Kullager har en historia som sträcker sig ända långt bak till innan vår tideräkning började. Då var det inga egentliga kullager man använde utan något som mer liknar rullager. Då användes ”rullagerna”, eller stockar som det egentligen var, till att förflytta skepp på land. Det möjliggjorde även byggandet av pyramiderna. För utan någon form av friktionsminskning skulle det vara en omöjlighet att transportera de oerhört tunga stenblocken. Nu under det senaste århundradet har det blivit så vanligt med kullager att man räknar med att det finns i genomsnitt 160 stycken i ett hushåll. De sitter i allt som rör sig, från hårddisken i datorn till hjulaxlarna på bilen. Och syftet är alltid detsamma, att minska friktionen så mycket som möjligt. För det är just friktionen som är den största boven när det gäller att förflytta saker där två ytor glider mot varandra. Friktionen gör att en viss del av den energi man tillför övergår i värme, och det är inte önskvärt i de flesta sammanhang. Vill det sig riktigt illa blir friktionsvärmen så stor att någon av de två glidande föremålen helt enkelt går sönder. En annan nackdel med friktion är det faktum att om mycket energi övergår till värme är det också mycket rörelseenergi som går förlorad. Det vill säga att ju mer friktion desto mer rörelseenergi måste man tillföra för att få det önskade resultatet. I slutändan betyder det att minskad friktion gör att bilen förbrukar mindre bensin och man behöver inte trampa lika hårt när man cyklar. Och det är här olika typer av lager kommer in.
Kullager används som ett samlingsnamn på olika typer av lager. Generellt för ett kullager är att det består av en ytterring och en innerring mellan vilka det finns något som minskar friktionen, kulor eller rullar smorda med fett. Oftast finns det även en hållare som ser till att kulorna befinner sig på rätt avstånd från varandra. Ibland finns det även en tätningsring mellan inner- och ytterringen som hindrar smuts att komma in och smörjmedel att komma ut. Den är vanligast av stål men kan även vara i någon slags gummi.
Olika typer av lager används i olika sammanhang. Valet av kullager beror på hur stor belastning som finns och på vilket sätt belastningen påförs, vilken hastighet som kommer att uppstå, vilken temperatur lagret kommer att jobba i, hur mycket utrymme som finns, med mera, med mera.
När det gäller på viket sätt belastningen påförs skiljer man på radial- och axialbelastning. Det finns även kombinationer av dessa två belastningar. I de fallen behöver man antingen ett speciellt kullager eller en kullagerkombination. Ett exempel är i byggnadskranars ”midja”, där hela maskinen vrids. Där blir det stora belastningar på alla håll. Mest belastning blir det naturligtvis axiellt, både på de övre och de undre rullarna. Men kullagret måste även tåla en hel del radiellt.

Spårkullager
Den vanligaste typen av kullager är enkelradiga spårkullager. Det är den typen som sitter i bland annat rullskridskor. Spårkullager har många fördelar, de är enkla att tillverka, det vill säga billiga, det är tystgående och tål mycket tryck och de kan också gå med mycket höga varvtal. Till nackdelarna hör att de är väldigt känsliga för snedställning. En axel som går genom ett spårkullager måste vara nästan exakt 90 grader i förhållande till lagret för att det inte ska slitas ut i förtid. Förutom enkelradiga finns det bland annat även tvåradiga spårkullager, två rader tål följaktligen mer belastning.

Cylindriska rullager
Ska lagret tåla ännu mer belastning än det vanliga spårkullagret finns det cylindriska rullager, de ser ut som vanliga spårkullager men kulorna är ersatta av rullar. Kontaktytan blir betydligt större om man jämför rullar med kulor, därav den ökade bärförmågan. Nackdel jämfört med spårkullager är att de inte klarar riktigt lika högt varvtal. De tål däremot snedställning bättre. Cylindriska kryssrullager tål tack vare sin speciella uppbyggnad snedställning ännu bättre än cylindriska rullager. Cylindriska rullager finns även utan hållare mellan rullarna, då kallas de cylindriska fullrullager. Där ligger rullarna så tätt att det varken finns plats eller behövs något som håller rullarna på rätt avstånd från varandra. Vinsten med detta blir naturligtvis att de tål höga belastningar ännu bättre. Ju fler rullar desto fler ytor som tar hand om trycket, och det är kulorna eller rullarna i ett kullager som är akilleshälen. Därför används det ett speciellt stål med hög kvalitet vid tillverkningen av kulor och rullar.

Nålrullager
En speciell sorts cylindriska rullager kallar nålrullager. De finns både med och utan innerring. De med innerring ser ut och fungerar precis som vanliga rullager men rullarna i nållager är betydligt mindre och fler, därav namnet. Detta gör att de är lämpliga att användas där utrymmet är begränsat. Nållager tål mer belastning men inte lika högt varvtal som rullager.

Sfäriska kullager
Skulle man behöva ett kullager som klarar snedställning ännu bättre än vad cylindriska kryssrullager gör kan man välja ett sfäriskt kullager. Detta kullager har alltid två rader kulor. Dessa löper på en gemensam sfärisk bana i ytterringen. Det är detta som gör de sfäriska kullagren okänsliga för snedställning, så länge kulorna håller sig på ytterringens bana. Det är tack vare uppfinnandet av denna typ av lager SKF finns till.

Sfäriska rullager
Behöver man ett lager som tål mer belastning men ändå fortfarande ska kunna snedställas finns det sfäriska rullager. Där är kulorna ersatta av rullar, precis som i cylindriska rullager. Och principen är densamma som för sfäriska kullager. Rullarna rullar på en gemensam sfärisk bana och kan där förflytta sig så länge de håller sig inom den sfäriska banan.

Axiallager
En typ som skiljer sig helt från ovan nämnda kullager är axialkullager. De belastas tvärt emot, det vill säga precis som namnet antyder axiellt. Även om de ser helt annorlunda ut är principen densamma, två ringar skiljs är med hjälp av kulor eller rullar. Den enklaste varianten är enkelverkande axialkullager. De finns även med rullar i stället för kulor och heter då axialrullager eller axialrullnållager, beroende på hur stora rullarna är. Om belastningen även ska påföras radiellt används sfäriska axialrullager. Där ligger rullarna i 45 grader vinkel och tål därför lika mycket radiell som axiell belastning.

Keramiska kullager
Vid extrema förhållande finns det så kallade hybridlager. Där är inner- och ytterring gjorda i stål medan kulorna är gjorda av ett keramiskt material. Anledningen till detta är att vid höga temperaturer förstörs härdningen på stålkulorna och de deformeras, kullagret blir skevt eller går sönder. Ju fortare ett kullager roterar ju varmare blir det, därför använder man keramiska när det ställs höga krav på precision och när hastigheten är hög. Ett exempel är höghastighetsfräsar som finns hos till exempel Airbus, en Amerikansk flygplanstillverkare. Här fräses olika lättmetaller och fräsen roterar med en hastighet på 24000 rpm. Detta kan jämföras med en vanlig borrmaskin som har en ungefärlig hatighet på 2800 rpm. Stålkullagerna i en jetmotor tål cirka 400 grader, hybridlagren tål temperaturer på över 1000 grader. Materialet i kulorna liknar svart glas och heter kiselnitrid (Si3N4). Det är samma material som så kallade glashällar är gjorda av.

Diverse
Förutom dessa typer av kullager finns det en uppsjö av olika kullager. Vissa som kombinerar både kulor och rullar, andra har upp till fyra rader rullar. Man kan genom specialbeställning få vilka kullager som helst. De kan se ut nästan hur som helst vara nästan hur stora eller små som helst. SKF:s största specialbeställda lager väger 45 ton. Det största kullagret SKF levererar väger normalt 5 ton. Ett annat exempel på ett stort lager är ett sfäriskt rullager med en diameter på 218 cm. Det sitter bland annat i en kopparmalmkvarn i Australien. Ett lager har 122 rullar och väger 2830 kg. Ett kullager kan även sakna såväl inner- som ytterring, då utgör själva konstruktionen lagerbanorna. Ett utmärkt exempel på det är cykelnav. Där är fäljen formad som en lagerbana och den andra lagerbanan sitter tillsammans med muttrar på hjulaxeln.

Sammanställning av de olika radiallagertyperna
Här presenteras hur bra de olika lagertyperna klarar statisk belastning och max varvtal. Alla lager är enkelradiga och har en ytterdiameter på 52 mm. Axiallagerna kan inte jämföras och är därför inte med på listan.
 

	Statisk bärighet (N)	Max varvtal (r/min)
Spårkullager	7800	16000
Cylindriska rullager	26000	15000
Cylindriska kryssrullager	11000	6700
Cylindriska fullrullager	4950	6000
Nålrullager med innerring	36900	10000
Sfäriska kullager	4000	15000
Sfäriska rullager	30500	10000

 

Huvudsida