Dit is de vrije speling binnenin een kogellager – oftewel de afstand waarover de ene lagerring kan bewegen ten opzichte van de andere ring. Met andere woorden: het is de “ruimte” tussen de rollende elementen (kogels of rollen) en de binnen- en buitenring wanneer het lager onbelast is.
Hoewel deze speling meestal slechts enkele micrometers bedraagt, is het belangrijk voor de werking van het lager. De grootte van de interne speling heeft directe invloed heeft op de levensduur, rolweerstand, trillingen, en warmteontwikkeling van het lager. Een verkeerd gekozen lagerspeling kan leiden tot vroegtijdige lagerdefecten of inefficiëntie.
Waarom is er speling in een lager?
Speling in een lager is nodig om schade, overmatige wrijving en vroegtijdige uitval te voorkomen. Zonder voldoende speling kan het lager tijdens gebruik te strak komen te zitten. De juiste hoeveelheid speling dat nodig is hangt van de situatie af. De juiste keuze in speling zorgt ervoor dat het lager soepel blijft draaien. Deze factoren zorgen ervoor dat de aanvankelijke speling verandert tijdens gebruik, en moeten dus worden meegenomen bij de keuze en montage van het lager.
- Passingen en belasting: Bij montage wordt een lager meestal op de as geperst of strak in een huis gezet. Een passing laat de binnenring iets uitzetten en/of de buitenring iets inkrimpen, waardoor de netto speling kleiner wordt. Een vuistregel is dat ~80% van de interferentie (perspassing) ten koste gaat van de radiale speling. Bijvoorbeeld, een perspassing van 0,013 mm kan al ~0,010 mm van de speling wegnemen. Daarnaast veroorzaakt belasting van het lager elastische vervorming van de ringen, wat de speling verder reduceert.
- Temperatuur: Warmte heeft een groot effect op lagerspeling. De binnenring van een snel draaiende elektromotor wordt bijvoorbeeld warmer dan de buitenring, en zet daardoor meer uit. Dit verkleint de speling nog verder. Bij hogere bedrijfstemperaturen moet dus rekening worden gehouden met extra speling in koudetoestand, zodat het lager bij bedrijfstemperatuur niet zonder speling of te strak draait.
- Koude omgeving: Omgekeerd, in koude omgevingen of bij weinig temperatuurstijging kan een lager met een kleinere speling gunstig zijn, omdat de speling in bedrijf anders te groot zou blijven.
- Te hoge of te lage speling gevolgen: Een te lage lagerspeling (bijvoorbeeld door verkeerde passing of te kleine C-code) leidt tot teveel wrijving: het lager warmt sterk op en kan zelfs vastlopen doordat er vrijwel geen ruimte meer is voor de kogels om soepel te rollen. Te hoge speling is ook onwenselijk: de kogels hebben dan té veel bewegingsruimte, wat kan leiden tot trillingen, “slippen” of shockloading. Het lager loopt weliswaar niet vast, maar kan een slip-stick-effect vertonen en uiteindelijk vlakke plekken op de kogels of loopbanen ontwikkelen. Beide extreme situaties verminderen de levensduur drastisch.
Normeringen: Om de juiste interne speling voor elke toepassing te waarborgen, zijn er gestandaardiseerde spelingklassen. ISO 5753 definieert vijf klassen voor radiale lagerspeling. Fabrikanten zoals SKF coderen deze met een C-code achter de lageraanduiding. De codes zijn: C2, C0 (of CN), C3, C4, C5. Een lager zonder vermelde C-code op de verpakking heeft dus standaard (normale) speling . Lagers met een andere C-code wijken af van dit normale spelingbereik. Hierbij staat CN (ook wel C0 genoemd) voor “normale” speling, wat geschikt is bij glijpassingen, beperkte bedrijfstemperaturen en lichte belastingen.
Hieronder een kort overzicht:
- C2: Minder interne speling dan normaal (kleiner dan CN). Wordt toegepast wanneer zeer weinig speling gewenst is (bijv. zeer precieze toepassingen of zeer koude omstandigheden).
- CN: Normale speling. Dit is de standaard voor de meeste toepassingen met schuifpassingen en temperaturen.
- C3: Grotere speling dan normaal. Deze klasse wordt het meest toegepast in de industrie, bijvoorbeeld voor lagers die bij gebruik opwarmen of bij een perspassing, zodat er onder bedrijfsomstandigheden nog voldoende speling overblijft.
- C4: Extra vergrote speling, groter dan C3. Toegepast in speciale gevallen waar nog meer speling nodig is (hoge temperaturen, zware schokbelasting).
- C5: Zeer grote speling (groter dan C4). Wordt slechts in uitzonderlijke situaties gebruikt, zoals bij extreme thermische uitzetting of bijzondere machine-eisen.
Wat is het verschil tussen radiale en axiale lagerspeling? Radiale lagerspeling verwijst naar de speling gemeten loodrecht op de as van het lager (dus de bewegingsvrijheid in de radiale richting). Axiale lagerspeling is de speling in de lengterichting van de as, dus het beetje speling waarbij de binnenring ten opzichte van de buitenring langs de as kan bewegen. Bij kogellagers is de axiale speling doorgaans veel groter dan de radiale speling – vaak wel een factor 10 of meer, omdat een kleine radiale verplaatsing geometrisch resulteert in een grotere axiale verplaatsing . In de praktijk bedoelt men met “interne lagerspeling” meestal de radiale speling, tenzij specifiek anders vermeld.
Waarvoor staan de codes C2, C3, C4… op lagers? Deze codes duiden de standaard interne spelinggroep van het lager aan. CN (ook wel C0) is de normale speling voor standaardlagers. Een C3-lager heeft een iets grotere interne speling dan normaal , en wordt vaak toegepast in warmere of zwaarder belaste omstandigheden. C2 betekent juist minder speling dan normaal (een strakker lager), terwijl C4 en C5 gradaties van extra grote speling zijn (groter dan C3 resp. nog groter) . Fabrikanten gebruiken deze suffixen in de lagercode – bijvoorbeeld “6208-C3” betekent dat het een type 6208 kogellager is met C3 interne speling. Staat er géén C-code bij een lager, dan betreft het doorgaans de standaard (CN) speling.
Wanneer kies ik voor een lager met grotere speling (bijv. C3 in plaats van CN)? U kiest een grotere lagerspeling wanneer de omstandigheden van de toepassing dat vereisen. Enkele indicaties om voor C3 (of hoger) te kiezen: (1) Hoge bedrijfstemperaturen – bijvoorbeeld in een motor of pomp die warm wordt, zal een C3-lager beter presteren omdat het krimpen van de speling door uitzetting wordt gecompenseerd. (2) Strakke passingen – als zowel de binnenring op de as als de buitenring in het huis met perspassing zitten, verliest het lager veel van zijn speling bij montage; een grotere beginspeling is dan wenselijk . (3) Hoge toerentallen – meer speling kan nodig zijn om warmteontwikkeling en centrifugale uitzetting op te vangen bij zeer snel draaiende machines . (4) Zware of schokbelastingen – extra speling kan helpen om tijdelijke uitbuiging of uitlijningsfouten op te vangen zonder dat het lager direct vastloopt. Kortom, in alle situaties waarbij een normaal lager bij bedrijf mogelijk te krap zou worden, is een C3 (of nog groter) de veilige keuze om een soepele werking te garanderen.
Hoe wordt interne lagerspeling gemeten? In de fabriek wordt de radiale lagerspeling van een los lager gemeten door de speling tussen binnenen buitenring te bepalen met alle kogels naar één kant gedrukt. Monteurs kunnen dit nameten met behulp van een voelermaat: men fixeert de buitenring, duwt de binnenring naar één zijde en meet aan de overkant de opening met voelermaten tot er lichte weerstand voelbaar is . Een andere methode is een meetklok (indicator) op de vrij bewegende ring te zetten en de ring heen en weer te bewegen om de totale verplaatsing af te lezen. Houd er rekening mee dat deze metingen zeer kleine waarden opleveren (vaak enkele tot enkele tientallen micron). Bij grote lagers kan men speling ook na montage meten om te controleren hoeveel speling er overblijft of om voorspanning in te stellen (bijvoorbeeld bij kegellagers) . In de regel echter vertrouwt men op de door de fabrikant gespecificeerde spelingklasse, en wordt er alleen gemeten bij twijfel of speciale afstelprocedures. 26 27 5 15 15 13 21 28 1 18 4
Wat gebeurt er als een lager te veel of te weinig speling heeft? Zowel te grote als te kleine interne speling kan problematisch zijn. Bij te weinig speling (of erger: geen speling) ontstaat in feite een voorspanning die niet bedoeld is – dit geeft hoge wrijving, snelle warmteontwikkeling en kan ertoe leiden dat het lager zwaar draait of zelfs vastloopt . De loopbanen en kogels staan dan continu onder grote druk, wat versneld slijtage of materiaalbeschadiging veroorzaakt. Bij te veel speling gaan de kogels klapperen en onstuimig bewegen. Slechts enkele kogels dragen dan de hoofdlast, wat leidt tot verhoogde spanningen en mogelijke vervroegde vermoeiingsschade . Ook kunnen de kogels gaan slippen in plaats van rollen, vooral bij lichte belasting, waardoor flat spots (platte kanten) op de kogels of banen kunnen ontstaan . Bovendien geeft een te ruim lager vaak extra trillingen en geluid tijdens het draaien. In beide gevallen – te krap of te ruim – zal de lagerlevensduur en betrouwbaarheid afnemen. Daarom is het van belang bij de specificatie van een lager de juiste spelingklasse te kiezen die past bij de verwachte bedrijfsomstandigheden, zodat het lager in bedrijf nagenoeg spelingsvrij maar zonder schadelijke spanning loopt.
