Kullager

Industrins utveckling under 1800-talet krävde tåliga maskiner med lång livslängd. Sven Wingquists sfäriska kullager från 1907 la grunden till Svenska Kullagerfabriken, SKF.

Redan när man byggde pyramiderna i Egypten rullade man stora stenar på stockar som fungerade som kullager. Lagren hjälper till att fördela tyngd och förhindra förslitning. Om en myra hade tillgång till kullagerteknik skulle den kunna flytta en elefant.

Olika slags kullager finns i nästan alla maskiner som har rörliga delar. De som används i medicinska apparater är ibland bara några millimeter i diameter. Ett av de största lagren i världen väger 70 ton och har en diameter på13,3 meter . Det finns i ett torn på oljefältet Terra Nova vid Kanadas kust.

Berg- och dalbanedesignern John Miller patenterade 1912 en revolutionerande säkerhetslösning som gjorde att vagnarna satt fast bättre under rälsen med tredubbla kullager. Tack vare den kunde man bygga brantare backar och låta berg- och dalbanorna gå fortare.

Under 1920-talet tävlade man om att bygga den snabbaste, högsta och brantaste berg- och dalbanan, och besökarna behandlades nästan som försökspersoner. 1927 öppnade den ökända Cyclone på Crystal Beach utanför Ontario, Kanada. Banan, skapad av Harry Trever, slog alla tidigare rekord – åkarna kunde få både näsblod och brutna revbenen.

Förhindrar förslitning

Kullager har spelat en viktig roll i utvecklingen av dagens massproduktion, men det finns också överallt i vår vardag, i tvättmaskinen, bilen och dammsugaren; saker som skulle slitas ut och sluta fungera om det inte vore för kullagren. De första kullagren togs fram i Tyskland under 1800-talet, när tillverkningsindustri började växa fram. Då var det främst cykel- och symaskinsfabrikanterna som hade ett stort behov av kullager.

Wingquist och drivaxlarna

1899 började ingenjören Sven Wingquist (1876-1953) arbeta på Gamlestadens väveri i Göteborg. Fabriken stod på instabil lermark och sättningar i marken påverkade både fabriksbyggnaden och maskinerna. Maskinernas drivaxlar blev skeva, de slets ut, överhettades och arbetet fick avbrytas på grund av brandrisken, vilket var kostsamt för fabriken. Winquist övertygade fabriksledningen att börja använda tyska kullager för att avlasta drivaxlarna. Men de tyska kullagren fungerade bara hjälpligt, de slets snabbt ut och gick sönder.

Det sfäriska kullagret

Wingquist började leta efter en egen lösning. 1907 var han klar med sin enkla konstruktion bestående av två ringar och dubbla kulrader. Det sfäriska kullagret la grunden till Svenska Kullagerfabriken, SKF, som startades 1907. Åtta år efter grundandet hade företaget fabriker i 27 länder och 1920 sålde SKF kullager för 53 miljoner kronor. Idag finns SKF i 130 länder.

Ett kullager är en typ av rullningslager. Det består av en inre och en yttre ring, mellan dem, bakom en kant, finns rullkroppar, kulor, som håller isär ringarna.

Den geniala utjämnaren

Lagrets funktion är att fördela belastningen och minska friktionen som maskinernas axlar utsätts för. Kullagret styr och stödjer axlarna. Ett sfäriskt kullager har två kulrader. Den yttre ringen har en sfärisk form, vilket innebär att den inre ringen kan röra sig fritt. Den här typen av kullager kan anpassa sig när en axel böjer sig. Belastningen fördelas då jämnt mellan kulorna och kullagret, vilket gör att det inte slits ut lika snabbt. Det sfäriska kullagret har använts mycket inom industrin och finns även i jordbruksmaskiner och fläktar.

Stora kulor — och små

Moderna kullager ska tåla väldigt höga belastningar och tillverkas i rent och sprickfritt vakuumbehandlat kullagerstål. Idag finns lager i alla möjliga former och storlekar, med allt från några millimeter till flera meter i diametern, anpassade till olika ändamål. Ett av de senaste stegen i utvecklingen är så kallade hybridlager, vars rullkroppar är gjorda av keramiskt pulver som pressas ihop under högt tryck. Rullkroppar i keramik ger lägre friktion och är både lättare och hårdare än de som är gjorda av stål.

Från rullskridskor till jetmotorer och smarta lager

Hybridlager finns i pumpar, elektriska motorer och inline-rullskridskor. Lager där både rullkroppar och ringar är tillverkade av keramiskt material kan användas i jetmotorer, eftersom de tål väldigt höga temperaturer. Det finns också lager med inbyggda sensorer som känner av axelns temperatur, position och hastighet. Vissa lager kan även mäta belastningar och kan på så sätt komma att öka känsligheten och anpassningsförmågan hos alla möjliga maskiner.

Källa

Boken 100 innovationer; 1 – 50 Antibiotika – läsk: förteckning över artikelförfattare och källor på sid 194–203.

Kontakta sidansvarig