Hoe werken glijlagers?

Mark van de Waal | 15 juli 2022

Een van de belangrijkste kenmerken van glijlagers – in vergelijking met kogellagers of rollagers – is dat ze aanzienlijk minder complex van constructie zijn. Maar is dat ook echt zo? In feite verschillen de verschillende soorten glijlagers aanzienlijk in hoe ze zijn opgebouwd en hoe ze werken. In deze blogbijdrage kom je alles te weten over het ontwerp van de meest voorkomende glijlagers.

Basisinformatie over hoe glijlagers glijden

Glijlagers werken allemaal op basis van hetzelfde principe. Het oppervlak van bewegende onderdelen wrijft of glijdt over het oppervlak van het glijlager. Er kunnen verschillende maatregelen worden genomen om de wrijving tot een minimum te beperken. Deze gaan van zo zacht mogelijke kunststof coatings die goed glijden, tot de loutere toevoeging van smeervet. Aangezien elk van deze technologieën weer andere eisen stelt aan de constructie van het glijlager, zijn er dan ook veel verschillende typen glijlagers.

Massief glijlager met smeergroeven

Zoals de naam al aangeeft, hebben massieve glijlagers, een massief ontwerp. Dat wil zeggen, ze zijn volledig gemaakt van een massief materiaal. Vaak zijn deze lagers gemaakt van staal, brons of andere metalen. De glij-eigenschappen van deze lagers worden verkregen door zogenaamde smeerkanalen of smeergroeven, die in het oppervlak van de lagers zijn aangebracht. Door deze kanalen wordt het vet beter verdeeld over de lagerpositie. Dit betekent echter ook dat de lagerpositie permanent moet worden gesmeerd. Massieve glijlagers kunnen daarom grote belastingen aan en worden daarom vaak gebruikt in grotere lagerpunten. Door de complexe verwerking en het massieve materiaal zijn ze ook relatief duur.

Het ontwerp van gesinterde glijlagers

Gesinterde lagers zijn vernoemd naar hun fabricagemethode. Ze bestaan meestal uit bronspoeder, dat onder hoge druk en hoge temperaturen wordt samengeperst. Dit proces wordt sinteren genoemd. Als gevolg van de korrelgrootte van het poeder heeft het lager na de productie poriën. Deze dienen een soortgelijk doel als de smeerkanalen in massieve lagers. De gesinterde lagers worden gedrenkt in olie, die zich vervolgens in de poriën afzet. Tijdens het gebruik wordt de olie in het gesinterde lager verwarmd door de wrijvingswarmte en verliest het zijn viscositeit. Hierdoor wordt ze vloeibaarder en komt ze vrij uit de poriën. De lagerpositie wordt gesmeerd. Gesinterde lagers zijn relatief kosteneffectief en kunnen ook in dikkere wanddiktes worden vervaardigd. Door hun wijze van functioneren zijn ze bijzonder geschikt voor lagerpunten met hogere draaisnelheden en minder voor langzame zwenkbewegingen.

Het ontwerp van metaalcomposiet glijlagers

Metaalcomposietlagers bestaan uit verschillende met elkaar verbonden materialen met verschillende specificaties. Metaalcomposietlagers bestaan meestal uit een in vorm gewalste metalen plaat. Het plaatmetaal wordt gecoat met een voor glijden geoptimaliseerde kunststoflaag, die vervolgens aan de binnenzijde de glijeigenschappen van de lagerbus levert. Als glijmateriaal wordt vaak PTFE of POM gebruikt. PTFE heeft zulke goede glij-eigenschappen dat de bussen met PTFE-coating niet extra gesmeerd hoeven te worden met vet of olie. Het nadeel: PTFE is zo zacht en glijdt zo goed dat het moeilijk te fixeren is en zeer gevoelig is voor mechanische spanning. Om deze effecten tegen te gaan, wordt het zachte materiaal op de speciaal voorbehandelde platen gewalst voordat ze in busvorm worden gerold. Om ervoor te zorgen dat het PTFE zich na het walsen aan de plaat hecht, wordt er vaak vooraf een laag poreus brons op gesinterd.

Metalen composietlagers zijn relatief kosteneffectief, zijn geschikt voor diverse toepassingen en hoeven, afhankelijk van het ontwerp, niet extra gesmeerd te worden.

Afhankelijk van het ontwerp kan corrosie optreden in vochtige omgevingen. Bovendien is de uiterst dunne glijlaag relatief gevoelig voor mechanische spanning.

Het ontwerp van samengestelde glijlagers

Samengestelde glijlagers zijn ook een composiet van verschillende materialen. In de praktijk verstaat men hieronder echter glijlagers die uit vezelcomposieten bestaan. Daartoe worden bijvoorbeeld minerale (glas, koolstof), natuurlijke (katoen) of kunststofvezels met synthetische harsen en andere additieven verweven en soms onder hoge temperatuur en druk samengeperst. Dit resulteert in lagers met een hoge sterkte waarvan de sterkte zelfs die van metalen lagers kan benaderen, afhankelijk van het soort belasting. Verschillende wikkel- en weeftechnieken kunnen ook worden gebruikt om verschillende lagen te creëren, die op hun beurt verschillende specificaties hebben. Een robuust weefsel dient vaak als buitenlaag, terwijl een voor glijeigenschappen geoptimaliseerde binnenlaag de wrijving in het lager vermindert.

Samengestelde glijlagers kunnen zeer hoge belastingen aan en worden daarom vooral gebruikt in grote machines zoals landbouw-, bouw- en mijnbouwmachines. Afhankelijk van het ontwerp kunnen ze een bijkomende smering vereisen. Veel varianten zijn echter ook geschikt voor droge werking. In vergelijking met bussen in massief metaal zijn ze in grotere afmetingen vaak minder kostbaar en bovendien corrosievrij en optioneel smeringsvrij.

Het ontwerp van massief kunststof glijlagers

Glijlagers van massief kunststof, soms ook polymeer-glijlagers genoemd, zijn – zoals de naam al aangeeft – van kunststof gemaakt. Vaak gaat het om spuitgietonderdelen of onderdelen in staafvorm. 3D-printen of laser-sinteren zijn ook gangbare productieprocessen. Veel kunststoffen zijn geschikt voor gebruik in glijlagers. Afhankelijk van het type hebben ze ook andere specificaties, zoals een hoge chemische bestendigheid of bestendigheid tegen hoge temperaturen tot ca. 300°C. Aangezien deze kunststoffen vóór verwerking beschikbaar zijn in korrelvorm, kunnen zij relatief gemakkelijk worden gemengd met andere ingrediënten zoals vezels of vulstoffen, en met additieven. Dit mengsel van materialen wordt dan in het verwerkingsstadium versmolten. Dit resulteert in componenten waarvan de specificaties verder gaan dan die van de oorspronkelijk gebruikte kunststoffen. Op deze wijze kunnen zeer sterke of uitzonderlijk glijdende lagers worden vervaardigd.

Het voordeel van deze glijlagers ligt in hun homogene structuur. Het robuustere steunmateriaal en het glijmateriaal bevinden zich niet in de vorm van afzonderlijke lagen, maar zijn over het gehele onderdeel verdeeld. Bovendien is het goedkope fabricageproces geschikt voor bijzonder grote hoeveelheden. De meeste kunststof-glijlagers hebben ook geen extra smering nodig.

Maar welk glijlager is nou het beste voor uw project?

Welk glijlager het meest geschikt is voor uw toepassing hangt af van vele factoren. Wij analyseren uw toepassing en bepalen samen met u de gunstigste en betrouwbaarste oplossing. igus biedt alles uit één hand. Deskundig advies, de modernste productietechnologieën en het grootste catalogusassortiment kunststof- en composiet glijlagers. Heeft u vragen? Wij geven u graag vrijblijvend advies!