Kulelagermekanikk

Kulelager, et av de to medlemmene i klassen av rullende, eller såkalt antifriction, lagre (det andre medlemmet av klassen er rullelageret). Funksjonen til et kulelager er å koble to maskinelementer som beveger seg relativt til hverandre på en slik måte at friksjonens motstand mot bevegelse er minimal. I mange bruksområder er et av elementene en roterende aksel og den andre et fast hus.

Det er tre hoveddeler i et kulelager: to rillede, ringlignende løp, eller spor, og en rekke herdede stålkuler. Løpene har samme bredde, men forskjellige diametre; den mindre, som passer inn i den større og har et spor på den ytre overflaten, er festet på sin indre overflate til et av maskinelementene. Den større løp har en rille på sin indre overflate og er festet på utsiden til det andre maskinelementet. Ballene fyller mellomrommet mellom de to løpene og ruller med ubetydelig friksjon i sporene. Bollene blir løst behersket og separert ved hjelp av en holder eller bur.

Det vanligste kulelageret, med en rad baller, klassifiseres vanligvis som et radialt kulelager (dvs. et designet for å bære belastninger vinkelrett på rotasjonsaksen), men dens kapasitet for å bære en aksiell, eller skyve last (dvs., kan en last parallelt med rotasjonsaksen) overskride dens radiale kapasitet. Vinkelkontaktlagret har den ene siden av den ytre løpesporet skåret bort for å tillate innføring av flere kuler, noe som gjør det mulig for lageret å bære store aksiale belastninger bare i en retning. Slike lagre brukes vanligvis parvis slik at høye aksiale belastninger kan bæres i begge retninger. Avstandene i et en-rads kulelager er så små at ingen nevneverdig feiljustering av en sjakt i forhold til et hus kan imøtekommes. En type selvjusterende lager har to rader med baller og en sfærisk indre overflate på ytre løp. For rene skyvbelastninger er det kulelagringslager som består av to rillede plater med kuler mellom. Den enestående fordelen med et kulelager fremfor et glidende lager er dens lave startfriksjon. Ved hastigheter høye nok til å utvikle en lastebærende oljefilm, kan imidlertid friksjonen i et glidende lager være mindre enn i et kulelager.