امروزه، بلبرینگ ها در کاربردهای متنوعی به کار می روند.بلبرینگ های فوق سریع در قطعات دستی دندانپزشکی به کار می رود، بلبرینگهای هوافضائی در مریخ نورد به کار رفته اند، و بلبرینگ های خمشی در سیستم های همتراز نوری استفاده شده اند
بلبرینگ های پرغلتک استوانه ای Full complement cylindrical roller bearings
این بلبرینگ ها دارای حداکثر تعداد غلتک بوده و در اصل با عدم وجود قفسه تمامی فضایی که در سایر بلبرینگ ها
توسط قفسه اشغال می شود در آنها از غلتک پر شده است. ضخامت آنها نسبت به
پهنایشان کم بوده که این خصوصیات موجب بالا بردن فوق العاده زیاد تحمل بار و
در عین حال صرفه جویی در مقدار فضای مورد نیاز برای جا زدن بلبرینگ می شود. سرعت دورانی آنها مسلماً به انواع معمولی بلبرینگ ها نمی رسد و در چند نوع یک ردیفه و دو ردیفه و چند ردیفه تولید می شود. از آنجائیکه این نوع بلبرینگ ها
دارای پنجره ساچمه نیستند، غلتک ها با یکدیگر در تماس مستقیم بوده که این
امر موجب بالا رفتن اصطکاک و نیز اشکال در ایجاد لایه هیدرودینامیکی
روانکار بین فاصله غلتک ها با یکدیگر می شود که تمامی این عوامل منجر به
بالا رفتن سایش می گردد. جهت کاهش چنین اثرات زیانباری، معمولاً غلتک را
تحت یک سری عملیات حرارتی شامل سخت کاری سطحی قرار می دهند. چنین بلبرینگ هایی با پسوند B متمایز می گردند نظیر NJG 2310 BVH استفاده از بلبرینگ هایی
که بدین ترتیب اصلاح شده اند، تحت شرایط ذیل توصیه می شود: - سرعت های
بالا - روانکاری نامناسب - شتابهای دورانی یا شعاعی بالا در صورتیکه شرایط
کاری از موارد فوق الذکر هم سخت تر باشد، می توان از بلبرینگ هایی استفاده کرد که حلقه های آن نیز تحت عملیات سطحی قرار گرفته باشد. این نوع بلبرینگ ها با پسوند B4 مشخص می شوند نظیر NJG 2310 B4VH. همانگونه که قبلاً گفته شد، این نوع بلبرینگها در انواع متنوع یک ردیفه و دو ردیفه تولید شده و نظیر بلبرینگ های
استوانه ای معمولی ممکن است حلقه های داخلی یا بیرونی آنها حالات مختلفی
از لحاظ داشتن لبه Flange دارا باشند. در بعضی از آنها استفاده از حلقه
نگهدارنده retaining ring موجب یکپارچه نگه داشتن رولبرینگ می شود (بار
محوری از سمت حلقه نگهدارنده نمی تواند بر بلبرینگ اعمال
شود). نوع دیگر نظیر سری NNC، در حلقه بیرونی خود یک لبه یکپارچه و یک
حلقه لبه دار Flange ring دارد. این سری می توانند بار محوری را در هر دو
جهت تحمل کنند. در نوع دیگر که با NNF شروع می شود، حلقه داخلی دو تکه بوده
و توسط یک حلقه نگهدارنده بهم متصل می شوند. در حلقه بیرونی خود جای خار
داشته و در دو طرف کاسه نمد لاستیکی نیز دارند که با گریس لیتیمی مخصوص
کارکرد در دمای -50ºc الی +110ºc پر شده اند. ولی محدوده دمایی کارکرد این
سری بلبرینگ ها
بین -40ºc الی +80ºc است. (به خاطر وجود کاسه نمد) در صورت عدم نیاز به
کاسه نمد می توان توسط یک آچار پیچ گوشتی یا وسیله ای نظیر آن آنها را در
آورد. مقدار ناهمراستایی مجاز در بلبرینگ های مورد بحث عبارتست از: 4 دقیق برای برینگهای سری 18 و 3 دقیقه برای برینگهای سری 22،23،29،30.
بلبرینگ های سوزنی Needle roller bearings
این نوع بلبرینگ ها
اصولاً از جنس فولادهای کربن – کرومی بوده و ضمن دارای بودن ضخامت کم از
قدرت تحمل بار زیادی برخوردار هستند و بسته به نوع کاربرد ممکن است حلقه
داخلی داشته یا نداشته باشند. در صورت امکان، بکار نبردن حلقه داخلی از
کاربرد آن بهتر است، زیرا در اینصورت می توان قطر شافت را بزرگتر اختیار
کرد و در نتیجه سیستم از استحکام بیشتری برخوردار خواهد بود، اما به هر حال
در مواردیکه نتوان محل قرار گرفتن بلبرینگ بر روی شافت را به اندازه مناسب سخت کاری و سنگ زنی کرد، باید از حلقه داخلی نیز استفاده شود. این نوع بلبرینگ در
انواع یک ردیفه و گاهی دو ردیفه، با تنوع در لبه های یکپارچه داخلی یا
بیرونی و در بعضی موارد با شیار و سوراخ مخصوص روانکاری تولید می شوند.
بعضی از انواع این بلبرینگ ها
با کاسه نمد لاستیکی نیز تولید می شوند. اصلاح در خط تماس بین شیار و غلتک
مسئله تنشهای لبه ای را به حداقل رسانده و امکان یک ناهمراستایی زاویه ای
کوچک بین شافت و محفظه را فراهم می کند. پنجره ساچمه آنها می تواند از جنس
ورقه فولادی نازک یا معمولی و در بعضی سریها فیبری باشد. شیار غلتک در حلقه
داخلی آنها پرداخت شده و بعد از نصب نیز باید پرداخت دقیق شوند. در آندسته
از بلبرینگ ها که حلقه داخلی ندارند، انتخاب تلورانس مناسب برای شافت موجب رسیدن به لقی مناسب در بلبرینگ بعد از نصب می شود. در جدول بالا کلاسهای مناسب این تلورانسها آورده شده اند.
بلبرینگهای
شیار عمیق یک ردیفه بیشترین کاربرد را در میان انواع بیرینگ‌ها دارند. به
همین علت در طرح‌های زیر و اندازه‌های مختلف تولید می‌شوند.
بلبرینگ های آب‌بند شده در برابر روغن نوع ICOSTM
بلبرینگ ها با شیار محیطی با یا بدون خار فنری
انواع دیگر
بلبرینگهای شیار عمیق با کاربردهای خاص در فصل « بلبرینگهای مهندسی» و «مکاترونیک» آورده شده‌اند، که شامل،
بلبرینگ های مجهز به سنسور (Sensorized Bearing ) می‌باشند.
بلبرینگ شیار عمیق دارای کاربرد وسیع در صنعت و از متداولترین بلبرینگها
در بازار مصرف است. در این نوع بلبرینگها یک شیار عمیق دایره‌ای یا شعاعی
برابر با شعاع ساچمه وجود دارد. به خاطر وجود همین شیار و ایجاد سطح تماس
بالا بین ساچمه‌ها و رینگ‌ها موارد استفاده زیادی دارند و توانایی تحمل
بارهای شعاعی و محوری را در هر دوجهت دارند. طراحی ساده، تفکیک‌ناپذیری،
کارکرد مناسب در سرعت‌های بالا از خصوصیت بارز بلبرینگ شیار عمیق بوده و در
انواع یک ردیفه، دوردیفه و یک ردیفه با شیار ساچمه خور به قرار زیر تولید
می‌گردد. بلبرینگهای شیار عمیق را بصورت زیر تقسیم بندی می‌نماید:
الف-بلبرینگشیار عمیق یک ردیفه Single row deep groove ball bearings
ب- بلبرینگشیار عمیق یکردیفه با اسلات‌های پر کننده Single row deep groove ball bearings with filling slots
ج- بلبرینگ شیار عمیق استنلس استیل Stainless stee deep groove ball bearings
د- بلبرینگ شیار عمیق دو ردیفهبلبرینگهای شیار عمیق یک ردیفه کاربردهای زیادی دارند. مشخصه‌های این
بلبرینگها
طراحی ساده، تفکیک‌ناپذیر بودن، مناسب بودن آن برای سرعت‌های بالا و خیلی
زیاد، محکم بودن در حین کار و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری می‌باشند.
شیار عمیق در سطح غلتش و هم‌خوانی دقیق بین این شیار و ساچمه‌ها این
بلبرینگ را قادر می‌سازد که بار محوری را از هر دو جهت به همراه بار شعاعی حتی در سرعت‌های بالا، تحمل کند.
. بلبرینگ ها
می‌توانند هم بارهای شعاعی و هم بارهای محوری را تحمل کنند و معمولاً در
هر جا مطابق وزن بارها و یا سرعت دور زدن بار و یا حساسیت‌های تخصصی بار و
محل نصب متغیر بوده و از انواع مختلف خانواده (خیلی بزرگ) بلبرینگ ها
استفاده می‌گردد. در یک بلبرینگ بار از لایهٔ خارجی به گوی یا ساچمه‌های
میانی بلبرینگ اعمال می‌شود و از آنجا فشار به لایهٔ داخلی منتقل می‌گردد.
با توجه به کروی‌بودن گوی‌ها (ساچمه‌ها) در بیشتر موارد استفاده ساده،
نقطهٔ تماسشان با لایه‌های درونی و بیرونی بسیار کوچک دقیق و حساس خواهد
بود، در نتیجه می‌توانند بسیار نرم حرکت کنند؛ از سوی دیگر با توجه به کوچک
بودن محل تماس، اگر فشار بیش از حدی به گوی‌ها وارد شود می‌تواند موجب
تغییرشکل یا خردشدن آنها گردد، در اینگونه موارد می‌توان از بلبرینگ های غلطکی'یا بلبرینگ های غلطکی مخروطی‌شکلاستفاده کرد. گونهٔ خاصی از بلبرینگ ها، بلبرینگ های
محوری (یا کف گرد) نام دارند که برای سرعت‌های پایین در نظر گرفته شده‌اند
و می‌توانند بارهای محوری شدید را تحمل کنند و از نمونه‌های کاربردها
آنها می‌توان به کاربردشان در میزهای گردان اشاره کرد
یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق یک ردیفه در مدل‌ها و سایزهای گسترده‌ای تولید شده که با پسوند و پیشوندهای اضافه شده به بلبرینگ که معمولاً به پنج عدد اصلی اضافه شده، مشخص می‌گردند.
بلبرینگهای
شیار عمیق با سیل‌ها و پوشش‌های متنوع کاسه نمد لاستیکی و فلزی تولید شده و
برای اطلاع دقیقتر از موارد کددهی و دیگر پسوندها که هر کدام مشخص کننده
جزئیات فنی خاص است
مثلاً
پسوند Z مربوط به بیرینگ‌هایی با پوشش کاسه نمدی فلزی در یکطرف یا یاتاقان
با در پوش یکطرفه و 2Z کاسه نمد فلزی در دو طرف یا یاتاقان با در پوش دو
طرفه میباشد. در این نوع بلبرینگحلقه داخلی با کاسه نمد فاصله داشته و مورد استفادشان در حالتی ست که حلقه‌ها داخلی بلبرینگمی‌چرخد، زیرا در حالت بر عکس یعنی چرخش حلقه بیرونی امکان نشت گریس وجود دارد.
نوع بلبرینگهای
شیار عمیق دارای سیل یا sealed bearings مربوط به کاسه نمدی با لاستیک
مصنوعی ست که با واشر فلزی تقویت شده است. این نوع کاسه نمد لاستیکی در
محدوده دمایی ۴۰- تا ۱۲۰+ توانایی کار داشته و با حلقه داخلی تماس دارد از
این رو در کم شدن سرعت بلبرینگ اثر گذارست و با حرف اختصاری 2RS شناخته
می‌شود.
در کد دهی بلبرینگها
از نوع یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق پسوندهای 2RSL,RSL یا 2RZ,RZ مشخص
کننده نوع سیل با اصطکاک مالشی کمی Low fiction seal بوده که پسوندها بستگی
به سری بیرینگ و اندازه آن داشته و در این ساختاربه طور کلی سرعت بلبرینگ می‌تواند
هم اندازه سرعت آن با کاسه نمدفلزی باشد و به دلیل فاصله کم کاسه نمد و
حلقه داخلی دارای خصو صیات آب بندی مناسبی نیز میباشد.
بلبرینگ دارای
سیل NBR و لبه‌های قابلیت ارتجاعی که توسط شرکت اس‌کااف توسعه داده شده و
ICOS® oil sealed bearing units نامیده می‌شوند در کاربردهایی که نیازمند
قابلیت‌هایی بیشتر از سیل‌های استاندارد معمولی میباشد، استفاده
می‌گردند. در این نوع ساختار ساچمه نیازمند فضای کمتری نسبت به دو گونه
قبلی بوده. نصب آسان و هزینه پایین جهت ماشین کاری شفت از مزایای عمده این
نوع ساختار در یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق میباشد.
بلبرینگهایی
که در ساختارشان جای خار وجود داشته و به bearings with snap ring groove
معروف بوده که در این طرح می‌توان با جاگذاری یک خار، ساچمه را از جهت
محوری در فضای مورد نظر محکم نمود و باعث کم شدن فضای اشغالی شد. قرار گیری
کد N در پسوند شماره بلبرینگ مشخص کننده داشتن جای خار در رینگ خارجی میباشد و پسوند NR نیز دارا بودن خار در بلبرینگشیار عمیق را شامل می‌شود
فردوس بلبرینگ
روش های ثابت کردن محوری بلبرینگها
جابجایی بلبرینگ
بهتر است همواره از دستکش و تجهیزات جابجایی و بلند کردن،که برای نصب کردن و بیرون آوردن بلبرینگ ها
طراحی شده اند،استفاده شود.این کار نه تنها باعث صرفه جویی در وقت و هزینه
ها می شود بلکه خستگی کم تر،خطر کم تر و احتمال بروز صدمات بدنی را کاهش
می دهد. به دلایل فوق استفاده از دستکش مقاوم به حرارت و روغن هنگام
جابجایی بلبرینگ های گرم و آغشته به روغن توصیه می شود.این دستکش ها باید سطح خارجی بادوام و سطح داخلی نرم وضد حساسیت داشته باشد.بلبرینگ های
گرم،بزرگ ویا سنگین معمولا مشکل ساز می باشند.زیرا نمی توان آنها را به
صورت امن به کمک یک یا دو نفر جابجا نکود.می توان تجهیزات مناسب برای حمل
وبلند کردن بلبرینگ ها را در کارگاه ساخت.ابزارجابجایی بلبرینگ ها یکی از این تجهیزات می باشد که بیشتر مشکلات را حل نموده و جابجایی،نصب و بیرون آوردن بلبرینگ ها را بر روی شفت آسان می کند. برای جابجایی و نصب بلبرینگ ها
بزرگ و سنگین آنها را باید از یک نقطه آویزان نمود.اما باید از نوار
فولادی یا کمربند پارچه ای استفاده نمود. قرار دادن یک فنر بین حلقه بلند
کننده و کمربند نصب بلبرینگ بر روی شفت را ساده می کند.
بلبرینگ ها
با رینگ داخلی استوانه ای رینگ هایی که با انطباق تداخلی نصب می شوند
معمولا به جهت وسیله پله های شفت یا نشیمنگاه از یک جهت به صورت محوری مهار
می شوند. درسمت مقابل، رینگ داخلی معمولا به وسیله یک مهره قفل کن ویا به
وسیله یک صفحه که به انتهای شفت پیچ می شود مهار می شود.رینگ های خارجی
معمولا به وسیله در پوش نشیمنگاه یا در حالات خاص به وسیله یک رینگ رزوه
شده در محل خود مهار می شوند.
بجای ایجاد پله در شفت یا نشیمنگاه ، در بعضی موارد از رینگ فاصله اندازه (Spcer Ring) یاحلقه واسطه (Collars) بین رینگ های بلبرینگ و یا رینگ بلبرینگ واجزای مجاور نظیر چرخدنده استفاده می شود.
استفاده از خار فنری برای مهار محوری بلبرینگ ها
باعث صرفه جویی در فضا، سرعت در نصب و در آوردن و ساده شدن ماشینکاری شفت و
نشیمنگاه می شود. اگربارمحوری متوسط یا زیادی باید مهار شود یک حلقه بین بلبرینگوخارفنری
قرار داده می شود تا خار فنری تحت ممان خمشی اضافی قرار نگیرد. در صورت
لزوم می توان لقی محوری بین خار فنری و شیار محیطی آن را با انتخاب تلرانس
مناسب برای حلقه واسطه ویا استفاده از لایی فلزی (Shim) کاهش داد. بلبرینگ ها با شیار محیطی بر روی رینگ خارجی را می توان به سادگی و با صرفه جویی در فضا با استفاده ازخارفنری مهار کرد.
روش دیگر مهار محوری که برای بلبرینگ های دقیق مناسب است، استفاده از انطباق پرسی به شکل چیدمان غلاف های پله ای (Stepped Sleeve) می باشد.
بیرون آوردن بلبرینگ ها بر روی غلاف واسطه
بلبرینگ های متوسط و کوچک را می توان با ضربات چکش که از طریق یک رینگ واسطه به بلبرینگوارد می شود، را بیرون آورد. باید توجه شود که قبل از انجام این کار باید مهره غلاف کمی باز شده باشد.بلبرینگ های
کوچک و متوسط بر روی شفت های پله دار را می توان با ضربات چکش که از طریق
یک بوش به مهره از قبل شل شده غلاف وارد می شود، را بیرون آورد. بیرون
آوردن بلبرینگ های بزرگ بر روی غلاف واسطه به کمک مهره هیدرولیکی بسیار ساده است.برای استفاده از این روش بلبرینگ باید
در مقابل یک پیشانی نصب شده باشد. اگر بوش دارای سوراخ و شیارهای توزیع
روغن باشد با روش تزریق روغن عملیات بیرون آوردن بسیار ساده خواهد شد.
بیرون آوردن بلبرینگ های بر روی غلاف بیرون کشیدنی هنگام بیرون آوردن بلبرینگ ها بر روی غلاف بیرون کشیدنی جزء قفل کن محوری (مهره قفل کن،در پوش وغیره) باید برداشته شود. بلبرینگ های کوچک و متوسط را می توان با استفاده از یک مهره قفل کن و آچار ضربه ای یا قلابدار بیرون آورد. ابزار مناسب برای بیرون آوردن بلبرینگ های
بزرگ مهره هیدرولیکی می باشد اگر بخش رزوه شده غلاف از انتهای شفت یا پله
شفت بیرون زده شده باشد یک رینگ حمایت کننده با حداکثر ضخامت ممکنه باید
در بوش قرارداد تا از واپیچش و خرابی رزوه هنگام سفت کردن مهره جلوگیری
شود. توصیه می شود که پشت مهره هیدرولیکی یک صفحه نگهدارنده نصب شود این
صفحه از پرتاپ مهره و غلاف در صورت جدا شدن ناگهانی غلاف از شدت جلوگیری می
کند.غلاف های بیرون کشیدنی برای بلبرینگ های
بزرگ معمولا دارای سوراخ و شیارهای توزیع روغن برای استفاده از روش تزریق
روغن می باشد.استفاده از روش تزریق روغن هنگام بیرون کشیدن بلبرینگ های بزرگ باعث صرفه جویی در وقت می شود.
بار حداقل Minimum load
جهت اجتناب از مسائلی نظیر سرخوردن غلتک بر روی شیار، بلبرینگ همیشه
باید تحت یک بار حداقل قرار داشته باشد که مقدار آن از این رابطه بدست می
آید: بار شعاعی حداقل، Frm=N ضریب بار حداقل، Kr= برای بلبرینگ های سری 18 100= برای برینگ های سری 48,29 200= برای بلبرینگ های سری 49 250= برای بلبرینگهای سری 30,22 300= برای بلبرینگ های سری 23 350= برای بلبرینگ های سری 3194 (00),NNF50 400= برای بلبرینگ های سری 50 500= سرعت دورانی بلبرینگ، n=r / min سرعت مبنای روغن بر حسب r/min، که در جداول مشخصات بلبرینگ داده می شود nr= برای بلبرینگ های سری NNF50 و 3194(00) داریم: نرخ سرعت nr= 1.3x قطر متوسط بلبرینگ، dm=mm, 0.5(d+D) اگر وزن قطعات مجاوربلبرینگ به همراه نیروهای خارجی به مقدار محاسبه شده از فرمول فوق الذکر نرسید، باید بطریقی این نیرو را بر بلبرینگ اعمال کرد.
بار دینامیکی معادل بلبرینگ Equivalent dynamic bearing hoad
وقتی بلبرینگ غیر
ثابت بوده non-locating و فقط بار شعاعی بر آن اعمال شود، داریم: Fr بار
شعاعی است. P=fr درصورت داشتن لبه در حلقه های داخلی و بیرونی و تثبیت شافت
از یک یا دو طرف: Fa / Fr≤ e اگر P=Fr Fa / Fr> e اگر P=0.92Fr+Yfa
نیروی محوری، Fa=N ضریب محاسبه e= برای بلبرینگ های دو ردیفه 0.15= برای بلبرینگ های سری 18 0.2= برای سایر رولبرینگ های یک ردیفه 0.3= ضریب بار محوری Y= برای بلبرینگ های سری 18 0.6= برایبلبرینگ های دو ردیفه 0.53= برای سایر بلبرینگ های یک ردیفه 0.4= از آنجائیکه کارکرد مناسب بلبرینگ ها در مواقعی که تحت بار محوری قرار دارند، زمانی بهبود می یابد که همزمان تحت یک بار شعاعی نیز قرار داشته باشند، نسبت Fa/Fr در بلبرینگ های یک ردیفه نباید از 0.5 تجاوز کند و این مقدار در انواع دو ردیفه به 0.25 می رسد.
بار استاتیکی معادل بلبرینگ Equivalent static bearing load
این مقدار در حالتیکه رولبرینگ بلبرینگ )تحت بار استاتیکی قرار دارد، عبارتست از: Po=Fr
سایر مطالب
بلبرینگ های پرغلتک استوانه ای
بلبرینگ استوانه ای
بلبرینگ شیار عمیق
بلبرینگهای کف گرد
بلبرینگ های تماس زوایه ای
بلبرینگ های خود تنظیم
تفاوت بلبرینگ با رولبرینگ
بلبرینگ و آلودگی
بلبرینگ و فاکتورهای انتخاب
بلبرینگ های غلتشی دارای یک سرعت کارکرد حدی می باشند . معمولا دمای کارکرد روانکار یا جنس اجزای بلبرینگ این حد را تعیین می کند .
سرعتی که در حد دمای کارکرد می توان به آن دست یافت به گرمای اصطکاکی ایجاد شده در بلبرینگ ( به علاوه گرمای ناشی از منابع خارجی ) و مقدار گرمایی که از بیرینگ به خارج منتقل می شود ، بستگی دارد .
نوع و اندازه بلبرینگ ، طرح داخلی ، بار ، روانکاری و شرایط خنک شدن به همراه طرح قفسه ، دقت و لقی داخلی نقش تعیین کننده در ظرفیت سرعت بیرینگ دارند .
در جداول بلبرینگ ها
معمولا دو سرعت ذکر شده است : سرعت مرجع ( حرارتی ) و سرعت حدی (
سینماتیکی ) ، که مقادیر هر یک از این سرعت ها به معیارهای مربوطه بستگی
دارد .