Liukulaakeri ja muiden laakereiden voitelu

Laakerit ovat ovat kahden liikkuvan osan välissä ohjaamassa liikettä. Jotta kuluminen olisi mahdollisimman vähäistä, vaativat ne voitelun. Voitelu vähentää kitkaa ja tekee liikeestä näin vaivattomampaa ja vähentää liikkeeseen käytettävää energiaa. Sen tärkeänä tehtävänä on myös suojata pintaa epäpuhtauksilta. Teollisuudessa voiteluaineena käytetään yleensä öljyjä tai rasvoja.

Eri laakereissa on erilaiset kosketuspinnat, joita voidellaan. Liukulaakerissa ne ovat liukukosketuspintoja, vierintälaakerissa vierintäkosketuspintoja ja hammaspyörässä kosketus on taas hieman erilainen, mutta lähempänä jälkimmäistä.

Ylipäätään voitelumekanismit jaetaan kolmeen osaan: rajavoiteluun, sekavoiteluun ja puhtaaseen nestevoiteluun. Rajavoiteluun liittyy pinnankarheushuippujen kosketusta, jolloin voitelun toimivuus on kiinni pintakalvojen tarttuvuudesta ja muodostumisnopeuden kosketuskohdista. Pintoja suojaava kalvo muodostuu vasta kun voiteluaine on reagoinnut pinnan ja muun ympäristön kanssa. Sekavoitelu on raja- ja nestevoitelun yhdistelmä. Siinä kuorman kanto on yhdistelmä pienikitkaista voiteluainekalvoa sekä pinnankarheushuippua. Tämä tapa on erityisen herkkä lämpötilaeroille, ja lämmön noustaessa se voi muuntua rajavoiteluksi. Puhtaassa nestevoitelussa taas kalvo erottaa pinnat toisistaan kokonaan. Nestevoitelu voi olla hydrodynaamista, elastohydrodynaamista tai hydrostaattista.

Liukulaakeri on yksi laakerin malleista, ja sen vahvuutena on erityisen hyvä kitkattomuus. Muihin laakereihin verrattuna se aiheuttaa vähiten ääntä, sekä se ei ole niin herkkä iskukuormitukselle, kestävät hyvin tärinää ja suuria nopeuksia. Yksinkertainen liukulaakeri ei tarvitse toimiakseen voitelua tai korkeintaan pienen voitelun rasvalla. Liukulaakeriin voidaan tehdä myös hydrodynaaminen tai hydrostaattinen voitelu. Hydrodynaamisessa voitelussa tehdään kalvo akselien kietoliikkeeseen ja siinä lähtökohtana on pintojen nopeusero sekä rakenteen muodon tekemä suppea voitelukalvo ja siihen muodostuva ylipaine. Hydrostaattinen voitelu taas pumpataan suoraan voitelutaskuun.

Vierintälaakeri ja hammaspyörölaakereissa käytetään elastohydrodynaamista voitelua. Näissä yhteistä on, että paine kasvaa niin kovaksi että korkea kosketuspaine aiheuttaa elastista muodon muutosta ja voiteluaineen viskositeetti kasvaa.

Vierintälaakerin yleisin menetelmä on rasvavoitelu. Toisin kuin öljyvoitelussa, rasvan sisältämä öljy ei virtaa voitelukohteessa vaan sitoutuu saentimeen. Rasvavoitelussa laakeri täytetään kokonaan rasvalla, jonka jälkeen käynnistys aloitetaan ja samalla rasva työntyy laakerin ympärille. Tämä vaihe aiheuttaa hieman kuumenemista ja tämän takia laakerin täyttöastetta suositellaankin hieman korkeammaksi.

Voit tutustua lisää laakereihin ja niiden toimintaan niitä tarjoavan yrityksen, esimerkiksi Keskipakovalu Oy:n, sivuilta.

jaa