Typerne af smøresystemer kan inddeles i tre grupper:
- Klasse I – lejer, der kræver påføring af et smøremiddel fra en ekstern kilde (f.eks, olie, fedt osv.).
- Klasse II – lejer, der indeholder et smøremiddel inden i lejringens vægge (f.eks. bronze, grafit osv.). Typisk kræver disse lejer et smøremiddel udefra for at opnå maksimal ydeevne.
- Klasse III – lejer fremstillet af materialer, der er smøremidlet. Disse lejer betragtes typisk som “selvsmørende” og kan køre uden et eksternt smøremiddel.
Eksempler på den anden type lejer er Oilites- og plastlejer fremstillet af polyacetal; eksempler på den tredje type er metalliserede grafitlejer og PTFE-lejer.
De fleste glidelejer har en glat indvendig overflade; nogle er dog rillede, f.eks. spiralrille-lejer. Rillerne hjælper smøringen til at trænge ind i lejet og dække hele ledbolten.
Selvsmørende glidelejer har et smøremiddel, der er indeholdt i lejevæggene. Der findes mange former for selvsmørende lejer. Den første og mest almindelige er sintrede metallagre, som har porøse vægge. De porøse vægge trækker olie ind via kapillær virkning og frigiver olien, når der påføres tryk eller varme. Et eksempel på et sintret metalleje i aktion kan ses i selvsmørende kæder, som ikke kræver nogen yderligere smøring under drift. En anden form er en massiv metalbøsning i ét stykke med en 8-sporskanal på den indre diameter, som er fyldt med grafit. En lignende lejer erstatter otte rillen med huller, der er fyldt med grafit. Dette smører lejet indvendigt og udvendigt. Den sidste form er et plastleje, hvor smøremidlet er støbt ind i lejet. Smøremidlet frigives, når lejet køres ind.
Der er tre hovedtyper af smøring: fuldfilmstilstand, grænsetilstand og tørtilstand. Fuldfilmsbetingelser er, når lejets belastning udelukkende bæres af en film af flydende smøremiddel, og der er ingen kontakt mellem de to lejeflader. Ved blandings- eller grænsebetingelser bæres belastningen dels af direkte overfladekontakt og dels af en film, der dannes mellem de to overflader. I en tør tilstand bæres hele belastningen af overfladekontakt mellem overfladerne.
Lagre, der er fremstillet af materialer af lejekvalitet, kører altid i tør tilstand. De to andre klasser af glidelejer kan køre i alle tre tilstande; hvilken tilstand et leje kører i, afhænger af driftsbetingelserne, belastningen, den relative overfladehastighed, frigangen i lejet, kvaliteten og mængden af smøremiddel og temperaturen (som påvirker smøremidlets viskositet). Hvis et glideleje ikke er konstrueret til at køre i tør- eller grænsetilstand, har det en høj friktionskoefficient og slides op. Tør- og grænsebetingelser kan også opleves i et væskelager, når det fungerer uden for dets normale driftsbetingelser; f.eks. ved opstart og nedlukning.
VæskesmøringRediger
Væskesmøring resulterer i en fuldfilmssmøring eller en smøringstilstand med grænsebetingelser. Et korrekt konstrueret lejesystem reducerer friktionen ved at eliminere overflade-til-overflade-kontakt mellem ledbolten og lejet ved hjælp af væskedynamiske effekter.
Væskelejer kan være hydrostatisk eller hydrodynamisk smurte. Hydrostatisk smurte lejer smøres af en ekstern pumpe, der opretholder et statisk tryk. I et hydrodynamisk leje opretholdes trykket i oliefilmen af rotationen af ledbolten. Hydrostatiske lejer går ind i en hydrodynamisk tilstand, når ledbolten er i rotation. Hydrostatiske lejer anvender normalt olie, mens hydrodynamiske lejer kan anvende olie eller fedt, men lejerne kan dog konstrueres til at anvende den væske, der er til rådighed, og flere pumpedesigns anvender den pumpede væske som smøremiddel.
Hydrodynamiske lejer kræver større omhu ved konstruktion og drift end hydrostatiske lejer. De er også mere tilbøjelige til at blive slidt i begyndelsen, fordi smøring ikke finder sted, før akslen er i rotation. Ved lave omdrejningshastigheder er det muligt, at smøringen ikke opnår fuldstændig adskillelse mellem aksel og bøsning. Som følge heraf kan hydrodynamiske lejer være hjulpet af sekundære lejer, der støtter akslen i start- og stopperioder og beskytter de bearbejdede overflader med fine tolerancer i glidelejet. På den anden side er hydrodynamiske lejer nemmere at installere og er billigere.
I den hydrodynamiske tilstand dannes der en smøre-“kile”, som løfter ledbolten. Ledbolten forskydes også lidt vandret i rotationsretningen. Ledboldens placering måles ved hjælp af holdningsvinklen, som er den vinkel, der dannes mellem lodret og en linje, der går gennem ledboldens centrum og lejets centrum, og excentricitetsforholdet, som er forholdet mellem afstanden mellem ledboldens centrum og lejets centrum, og den samlede radiale frigang. Indstillingsvinklen og excentricitetsforholdet afhænger af omdrejningsretning, omdrejningshastighed og belastning. I hydrostatiske lejer påvirker olietrykket også excentricitetsforholdet. I elektromagnetisk udstyr som f.eks. motorer kan elektromagnetiske kræfter modvirke tyngdekraftsbelastninger, hvilket får ledbolten til at indtage usædvanlige positioner.
En ulempe, der er specifik for væskesmurte, hydrodynamiske ledelejer i højhastighedsmaskiner, er oliesvirvel – en selvudløsende vibration af ledbolten. Olievirvler opstår, når smørekilen bliver ustabil: små forstyrrelser i journalen resulterer i reaktionskræfter fra oliefilmen, som forårsager yderligere bevægelse, hvilket får både oliefilmen og journalen til at “hvirvle” rundt i lagerskallen. Typisk er hvirvelfrekvensen ca. 42 % af tapens omdrejningshastighed. I ekstreme tilfælde fører olievirvler til direkte kontakt mellem ledbolten og lejet, hvilket hurtigt slider lejet op. I nogle tilfælde falder hvirvelfrekvensen sammen med og “låser sig fast” på maskinakslens kritiske omdrejningstal; denne tilstand kaldes “oliepiskning”. Oliepiskning kan være meget ødelæggende.
Oliepiskning kan forhindres ved hjælp af en stabiliserende kraft, der påføres journalen. I en række lejekonstruktioner søger man ved hjælp af lejes geometri enten at skabe en hindring for den hvirvlende væske eller at tilvejebringe en stabiliserende kraft for at minimere hvirvlen. En af disse er den såkaldte citronboring eller elliptisk boring. I denne konstruktion monteres der mellem de to halvdele af lejerhuset mellem de to halvdele af lejerhuset, hvorefter boringen bearbejdes efter mål. Efter at skiverne er fjernet, ligner boringen en citronform, hvilket mindsker spillet i den ene retning af boringen og øger forspændingen i den retning. Ulempen ved denne konstruktion er dens lavere bæreevne sammenlignet med typiske glidelejer. Det er også stadig modtageligt for olievirvler ved høje hastigheder, men prisen er dog relativt lav.
En anden konstruktion er trykdæmningen eller den opdæmmede rille, som har et lavt aflastningssnit i midten af lejet over den øverste halvdel af lejet. Rillen stopper brat for at skabe en nedadrettet kraft til stabilisering af journalen. Denne konstruktion har en høj belastningskapacitet og korrigerer de fleste situationer med olievirvel. Ulempen er, at det kun virker i én retning. Forskydning af lejehalvdelene gør det samme som trykdæmningen. Den eneste forskel er, at belastningskapaciteten stiger, når forskydningen øges.
Et mere radikalt design er tilting-pad-designet, som anvender flere puder, der er designet til at bevæge sig med skiftende belastninger. Det anvendes normalt i meget store applikationer, men finder også udbredt anvendelse i moderne turbomaskiner, fordi det næsten helt eliminerer olievirvel.