Työstökoneissa käytettävien viistokuulalaakereiden esikuormituksen merkitys ja esikuormitustekniikat

Abstract

Modernit työstökoneet ovat valmistavan teollisuuden keskiössä ja niiltä vaaditaan yhä parempaa suorituskykyä ja työstötarkkuutta. Nämä ominaisuudet riippuvat pitkälti työstökoneen karasta, joka ottaa vastaan suurimmat työstövoimat. Karan suorituskykyyn taas vaikuttaa merkittävästi sen laakerointi. Laakereina käytetään usein viistokuulalaakereita johtuen niiden hyvistä nopeusominaisuuksista, matalasta lämmöntuotosta ja halvoista valmistus- ja käyttökustannuksista. Viistokuulalaakerit vaativat kuitenkin oikeansuuruisen aksiaalisen esikuormituksen saavuttaakseen tarvittavan jäykkyyden ja muut halutut ominaisuudet. Tässä työssä tarkastellaan viistokuulalaakereiden esikuormituksen periaatteita, esikuormituksen asettamista sekä sen suuruuden merkitystä laakereissa. Lisäksi työssä käsitellään neljää esikuormitustekniikkaa, joista kiinteä ja tasainen esikuormitus ovat yleisesti käytössä olevia, kun taas vaihteleva ja epäyhtenäinen esikuormitus ovat edelleen tutkimusvaiheessa. Näistä tekniikoista esitellään niiden hyviä ja huonoja puolia sekä vertaillaan erilaisia sovelluskohteita ja tekniikoita keskenään. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena ja sen osiin kuuluvat teoriaosuus, käsittelyosuus sekä pohdinta ja yhteenveto työn tuloksista. Työn tulokset näyttävät, että työstökoneen laakereiden esikuormituksella saavutetaan parempi jäykkyys työstökoneen karaan ja sitä kautta työstötarkkuus ja suorituskyky paranevat. Lisäksi esikuormituksen optimoinnilla on oleellinen merkitys, koska liiallinen tai liian vähäinen esikuormitusvoima haittaa työstöä. Eri esikuormitusmekanismeista löytyy vaihtoehtoja moniin käyttötarkoituksiin ja niiden avulla saadaan työstökoneelta vaihteleviin työstöolosuhteisiin soveltuvia ominaisuuksia. Tulevaisuudessa työstökoneiden ja niiden karojen kehittyessä entisestään vaaditaan myös laakereiden esikuormitussovelluksilta kehittyneempiä ratkaisuja. Näitä on jo kehitetty, mutta niiden kaupallinen käyttö on vielä alkutekijöissään.