innerringen så mycket att den går att röra utanpå axeltappen, därför låter vi stoppringen sitta kvar som stopp längst ut på axeln. Anslut handpumpen till nippeln på axel. Ta på skyddsglasögonen! Se till att ha lite papper tillgängligt, här blir det kladdigt med olja som rinner ut. Lägg även ut papper på bänken under lagret. Stäng backventilen på handpumpen. Börja pumpa, vid ca 20 MPa på manometern har innerringen vidgats så att den går att röra relativt axeln. Du måste pumpa lite hela tiden för att underhålla oljefilmen. Övertyga dig själv om att lagret nu glider på en tunn oljefilm. Sluta pumpa. Öppna backventilen. Lossa snabbkopplingen till pumpen. Lagret pressar nu ut oljefilmen, och sätter sig återigen på axeln. Om man skall demontera på det här sättet måste det ske snabbt och bestämt, när lagret väl har dragits av förbi oljekanalen kan vi ju inte underhålla oljefilmen längre. Om lagret sätter sig, dvs att innerringen går ihop när trycket släpper och lagret fastnar, då får man ta till stora avdragaren för att få bort det helt. Tryckoljemetoden fungerar dock inte till montering på cylindriskt säte. För att montera det här lagret måste man använda induktionsvärmaren. 15

16 Station 5, Hopsättning av spårkullager Spårkullagret är det i särklass vanligast förekommande rullningslagret i tillämpningar. Men, hur får man egentligen in kulorna i ett kullager? Vi skall här besvara frågan genom att visa hur det går till. Vi gör det för hand, men i verkligheten sker det naturligtvis helt automatiserat. Vi har tillgång till en dator med en programvara från SKF inlagd. Här kan du titta på de olika sekvenserna vid tillverkningen och hopsättningen av ett kullager. Förfarande Placera en ytterring horisontellt på metallplattan som ligger mellan backarna i maskinskruvstycket, justera skruvstycket så att det precis börjar klämma ihop ringen diametralt. Placera en innerring inuti ytterringen och börja plocka i kulor. Du kan nu plocka i alla kulorna utom den sista och sedan dra innerringen på plats, fördela ut kulorna och i princip är lagret klart att användas. Så vad är den sista kulan bra till, behöver vi verkligen den? Eftersom det finns en kula kvar ska vi givetvis använda den. Lägg i den och se till att alla kulorna ligger an mot varandra utmed en del av omkretsen som visas i figuren till höger. Lägg också märke till orienteringen relativt skruvstyckets backar. F F Nu, här handlar det om teknik, inte om styrka! Genom att försiktigt dra åt skruvstycket klämmer du ihop lagrets ytterring något. Det handlar om en liten elastisk deformation som går tillbaka när man lossar lagret från skruvstycket. Samtidigt som du drar åt skruvstycket drar du eller någon kamrat försiktigt innerringen på plats. Man kan även med fördel hålla kulorna på plats med andra handen så glider ringen lättare i läge. Med ett sådant här skruvstycke klarar vem som helst av att spräcka en lagerring. Kläm försiktigt så att du inte spräcker ytterringen! Ta på skyddsglasögonen! 16

17 Fördela kulorna jämnt runt periferin och lägg in rullkroppshållaren, först den ena halvan, och sedan den andra. I en verklig montering skulle nu rullkroppshållarens halvor nitas ihop och lagret skulle vara monterat. Innan lagret är färdigt att användas fylls det med smörjfett och tätas på båda sidor. Vilka uppgifter har smörjfettet?... Vilka uppgifter har tätningen?... Innan du avslutar, ser du till att det inte ligger lösa kulor på golvet! Andra lagertyper Studera nu några andra lagertyper med avseende på hopsättning. De sfäriska kul- och rullagren är ju relativt enkla att montera då ringarna och rullkroppssatserna kan vridas ut relativt varandra så att de ligger i olika plan. Även cylindriska och koniska rullager är enkla att sätta ihop, eftersom lagret går att dela, ena ringen för sig, och andra ringen med rullkroppssatsen för sig. Det finns också kullager med så kallade ifyllningsspår, både en- och tvåradiga. Du kan läsa om sådana på sidorna i SKF:s produktkatalog. På bänken ligger ett eller två sådana lager som du nu kan titta närmare på. Det handlar om lager med så många kulor att den ovan beskrivna monteringsmetoden inte fungerar, utan man har gjort uttag i ringarna så att man kan fylla på kulorna. Studera och fundera, därefter kan du svara på följande: Kan du se någon fördel med ifyllnadsspår?... Kan du se någon nackdel med ifyllnadsspår?... 17

18 Station 6, Montering av lager med hjälp av induktionsvärmning samt demontering med hjälp av avdragare. Bakgrund Vi vet att metaller utvidgar sig då vi värmer dem. Eiffeltornets höjd varierar med upp till 15 cm beroende på omgivningens temperaturvariation. Eiffeltornet är byggt av stål och har en nominell höjd av 300,00 m. Temperaturutvidgningskoefficienten för stål är: =11,510-6 /C. Längdvariationen ges av sambandet: Δl = Δt (α l0) Genom att värma ett lager tillräckligt mycket kan vi alltså utvidga det så mycket att vi kan montera det på sin axel utan att tillgripa våld. I verkligheten handlar det om uppvärmning till max ca +110C. Utsätter man ett lager för höga temperaturer (>125C) kommer man att förstöra smörjmedlet, tätningarna samt rullkropparnas och ringarnas härdning. Ett spårkullager SKF 6206 skall monteras på en cylindrisk axeltapp. Axeltappen har tillverkats med tolerans k5, tillsammans med den aktuella lagertoleransen innebär det ett sannolikt grepp (skillnaden mellan axelns ytterdiameter och lagerhålets diameter) på =22m (1m=10-6 m). För att kunna montera lagret krävs nu en uppvärmning. Den beräknade temperaturhöjningen blir: t =...C. Om både lagret och axeln har normal rumstemperatur, säg 20C, och skillnaden mellan dessa temperaturer ska bli t, blir lagrets temperatur efter värmning alltså: t =...C. 18

19 OBS! På den här stationen ska du använda induktionsvärmaren. Om du läst om säkerhet och regler i början av kompendiet vet du att induktionsvärmaren omges av ett kraftigt magnetfält som skadar eller förstör all elektronisk utrustning såsom armbandsur, mp3-spelare, fickdatorer mm. Säkerställ att du lagt ifrån dig all sådan utrustning! Personer med pacemaker riskerar att utsätta sig för allvarlig eller i värsta fall för livsfarlig skada. Har du pacemaker, eller om du vet om någon kamrat som har det, prata då genast med närmaste assistent! ok Förfarande Placera lagret i med lämpligt ok induktionsvärmaren och fäst temperaturmätaren på lagrets innerring. Assistenten visar hur du hanterar värmaren. Ta på de värmetåliga handskarna. Starta värmningen och värm till rätt temperatur. Värmaren är inställd på en högre temperatur än den du beräknade. Detta för att du ska hinna förflytta dig med lagret till arbetsbänken. Ändra inte på den inställda temperaturen! Värmaren stannar automatiskt när den inställda temperaturen uppnås. Ta av lagret från oket och trä det på axeltappen. Arbeta snabbt och säkert. Speciellt viktigt är det att försöka trä på lagret så rakt som möjligt. Hamnar det snett och får kontakt med axeln strömmar värmen från lagret till axeln. Om lagret hinner svalna för mycket på vägen kan det fastna innan det är helt på plats. När det hela har svalnat sitter lagret som det skall på axeln. Om allt är korrekt utfört skall vi ha uppnått ett kontakttryck på ca MPa mellan axel och lager, vilket i det här fallet innebär att det åtgår en kraft på åtminstone 10 kn för att lossa lagret igen! Hur mycket är 10 kn?... kg Kan man lyfta en bil med det här förbandet?... 19

20 Demontering Demontering av lagret sker med hjälp av en avdragare. Figurerna nedan visar hur avdragaren kan användas på två olika sätt, dels med en avdragarring och dels utan sådan ring. Rita in kraftflödet (demonteringskraftens väg) genom lagret för fallet med respektive utan avdragarring. Avdragarskruv Avdragarskruv Avdragarring Vilken metod är mest gynnsam för lagret? Motivera varför! Montera sedan avdragaren på korrekt sätt. Justera det hela så att avdragarskruven centreras på axeltappen. Med hylsa och spärrskaft vrider du sedan skruven tills dess att lagret är fritt från axeltappen. Som du märker behöver du inte ta i så farligt mycket för att skapa den axiella kraften på ca 10 kn som krävs för att dra loss lagret 20

21 Alternativ avdragarmetod Ett spårkullager, SKF 6218, är monterat på en cylindrisk axeltapp. Lagret är uttjänat och ska ersättas med ett nytt. För att demontera lagret från axeln har man tänkt använda sig av en avdragare. Den vanligaste modellen av avdragare har du just använt, den då man griper tag runt lagret med klor. Låt säga att lagret sitter så till att man inte kan gripa tag runt det. Det kanske sitter andra maskindetaljer i vägen. För att slippa demontera en stor del av maskinen för att komma åt lagret kan man då använda en annan variant av avdragare, en så kallad kullageravdragare. Det är en avdragare som är speciellt anpassad till just kullager och som överför kraften till lagrets inner- och ytterring. För att komma åt måste man först dela rullkroppshållaren på två ställen. Lagret ska ju ändå kasseras och ersättas med ett nytt så det gör inget att man tar sönder det. Bildserien nedan visar hur man går till väga. Vi har dock förberett lagret genom att dela på rullkroppshållaren. Montera avdragaren. Du behöver inte använda några förlängare. Inuti locket på lådan till avdragarsatsen hittar du en tabell som visar vilken adapter som ska användas till olika lager. Vilken adapter ska du använda?... Sätt in avdragaren i lagret, se figur B ovan. Vrid insatserna till rätt läge enligt figur C och dra åt muttrarna. Skruva på avdragarskruven och se till att den centreras på axeltappen. Justera avdragaren tills allt stämmer. Här går det åt fyra händer om det ska gå smidigt, ta hjälp av en kamrat. Använd lämpligt verktyg till skruvens fyrkantsgrepp och skruva tills lagret lossnar från axeln. Lagret är ganska tungt så var beredd att ta emot det när det lossnar. Lagret är nu demonterat och ska åter monteras tillbaka på axeln. Använd återigen induktionsvärmaren för att värma lagret. Använd ett tjockare ok den här gången eftersom lagret är större. Montera tillbaka lagret igen. Var noga med att den trasiga sidan av rullkroppshållaren vänds utåt, annars kommer nästa grupp få stora problem! 21

22 Namn:. Pers.nr:.. Avslutning Laborationen är nu slut, om du har gjort alla momenten är du godkänd, och assistenten signerar här: (Datum) (Godkänd av laborationsassistent) Spara detta som kvitto på att du har gjort laborationen! 22