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 استوانه ای 9 / 10 از 28 کاربر بلبرینگ های استوانه ای CYLINDRICAL ROLLER BEARINGS مناسب برای بارهای شعاعی سنگین و سرعتهای بالا Suitable for heavy radial loads and high speeds انواع مختلف این نوع بلبرینگ ها بدین ترتیب مورد بحث قرار می گیرند: بلبرینگ استوانه ای، یک ردیفه Single row cylindrical roller bearings طراحی این بلبرینگ ها به نحوی است که یکی از حلقه های داخلی یا بیرونی، از یک یا دو طرف لبه نداشته و لذا بلبرینگ قابلیت تفکیک شدن دارد. این امر در مواردی نظیر جا زدن و در آوردن بلبرینگ ها به خصوص در مواردیکه انطباق باید تداخلی باشد، موجب تسهیل کار می شود. این نوع برینگها ضمن قابلیت در تحمل بارهای سنگین، قادر به چرخش با سرعتهای بالا نیز هستند. در یک نوع از آنها که شماره آن با حرف NU آغاز می شود، حلقه پایینی بدون لبه و قابل تفکیک شدن است و در نوع دیگر که با حرف N مشخص می شود، حلقه بالایی بدون لبه است. در مواردی نظیر انبساط طولی شافت در اثر حرارت، امکان جابجایی حلقه ها در امتداد محوری از ایجاد تنش جلوگیری می کند. در نوع دیگر که با NJ شروع می شود، حلقه داخلی در یک سمت دارای لبه است، لذا امکان تغییر مکان محوری از یک سمت وجود دارد. در سری که با NUP شروع می شوند، حلقه پایینی در یک سمت لبه یکپارچه و در سمت دیگر لبه جداشدنی دارد. این نوع طراحی باعث می شود که نخست برینگ قابل تفکیک را به راحتی نصب نموده و سپس با گذاشتن لبه شل در جلوی آن بلبرینگ را از دو طرف در امتداد محوری تثبیت کرد. می توان به جای لبه جداشدنی از حلقه گوشه دار Angle ring که با HJ مشخص می شود، استفاده نمود. مقدار ناهمراستایی مجاز در بلبرینگ سری 10، 2، 3 و 4، چهار دقیقه و در سریهای 22 و 23، سه دقیقه است. بلبرینگ های استوانه ای تا دمای 150ºc بدون تغییر بعد قابلیت کارکرد دارند. پنجره ساچمه آنها نیز در انواع پلی آمیدی، فولادی و برنجی بسته به هر سری اندازه تولید می شود. بار حداقل Minimum load حداقل باری که باید بر بلبرینگ وارد شود تا از مشکلاتی نظیر سر خوردن غلتک ها بر روی شیار خود اجتناب شود بدین ترتیب بدست می آید: بار شعاعی حداقل، Frm=N ضریب بار حداقل، Kr= برای بلبرینگ های سری 10 100= برای بلبرینگ های سری 4,3,2 150= برای رولبریگ های سری 22 200= برای بلبرینگ های سری 23 250= سرعت دورانی، n=r / min سرعت مبنای برینگ با روغن بر حسب r/min، این مقدار در جداول مشخصات بلبرینگ nr= داده می شود. قطر متوسط بلبرینگ، dm=mm, 0.5(d+D) در صورتیکه وزن قطعات مجاور برینگ و نیروهای خارجی به مقدار محاسبه شده از فرمول فوق الذکر نرسیدند، باید به طریقی این نیرو را بر بلبرینگ اعمال کرد. بار دینامیکی معادل بلبرینگ Equivalent dynamic bearing load وقتی از بلبرینگ های استوانه ای به عنوان بلبرینگ غیرثابت non-Locating استفاده شود و بار وارد بر آن فقط شعاعی باشد داریم: P=Fr Fr نیروی شعاعی است. در بلبرینگ هایی که در حلقه های داخلی یا بیرونی خود لبه دارند و باید شافت را از یک یا دو طرف موقعیت دهی کنند، داریم: Fa / Fr≤ e اگر P=Fr Fa / Fr> e اگر P=0.92Fr+Yfa نیروی محوری، Fa=N ضریب محاسبه e= برای برینگهای سری 4,3,2,10 0.2= برای برینگهای سری 23,22 0.3= ضریب بار محوری Y= برای برینگ های سری 4,3,2,10 0.6= برای برینگ های سری 23,22 0.4= بلبرینگ هایی که تحت بار محوری هستند، زمانی کارکرد رضایت بخش خواهند داشت که همزمان تحت بار شعاعی نیز باشند؛ لذا در سریهایی که با پسوند EC مشخص می شوند نسبت Fa/Fr نباید از 0.5 تجاوز کند و در سایر بلبرینگ ها این رقم به 0.4 می رسد. بار استاتیکی معادل برینگ Equivalent static bearing load در بلبرینگهایی که به طور استاتیکی تحت بار هستند: Po= Fr ظرفیت تحمل بار دینامیکی در امتداد محوری Dynamic axial load carrying capacity بلبرینگهایی که در حلقه داخلی یا بیرونی خود لبه دارند، می توانند علاوه بر بار شعاعی، بار محوری را نیز تحمل کنند. این ظرفیت بر اساس مقدار مقاومت در برابر نیروها در سطوح تماس غلتک ها با لبه ها محاسبه می شود و مقدار مجاز آن را می توان از فرمول ذیل با تقریب مناسب بدست آورد: حداکثر بار محوری مجاز، Fap= N بار استاتیکی مبنا بر حسب نیوتن، این مقدار در جداول مشخصات برینگها داده می شود Co= Factors k1 and k2 Lubrication Factor Grease Oil Bearings of EC design 1 0,1 1,5 0,15 k1 k2 Other bearings 0,3 0,03 0,5 0,05 k1 k2 بار شعاعی، Fr=N سرعت دورانی، n=r/min قطر سوراخ داخلی برینگ، d=mm قطر بیرونی برینگ، D=mm ضریب ثابت، جدول روبرو K1 = ضریب ثابت، جدول روبرو K2 = این فرمول با توجه به شرایط نرمال ذیل محاسبه شده است: - اختلاف دمای 60ºc بین بلبرینگ در حین کارکرد و محیط اطراف - انتقال گرمای معین از برینگ به مقدار 0.5 mw/mm2ºc نسبت ویسکوزیته K برابر 2 (این نسبت در مبحث روانکاری توضیح داده شده است) FaP محاسبه شده برای مواقعی است که بلبرینگ به طور ممتد تحت بار باشد. در مواقعی که بار به صورت منقطع یا لحظه ای Shock Loads باشد، می توان مقدار Fap را به ترتیب 2 برابر و 3 برابر کرد. مقدار بار محوری Fa که به طور ممتد بر بلبرینگ اعمال شود، نباید از مقدار عددی 1.2D2 (D قطر بیرونی بلبرینگ بر حسب میلیمتر) و بار لحظه ای از 3D2 تجاوز کند. برینگهای پرغلتک استوانه ای Full complement cylindrical roller bearings این بلبرینگها دارای حداکثر تعداد غلتک بوده و در اصل با عدم وجود قفسه تمامی فضایی که در سایر برینگها 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 بلبرینگها 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 بلبرینگهایی 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 بلبرینگهایی استفاده کرد که حلقه های آن نیز تحت عملیات سطحی قرار گرفته باشد. این نوع برینگها 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 بلبرینگ 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. 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 برینگ های سری 18 100= برای برینگ های سری 48,29 200= برای بریگ های سری 49 250= برای برینگ های سری 30,22 300= برای برینگ های سری 23 350= برای بریگ های سری 3194 (00),NNF50 400= برای برینگ های سری 50 500= سرعت دورانی برینگ، n=r / min سرعت مبنای روغن بر حسب r/min، که در جداول مشخصات برینگ داده می شود nr= برای برینگ های سری NNF50 و 3194(00) داریم: نرخ سرعت nr= 1.3x قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D) اگر وزن قطعات مجاور برینگ به همراه نیروهای خارجی به مقدار محاسبه شده از فرمول فوق الذکر نرسید، باید بطریقی این نیرو را بر برینگ 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 بلبرینگ های یک ردیفه 0.3= ضریب بار محوری Y= برای بلبرینگ های سری 18 0.6= برای بلبرینگ 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 برینگ Equivalent static bearing load این مقدار در حالتیکه بلبرینگ تحت بار استاتیکی قرار دارد، عبارتست از: Po=Fr ظرفیت تحمل بار دینامیکی در امتداد محوری Dynamic axial load carrying capacity آن دسته از بلبرینگهایی که در حلقه های خود لبه دارند علاوه بر شعاعی، بار محوری را نیز متحمل می شوند. مقدر مجاز این بار با تقریب قابل قبول از این رابطه بدست می آید: Factors k1 and k2 Lubrication Factor Grease Oil Single row bearings 0,5 0,15 1 0,3 k1 k2 ِDouble row bearings 0,2 0,06 0,35 0,1 k1 k2 حداکثر بار محوری مجاز، Fap=N بار استاتیکی مبنا بر حسب نیوتن، که در جداول مشخصات بلبرینگها داده می شود Co= بار شعاعی، Fr=N سرعت دورانی، n=r/min قطر سوراخ داخلی برینگ، d=mm قطر بیرونی برینگ، D=mm ضریب ثابت، جدول روبرو K1 = ضریب ثابت، جدول روبرو K2 = این فرمول در مواردی صادق است که بلبرینگ بطور مداوم کار کند. در صورتیکه کارکرد آن در زمانهای منقطع و کوتاه باشد، مقدار بدست آمده را می توان در 2 ضرب نمود و در مواردیکه بار لحظه ایست می توان مقدار بدست آمده را سه برابر کرد. و نیز مقدار بار محوری Fa (بر حسب نیوتن) هیچ گاه نباید از مقدار عددی 1.2D2 (D قطر بیرونی بلبرینگ) تجاوز کند و این مقدار در مورد بارهای کوتاه مدت لحظه ای به 3D2 می رسد.
بلبرینگ های تماس زاویه ای 9 / 10 از 28 کاربر بلبرینگ های تماس زاویه ایANGULAR CONTACT BALL BEARINGS هر قدر زاویه تماس بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری در برینگ نیز افزوده خواهد شد. حلقه های داخلی و بیرونی این نوع بلبرینگها نسبت به یکدیگر زاویه ای می سازند که امکان تحمل بارهای شعاعی و محوری همزمان را توسط آنها فراهم می کند. هر قدر زاویه تماس بلبرینگ بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری آن بیشتر می شود. تولیدات مختلف این بلبرینگ ها عبارتند از: بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه Single row دو ردیفه double row و بلبرینگ های با چهار نقطه تماس Four Point Contact ball bearings. بلبرینگ های تماس زاویه ای، یک ردیفه Single row angular contact ball bearings این نوع بلبرینگ ها علاوه بر تحمل بار شعاعی، بار محوری را در یک جهت می توانند تحمل کنند. اعمال بار شعاعی بر بلبرینگ باعث ایجاد یک نیروی محوری نیز می شود که باید بطریقی مهار شود. به همین دلیل معمولاً این نوع بلبرینگها به صورت دوتایی بکار برده می شوند. بلبرینگ های تک ردیفه تماس زاویه ای معمولاً به دو صورت استاندارد تولید می شوند: گروه اول بدون پسوند در جلوی شماره اصلی خود برای مواقعی استفاده می شوند که بلبرینگ به صورت تکی در موقعیت خود نصب می شود. گروه دوم با پسوند CB در مواردیست که بلبرینگ به صورت دوتایی نصب می شود. این گروه که عموماً اندازه های بزرگ بلبرینگ ها را شامل می شود به گونه ای جهت مصارف عمومی با یکدیگر مطابقت داده شده اند. Universal matching که بعد از نصب به لقی دلخواه از پیش تعیین شده رسیده و توزیع بار بر روی آنها به طور یکنواخت صورت گیرد. در پسوند CB فوق الذکر، C نشان دهنده وجود لقی، B معرف مقدار آنست. لقی های کمتر با CC و بالاتر با CA مشخص می شوند. وجود بار اولیه در برینگ نیز با علامت GC, GB, GA مشخص می شود. استفاده از دو بلبرینگ تماس زاویه ای در یک محل همانگونه که قبلاً گفته شد به خاطر موقعیت دهی محوری شافت از دو سمت و نیز در مواقعی است که استفاده از یک برینگ برای مقدار بار اعمال شونده کافی نباشد. ترتیب قراردهی آنها می تواند به صورت: پشت سر هم Tandem جهت تحمل بار در یک سمت و توسط هر دو برینگ، روبرو face-to-face جهت تحمل بار از دو طرف و از هر طرف توسط یک برینگ، پشت به پشت Back-to-Back جهت تحمل بار از دو طرف توسط یک برینگ باشد. حالت اخیر از استحکام بیشتری برخوردار بوده، برای تحمل بارهای ممان مناسب تر است. طراحی ترتیب قراردهی برینگها Design of bearing arrangements با توجه به مطالبی که قبلاً عنوان شد طراحی داخلی این نوع بلبرینگها به نحوی است که باید به صورت دوتایی بکار برده شوند. دو برینگ باید به گونه ای جفت شوند که بعد از نصب به لقی یا بار اولیه دلخواه برسند. تنظیم درست و انتخاب بار اولیه یا لقی صحیح در نحوه کارکرد برینگ تأثیر بسیار دارد. بعنوان مثال در صورت انتخاب لقی زیاد نمی توان از تمام توانایی برینگ در تحمل بار استفاده کرد و نیز استفاده از بار اولیه بیش از حد موجب بالا رفتن اصطکاک و گرما می شود. لازم به تذکر است که در بلبرینگ های تکه ردیفه تماس زاویه ای اگر رابطه Fa / Fr≥ 1 (نسبت بار محوری به شعاعی) برقرار نباشد، بلبرینگ کارکرد مناسبی نخواهد داشت. در مورد بلبرینگ های دوتایی که به صورت روبرو یا پشت به پشت قرار گرفته اند باید متذکر شد که عدم اعمال نیرو به یک برینگ موجب بروز صدا، گسیختگی در لایه روانکار و افزایش تنش در قفسه می گردد. در صورت وجود چنین حالتی برینگها نباید دارای لقی باشند. بار حداقل Minimum load مقدار حداقل باری که بلبرینگ های مورد بحث همیشه باید تحت آن قرار داشته باشند تا از مسائلی نظیر لغزش ساچمه ها بر روی شیار بلبرینگ اجتناب شود، از این رابطه بدست می آید: برای برینگهایی که به صورت تکی یا به صورت پشت سر هم نصب می شوند برای برینگهایی که به صورت روبرو یا به صورت پشت به پشت نصب می شوند بار محوری حداقل، Fam=N بار شعاعی حداقل، Frm=N بار استاتیکی مبنا برای برینگهای تکی و دوتایی، Co=N ضریب بار حداقل محوری Ka= برای سریهای 72BE 1.4= برای سریهای 72B 1.2= برای سریهای 73BE 1.6= برای سریهای 73B 1.4= ضریب حداقل بار شعاعی Kr= برای بلبرینگ های سری 72BE 80= برای بلبرینگ های سری 72BE 95= برای بلبرینگ های سری 73BE 90= برای بلبرینگ های سری 73BE 100= ویسکوزیته روغن در دمای کاری، V=mm2/S سرعت ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D)= در صورتیکه وزن قطعات مجاور برینگ و نیروهای خارجی به اندازه نیرویی که از فرمول بالا بدست می آید، نرسد به طریقی باید نیروی محوری ایجاد کرد؛ مثلاً با تنظیم حلقه های داخلی و بیرونی نسبت به یکدیگر یا استفاده از فنر. برینگهای پشت به پشت یا روبرو باید تحت یک بار شعاعی نیز باشند. بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load برای برینگهای تکی تا دوتایی پشت سر هم: Fa / Fr≤ 1.14 اگر P=Fr Fa / Fr> 1.14 اگر P=0.35Fr+0.57Fa Fr بار شعاعی و Fa بار محوریست – در مورد Fa به صفحه 154 توجه کنید. برای برینگهای دوتایی به صورت پشت به پشت یا روبرو: Fa / Fr≤ 1.14 اگر P=Fr+0.55Fa Fa / Fr> 1.14 اگر P=0.57Fr+0.93Fa بار استاتیکی معادل Equivalent static bearing load برای برینگهای تکی یا دوتایی پشت سر هم: Po= 0.5Fr+0.26Fa اگر Po بدست آمده در این حالت از Fr کوچکتر شد، اندازه Fr را در نظر می گیریم. در مورد Fa به صفحه 154 توجه کنید. برای بلبرینگ های دوتایی پشت به پشت یا روبرو: Po= Fr+0.52Fa تعیین بار محوری در برینگهای تکی یا دوتایی پشت سر هم Determination of axial force bearings mounted singly or paired in tandem همانگونه که در آغاز این مبحث گفته شد ،اعمال بار شعاعی به یک بلبرینگ با تماس زاویه ای موجب القای یک بار محوری نیز می شود که در محاسبات بارهای دینامیکی معادل باید در نظر گرفته شوند. معادلات لازم جهت محاسبه نیروی مورد بحث در جدول صفحه 154 در چند حالت مختلف آورده شده اند. معادلات وقتی صادق هستند که مقدار لقی صفر باشد، و بار اولیه وجود نداشته باشد. بلبرینگ های تماس زاویه ای، دو ردیفه Double row angular contact ball bearings از نظر طراحی، این نوع بلبرینگ ها نظیر دو بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفه است که به صورت پشت به پشت جفت شده باشند، فقط در مقایسه از پهنای آن کاسته می شود. این بلبرینگ ها قادر به تحمل بارهای شعاعی سنگین و بارهای محوری از هر دو جهت بوده و زاویه تماس در اکثریت آنها 32º است. یک دسته از این نوع برینگها که با پسوند A مشخص می شوند، به علت عدم داشتن شیار ساچمه خور قادر به تحمل بار محوری از دو طرف است و پنجره ساچمه آنها پلی آمیدی (فیبری) است. نوع بدون پسوند دارای شیار ساچمه خور بوده و پنجره ساچمه آنها فولادی یا برنجی است. برینگهای با پسوند E به علت داشتن شیار ساچمه خور و نتیجتاً ساچمه بیشتر، دارای قدرت تحمل بار بالاتری هستند. بلبرینگ های مورد بحث کلاً با دو نوع کاسه نمد پلاستیکی و فلزی تولید می شوند و لقی داخلی آنها محوری است. پنجره ساچمه این نوع برینگها همانگونه که قبلاً گفته شد در سه نوع پلی آمیدی (فیبری) جهت کارکرد برای دماهای تا 120ºc، فولادی و برنجی تولید می شوند. نکته مهم در نصب Mounting instructions در موقع نصب آن دسته از این نوع بلبرینگها که دارای شیار ساچمه خور هستند، باید بلبرینگ طوری نصب شود که بار محوری سنگین تر متوجه طرفی شود که شیار مزبور وجود ندارد. بار حداقل Minimum load حداقل باری که باید همیشه به این نوع بلبرینگها اعمال شود تا از مسائلی نظیر سرخوردن ساچمه بر روی شیار اجتناب شود، بدین طریق می آید: بار شعاعی حداقل، Frm=N ضریب بار حداقل، K= در برینگهای سری 32 80= در برینگهای سری 32A 60= در برینگهای سری 32E 90= در برینگهای سری 33 95= در برینگهای سری 33A 70= در برینگهای سری 33E 110= ویسکوزیته روغن در دمای کار، V=mm2/S سرعت بلبرینگ ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D) اگر وزن قطعات مجاور برینگ و نیروهای خارجی که به آن اعمال می شوند به نیروی محاسبه شده از فرمول فوق الذکر نرسید، باید به طریقی این نیرو را روی برینگ اعمال کرد. بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load در بلبرینگ های تماس زاویه ای دو ردیفه با زاویه تماس 32º داریم: Fa / Fr≤ 0.86 اگر P=Fr+0.73Fa Fa / Fr> 0.86 اگر P=0.62Fr+1.17Fa Fa نیروی محوری و Fr نیروی شعاعی است. بار استاتیکی معادل برینگ Equivalent static bearing load در بلبرینگ های مورد بحث با زاویه تماس 32º : Po= Fr+0.63Fa بلبرینگ با چهار نقطه تماس Four – point contact ball bearings شیار ساچمه این نوع بلبرینگها که در حقیقت یک نوع بلبرینگ تک ردیفه تماس زاویه ای است به گونه ایست که بلبرینگ را قادر به تحمل بار محوری از دو طرف می سازد. فضای محوری مورد نیاز برای نصب این نوع بلبرینگها کمتر از فضای مورد نیاز برای نصب بلبرینگهای دو ردیفه است. زاویه تماس این نوع بلبرینگ ها 35º+ بوده و حلقه داخلی آنها دو تکه است که این امر امکان استفاده از تعداد ساچمه بیشتر و در نتیجه افزایش قدرت تحمل بار را فراهم آورده است. جهت جلوگیری از چرخش حلقه بیرونی در داخل محفظه، اندازه های بزرگ آنها را با دو جای خار تولید کرده اند (پسوند N2). مقدار ناهمراستایی مجاز در این برینگها بسیار محدود بوده (به اندازه بلبرینگ های شیار عمیق) و هر گونه ناهمراستایی منجر به افزایش صدای برینگ می شود. اگر این نوع بلبرینگ در یک کاربرد با برینگ شعاعی دیگر به گونه ای جفت شده باشد که مثل یک برینگ کف گرد باید عمل کند و نیز با لقی شعاعی در داخل محفظه نصب شده باشد، هیچ گونه ناهمراستایی مجاز نیست. لقی داخلی آنها از نوع محوری است. پنجره ساچمه آنها بیشتر برنجی بوده و بعضی از انواع آنها با پنجره ساچمه پلی آمیدی نیز تولید می شوند. بار حداقل Minimum load جهت جلوگیری از مسائلی نظیر سر خوردن ساچمه روی شیار خود، بلبرینگ باید همیشه تحت یک بار حداقل قرار داشته باشد که مقدار آن از این رابطه بدست می آید: بار محوری حداقل، Fam=N ضریب بار حداقل Ka= برای برینگ های سری QJ2 1.0= برای برینگ های سری QJ3 1.1= بار استاتیکی مبنا بر حسب نیوتن، این مقدار در جداول مشخصات برینگ داده می شود Co= سرعت دورانی ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D) اگر در حین کار چنین نیرویی به بلبرینگ وارد نشود، باید بطریقی نظیر استفاده از یک فنر این نیرو را روی بلبرینگ ایجاد کرد. بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load این مقدار در بلبرینگ هایی که زاویه تماس آنها 35º است عبارتست از: Fa / Fr≤ 0.95 اگر P=Fr+0.66Fa Fa / Fr> 0.95 اگر P=0.6Fr+1.07Fa Fa نیروی محوری و Fr نیروی شعاعی است. لازم به تذکر است که کارکرد رضایت بخش برینگ وقتی حاصل می شود که ساچمه با هر حلقه در دو نقطه تماس داشته باشد و این وقتی حاصل می شود که رابطه Fa≥ 1.27 Fr برقرار باشد. در حالتیکه این نوع بلبرینگ به عنوان یک برینگ کف گرد (برینگهایی که مخصوص تحمل بار محوری هستند) با برینگ شعاعی دیگر جفت شده و دارای لقی نیز باشد، بار دینامیکی معادل از این رابطه بدست می آید: P=1.07
بلبرینگ های تماس زاویه ای 9 / 10 از 28 کاربر بلبرینگ های تماس زاویه ایANGULAR CONTACT BALL BEARINGS هر قدر زاویه تماس بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری در برینگ نیز افزوده خواهد شد. حلقه های داخلی و بیرونی این نوع بلبرینگها نسبت به یکدیگر زاویه ای می سازند که امکان تحمل بارهای شعاعی و محوری همزمان را توسط آنها فراهم می کند. هر قدر زاویه تماس بلبرینگ بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری آن بیشتر می شود. تولیدات مختلف این بلبرینگ ها عبارتند از: بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه Single row دو ردیفه double row و بلبرینگ های با چهار نقطه تماس Four Point Contact ball bearings. بلبرینگ های تماس زاویه ای، یک ردیفه Single row angular contact ball bearings این نوع بلبرینگ ها علاوه بر تحمل بار شعاعی، بار محوری را در یک جهت می توانند تحمل کنند. اعمال بار شعاعی بر بلبرینگ باعث ایجاد یک نیروی محوری نیز می شود که باید بطریقی مهار شود. به همین دلیل معمولاً این نوع بلبرینگها به صورت دوتایی بکار برده می شوند. بلبرینگ های تک ردیفه تماس زاویه ای معمولاً به دو صورت استاندارد تولید می شوند: گروه اول بدون پسوند در جلوی شماره اصلی خود برای مواقعی استفاده می شوند که بلبرینگ به صورت تکی در موقعیت خود نصب می شود. گروه دوم با پسوند CB در مواردیست که بلبرینگ به صورت دوتایی نصب می شود. این گروه که عموماً اندازه های بزرگ بلبرینگ ها را شامل می شود به گونه ای جهت مصارف عمومی با یکدیگر مطابقت داده شده اند. Universal matching که بعد از نصب به لقی دلخواه از پیش تعیین شده رسیده و توزیع بار بر روی آنها به طور یکنواخت صورت گیرد. در پسوند CB فوق الذکر، C نشان دهنده وجود لقی، B معرف مقدار آنست. لقی های کمتر با CC و بالاتر با CA مشخص می شوند. وجود بار اولیه در برینگ نیز با علامت GC, GB, GA مشخص می شود. استفاده از دو بلبرینگ تماس زاویه ای در یک محل همانگونه که قبلاً گفته شد به خاطر موقعیت دهی محوری شافت از دو سمت و نیز در مواقعی است که استفاده از یک برینگ برای مقدار بار اعمال شونده کافی نباشد. ترتیب قراردهی آنها می تواند به صورت: پشت سر هم Tandem جهت تحمل بار در یک سمت و توسط هر دو برینگ، روبرو face-to-face جهت تحمل بار از دو طرف و از هر طرف توسط یک برینگ، پشت به پشت Back-to-Back جهت تحمل بار از دو طرف توسط یک برینگ باشد. حالت اخیر از استحکام بیشتری برخوردار بوده، برای تحمل بارهای ممان مناسب تر است. طراحی ترتیب قراردهی برینگها Design of bearing arrangements با توجه به مطالبی که قبلاً عنوان شد طراحی داخلی این نوع بلبرینگها به نحوی است که باید به صورت دوتایی بکار برده شوند. دو برینگ باید به گونه ای جفت شوند که بعد از نصب به لقی یا بار اولیه دلخواه برسند. تنظیم درست و انتخاب بار اولیه یا لقی صحیح در نحوه کارکرد برینگ تأثیر بسیار دارد. بعنوان مثال در صورت انتخاب لقی زیاد نمی توان از تمام توانایی برینگ در تحمل بار استفاده کرد و نیز استفاده از بار اولیه بیش از حد موجب بالا رفتن اصطکاک و گرما می شود. لازم به تذکر است که در بلبرینگ های تکه ردیفه تماس زاویه ای اگر رابطه Fa / Fr≥ 1 (نسبت بار محوری به شعاعی) برقرار نباشد، بلبرینگ کارکرد مناسبی نخواهد داشت. در مورد بلبرینگ های دوتایی که به صورت روبرو یا پشت به پشت قرار گرفته اند باید متذکر شد که عدم اعمال نیرو به یک برینگ موجب بروز صدا، گسیختگی در لایه روانکار و افزایش تنش در قفسه می گردد. در صورت وجود چنین حالتی برینگها نباید دارای لقی باشند. بار حداقل Minimum load مقدار حداقل باری که بلبرینگ های مورد بحث همیشه باید تحت آن قرار داشته باشند تا از مسائلی نظیر لغزش ساچمه ها بر روی شیار بلبرینگ اجتناب شود، از این رابطه بدست می آید: برای برینگهایی که به صورت تکی یا به صورت پشت سر هم نصب می شوند برای برینگهایی که به صورت روبرو یا به صورت پشت به پشت نصب می شوند بار محوری حداقل، Fam=N بار شعاعی حداقل، Frm=N بار استاتیکی مبنا برای برینگهای تکی و دوتایی، Co=N ضریب بار حداقل محوری Ka= برای سریهای 72BE 1.4= برای سریهای 72B 1.2= برای سریهای 73BE 1.6= برای سریهای 73B 1.4= ضریب حداقل بار شعاعی Kr= برای بلبرینگ های سری 72BE 80= برای بلبرینگ های سری 72BE 95= برای بلبرینگ های سری 73BE 90= برای بلبرینگ های سری 73BE 100= ویسکوزیته روغن در دمای کاری، V=mm2/S سرعت ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D)= در صورتیکه وزن قطعات مجاور برینگ و نیروهای خارجی به اندازه نیرویی که از فرمول بالا بدست می آید، نرسد به طریقی باید نیروی محوری ایجاد کرد؛ مثلاً با تنظیم حلقه های داخلی و بیرونی نسبت به یکدیگر یا استفاده از فنر. برینگهای پشت به پشت یا روبرو باید تحت یک بار شعاعی نیز باشند. بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load برای برینگهای تکی تا دوتایی پشت سر هم: Fa / Fr≤ 1.14 اگر P=Fr Fa / Fr> 1.14 اگر P=0.35Fr+0.57Fa Fr بار شعاعی و Fa بار محوریست – در مورد Fa به صفحه 154 توجه کنید. برای برینگهای دوتایی به صورت پشت به پشت یا روبرو: Fa / Fr≤ 1.14 اگر P=Fr+0.55Fa Fa / Fr> 1.14 اگر P=0.57Fr+0.93Fa بار استاتیکی معادل Equivalent static bearing load برای برینگهای تکی یا دوتایی پشت سر هم: Po= 0.5Fr+0.26Fa اگر Po بدست آمده در این حالت از Fr کوچکتر شد، اندازه Fr را در نظر می گیریم. در مورد Fa به صفحه 154 توجه کنید. برای بلبرینگ های دوتایی پشت به پشت یا روبرو: Po= Fr+0.52Fa تعیین بار محوری در برینگهای تکی یا دوتایی پشت سر هم Determination of axial force bearings mounted singly or paired in tandem همانگونه که در آغاز این مبحث گفته شد ،اعمال بار شعاعی به یک بلبرینگ با تماس زاویه ای موجب القای یک بار محوری نیز می شود که در محاسبات بارهای دینامیکی معادل باید در نظر گرفته شوند. معادلات لازم جهت محاسبه نیروی مورد بحث در جدول صفحه 154 در چند حالت مختلف آورده شده اند. معادلات وقتی صادق هستند که مقدار لقی صفر باشد، و بار اولیه وجود نداشته باشد. بلبرینگ های تماس زاویه ای، دو ردیفه Double row angular contact ball bearings از نظر طراحی، این نوع بلبرینگ ها نظیر دو بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفه است که به صورت پشت به پشت جفت شده باشند، فقط در مقایسه از پهنای آن کاسته می شود. این بلبرینگ ها قادر به تحمل بارهای شعاعی سنگین و بارهای محوری از هر دو جهت بوده و زاویه تماس در اکثریت آنها 32º است. یک دسته از این نوع برینگها که با پسوند A مشخص می شوند، به علت عدم داشتن شیار ساچمه خور قادر به تحمل بار محوری از دو طرف است و پنجره ساچمه آنها پلی آمیدی (فیبری) است. نوع بدون پسوند دارای شیار ساچمه خور بوده و پنجره ساچمه آنها فولادی یا برنجی است. برینگهای با پسوند E به علت داشتن شیار ساچمه خور و نتیجتاً ساچمه بیشتر، دارای قدرت تحمل بار بالاتری هستند. بلبرینگ های مورد بحث کلاً با دو نوع کاسه نمد پلاستیکی و فلزی تولید می شوند و لقی داخلی آنها محوری است. پنجره ساچمه این نوع برینگها همانگونه که قبلاً گفته شد در سه نوع پلی آمیدی (فیبری) جهت کارکرد برای دماهای تا 120ºc، فولادی و برنجی تولید می شوند. نکته مهم در نصب Mounting instructions در موقع نصب آن دسته از این نوع بلبرینگها که دارای شیار ساچمه خور هستند، باید بلبرینگ طوری نصب شود که بار محوری سنگین تر متوجه طرفی شود که شیار مزبور وجود ندارد. بار حداقل Minimum load حداقل باری که باید همیشه به این نوع بلبرینگها اعمال شود تا از مسائلی نظیر سرخوردن ساچمه بر روی شیار اجتناب شود، بدین طریق می آید: بار شعاعی حداقل، Frm=N ضریب بار حداقل، K= در برینگهای سری 32 80= در برینگهای سری 32A 60= در برینگهای سری 32E 90= در برینگهای سری 33 95= در برینگهای سری 33A 70= در برینگهای سری 33E 110= ویسکوزیته روغن در دمای کار، V=mm2/S سرعت بلبرینگ ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D) اگر وزن قطعات مجاور برینگ و نیروهای خارجی که به آن اعمال می شوند به نیروی محاسبه شده از فرمول فوق الذکر نرسید، باید به طریقی این نیرو را روی برینگ اعمال کرد. بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load در بلبرینگ های تماس زاویه ای دو ردیفه با زاویه تماس 32º داریم: Fa / Fr≤ 0.86 اگر P=Fr+0.73Fa Fa / Fr> 0.86 اگر P=0.62Fr+1.17Fa Fa نیروی محوری و Fr نیروی شعاعی است. بار استاتیکی معادل برینگ Equivalent static bearing load در بلبرینگ های مورد بحث با زاویه تماس 32º : Po= Fr+0.63Fa بلبرینگ با چهار نقطه تماس Four – point contact ball bearings شیار ساچمه این نوع بلبرینگها که در حقیقت یک نوع بلبرینگ تک ردیفه تماس زاویه ای است به گونه ایست که بلبرینگ را قادر به تحمل بار محوری از دو طرف می سازد. فضای محوری مورد نیاز برای نصب این نوع بلبرینگها کمتر از فضای مورد نیاز برای نصب بلبرینگهای دو ردیفه است. زاویه تماس این نوع بلبرینگ ها 35º+ بوده و حلقه داخلی آنها دو تکه است که این امر امکان استفاده از تعداد ساچمه بیشتر و در نتیجه افزایش قدرت تحمل بار را فراهم آورده است. جهت جلوگیری از چرخش حلقه بیرونی در داخل محفظه، اندازه های بزرگ آنها را با دو جای خار تولید کرده اند (پسوند N2). مقدار ناهمراستایی مجاز در این برینگها بسیار محدود بوده (به اندازه بلبرینگ های شیار عمیق) و هر گونه ناهمراستایی منجر به افزایش صدای برینگ می شود. اگر این نوع بلبرینگ در یک کاربرد با برینگ شعاعی دیگر به گونه ای جفت شده باشد که مثل یک برینگ کف گرد باید عمل کند و نیز با لقی شعاعی در داخل محفظه نصب شده باشد، هیچ گونه ناهمراستایی مجاز نیست. لقی داخلی آنها از نوع محوری است. پنجره ساچمه آنها بیشتر برنجی بوده و بعضی از انواع آنها با پنجره ساچمه پلی آمیدی نیز تولید می شوند. بار حداقل Minimum load جهت جلوگیری از مسائلی نظیر سر خوردن ساچمه روی شیار خود، بلبرینگ باید همیشه تحت یک بار حداقل قرار داشته باشد که مقدار آن از این رابطه بدست می آید: بار محوری حداقل، Fam=N ضریب بار حداقل Ka= برای برینگ های سری QJ2 1.0= برای برینگ های سری QJ3 1.1= بار استاتیکی مبنا بر حسب نیوتن، این مقدار در جداول مشخصات برینگ داده می شود Co= سرعت دورانی ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D) اگر در حین کار چنین نیرویی به بلبرینگ وارد نشود، باید بطریقی نظیر استفاده از یک فنر این نیرو را روی بلبرینگ ایجاد کرد. بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load این مقدار در بلبرینگ هایی که زاویه تماس آنها 35º است عبارتست از: Fa / Fr≤ 0.95 اگر P=Fr+0.66Fa Fa / Fr> 0.95 اگر P=0.6Fr+1.07Fa Fa نیروی محوری و Fr نیروی شعاعی است. لازم به تذکر است که کارکرد رضایت بخش برینگ وقتی حاصل می شود که ساچمه با هر حلقه در دو نقطه تماس داشته باشد و این وقتی حاصل می شود که رابطه Fa≥ 1.27 Fr برقرار باشد. در حالتیکه این نوع بلبرینگ به عنوان یک برینگ کف گرد (برینگهایی که مخصوص تحمل بار محوری هستند) با برینگ شعاعی دیگر جفت شده و دارای لقی نیز باشد، بار دینامیکی معادل از این رابطه بدست می آید: P=1.07
بلبرینگ های شیار عمیق 9 / 10 از 28 کاربر بلبرینگ های شیار عمیق DEEP GROOVE BALL BEARINGS کاسه نمد فلزی (غیرمالشی) Shield وجود فاصله بین کاسه نمد و حلقه داخلی موجب افت خاصیت آب بندی و بالا رفتن سرعت دورانی برینگ می شود کاسه نمد لاستیکی (مالشی) seal واشر فلزی + روکش لاستیکی عدم وجود فاصله بین کاسه نمد و برینگ موجب بالا رفتن قدرت آب بندی و پایین آمدن سرعت دورانی برینگ می شود دامنه کاربرد بلبرینگ های شیار عمیق وسیع می باشد، زیرا طراحی آنها ساده، غیرقابل تفکیک و با قدرت کارکرد در سرعت های زیاد است. این نوع برینگ ها در چند نوع یک ردیفه (شکل صفحه قبل)، دو ردیفه (شکل بالا) و یک ردیفه با شیار ساچمه خور تولید می شوند. بلبرینگ های شیار عمیق، یک ردیفه Deep groove ball bearings , single row این برینگ دارای شیار ساچمه عمیق و یکپارچه بوده و ساچمه و شیار در آن مطابقت هندسی کاملی داشته، بطوریکه علاوه بر تحمل بار شعاعی، بار محوری را نیز از هر دو طرف تحمل می کنند. متداولترین اندازه های برینگهای مورد بحث با کاسه نمد فلزی و لاستیکی نیز تولید می شود. آن دسته از این نوع برینگ ها که در دو طرف خود، کاسه نمد دارند با گریس نیز پر شده اند، به همین دلیل نباید آنها را جهت جا زدن گرم نمود و یا شست. مقدار گریس داخل برینگ معمولاً 25 الی 35 درصد فضای خالی داخل برینگ است. کاسه نمدهای فلزی معمولاً با پسوند Z (یک طرف) و 2Z (دو طرف برینگ) مشخص می شوند. این نوع کاسه نمدها با حلقه داخلی برینگ فاصله داشته و اصولاً وقتی باید مورد استفاده قرار گیرند که حلقه های داخلی بچرخد. در صورت چرخش حلقه بیرونی امکان نشت گریس وجود دارد. نوع دیگری کاسه نمد با اصطکاک تولیدی کم وجود دارد Low friction seals بطوریکه سرعت برینگ می تواند همپایه سرعت آن با کاسه نمد فلزی باشد. این نوع کاسه نمد با پسوند RZ مشخص شده و شامل یک لاستیک مصنوعی است که با یک واشر فلزی تقویت شده است. فاصله این کاسه نمد با حلقه داخلی بسیار ناچیز بوده، بطوریکه خاصیت آب بندی را به نحو مطلوبی بالا می برد. محدوده دمایی کارکرد این نوع کاسه نمد -40ºc الی +120ºc کارکرد دارد. سرعت برینگ با این نوع کاسه نمدها افت می کند. نوع تولید شده دیگر آنها با جای خار Snap ring groove است که با قرار دادن یک خار در آن می توان برینگ را از لحاظ محوری با صرفه جویی در مقدار فضای اشغالی محکم کرد. خار به همراه جای خار با پسوند NR در جلوی شماره برینگ مشخص می شوند. نوع دیگر برای مواقعی است که میزان صدای تولید شده توسط برینگ، نظیر لوازم خانگی اهمیت دارد Bearings for Silent running applications با پسوند QE5 مشخص می شود. بلبرینگ های شیار عمیق دوتایی Paired deep groove ball bearings در مواقعی که قدرت تحمل بار یک برینگ کافی نباشد از دو تا بلبرینگ شیار عمیق استفاده می شود. بلبرینگ ها در موقع ساخت با یکدیگر مطابقت داده شده، بطوریکه بعد از نصب آنها، جهت توزیع یکنواخت بار بر روی دو بلبرینگ، احتیاجی به استفاده از حلقه های فاصله گذار و امثال آنها نیست (مبحث بار اولیه). بسته به نوع کاربرد، سه حالت برای قرار گرفتن بلبرینگ ها وجود دارد: حالت پشت سر هم Tandem که با پسوند DT مشخص شده و بار محوری را از یک طرف متحمل می شوند. حالت پشت به پشت Back-to-Back با پسوند DB مشخص شده و بار محوری را از دو طرف تحمل می کند(از هر طرف توسط یک برینگ). این حالت از استحکام زیادی برخوردار بوده و جهت خنثی نمودن بارهای ممان بسیار مناسب است. حالت روبرو face-to-face نیز مانند حالت پشت به پشت است، ولی به اندازه آن استحکام نداشته و برای بارهای ممان مناسب نیست. جدول لقی محوری و بار اولیه برینگهای دوتایی Axial Internal clearace and preload of paired bearings of series 60, 62 and 63 Axial Internal clearance CA Preload GA Bore Bearings of series diameter d 63 62 60 max min incl. over N mµ mm - 100 100 30 50 100 30 50 100 35 40 45 15 20 25 10 18 30 - 10 18 200 350 600 100 200 400 100 200 300 55 70 80 35 40 50 50 80 120 30 50 80 900 1 200 700 1 000 500 800 100 110 60 70 180 250 120 180 Values for larger sizes on request مقدار ناهمراستایی مجاز شافت در بلبرینگ های شیار عمیق محدود بوده و بستگی به پارامترهایی نظیر میزان لقی شعاعی دارد. مقداری که به طور تقریب می توان برای میزان ناهمراستایی مجاز ذکر کرد بین 2 الی 10 دقیقه است. این مقدار در بلبرینگ های دو ردیفه به حداکثر 2 دقیقه می رسد. تلورانس ساخت این بلبرینگ ها اکثراً نرمال بوده و بعضی از انواع آنها با سطح تلورانس بالاتر P6 , P5 ساخته می شوند. بلبرینگ هایی که به صورت جفت (پشت به پشت یا روبرو) نصب می شوند، معمولاً به دو صورت: - با لقی محوری کوچک (پسوند CA) axial internal clearance - با بار اولیه سبک (پسوند GA) Light Preload تولید می شوند. جدول مقادیر فوق الذکر در صفحه قبل آورده شده است. پنجره ساچمه های بلبرینگ های شیار عمیق معمولاً فولادیست، اما نوع برنجی (پسوند MA,M یا MB) و فیبری آن (پسوند TN9) نیز ساخته می شود. بار حداقل Minimum load همانگونه که قبلاً توضیح داده شد، برینگ همیشه باید تحت بار قرار داشته باشد تا لغزش ساچمه روی شیار اتفاق نیفتد. حداقل مقدار باری که بر بلبرینگ های شیار عمیق باید اعمال شود برابر است با: بار حداقل شعاعی، Frm=N ضریب بار حداقل Kr= برای برینگ های سری 618 15= برای برینگ های سری 619و620 20= برای برینگ های سری 60و161و62 25= برای برینگ های سری 63 30= برای برینگ های سری 64 35= برای برینگ های سری 42 50= برای برینگ های سری 43 60= برای برینگ های دوتایی، مقادیر بالا دو برابر می شوند ویسکوزیته روغن در دمای کاری V= سرعت، دور / دقیقه n= قطر متوسط برینگ dm=mm, (d+D)/2= معمولاً وزن ملحقات و قطعات مجاور برینگ بهمراه بارهای خارجی از این مقدار تجاوز می کند، ولی در صورت خلاف این وضع، باید بطریقی مقدار بار فوق الذکر را ایجاد کرد. این عمل را در مورد بلبرینگ های شیار عمیق می توان با تنظیم حلقه های داخلی و بیرونی نسبت به یکدیگر و ایجاد بار اولیه انجام داد. مقادیر سرعت مجاز برینگ ها در جداول اندازه ها قید شده و این مقادیر در مواردیکه از دو تا بلبرینگ شیار عمیق استفاده شود 20% کاهش می یابد. مقادیر بار دینامیکی (C) و استاتیکی (Co) مبنا نیز آورده شده اند و در مورد بلبرینگ های دوتایی نیز مقدار بار دینامیکی که برای یک بلبرینگ در جدول آورده شده در 1.62 ضرب می شود. این ضریب برای بدست آوردن بار استاتیکی معادل و بار خستگی Fatigue Load برینگ های دوتایی عدد 2 است. بار دینامیکی معادل بر روی بلبرینگ Equivalent dynamic bearing load برای بلبرینگ های منفرد یا بلبرینگ هایی که به صورت پشت سر هم Tandem جفت می شوند: Fa/Fr ≤ e اگر P=Fr Fa/Fr>e اگر P=XFr+YFa بار دینامیکی معادل، P=N بار محوری، Fa=N بار شعاعی و Fr=(N) مقدار ثابت e= ضرایب ثابت X,Y= Calculation factors for single row deep groove ball bearings Bearing pairs arranged back-to-back or face-to-face Y2 Y1 e Fa / C0 2,8 2,2 1,85 2 1,55 1,3 0,32 0,4 0,47 0,03 0,10 0,25 جدول 1 Calculation factors for single row deep groove ball bearings Single bearings and bearing pairs in tandem C4 clearance C3 clearance Normal clearance Y X e Y X e Y X e Fa / C0 1,42 1,36 1,27 1,16 1,05 1 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,4 0,42 0,44 0,48 0,53 0,56 1,75 1,62 1,46 1,3 1,14 1 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,31 0,33 0,36 0,41 0,46 0,54 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,22 0,24 0,27 0,31 0,37 0,44 0,025 0,04 0,07 0,13 0,25 0,5 مقادیر فوق را می توان با بدست آوردن Fa/Co یعنی نسبت بار محوری به نرخ بار استاتیکی و با توجه به لقی داخلی برینگ از جدول صفحه قبل پیدا کرد. در بلبرینگ های دوتایی به صورت روبرو یا پشت به پشت جفت می شوند، داریم: Fa / Fr≤ e اگر P=Fr+Y1Fa Fa / Fr> e اگر P=0.75Fr+Y2Fa مقادیر Y2 , Y1 , e را از جدول 1 صفحه قبل می توان بدست آورد. بار استاتیکی معادل Equivalent static load برای بلبرینگ های منفرد و بلبرینگ هایی که به صورت پشت سر هم جفت می شوند داریم: Po=0.6Fr+0.5Fa در برینگ هایی که به صورت روبرو یا پشت به پشت جفت می شوند داریم: Po=Fr+1.7Fa ظرفیت تحمل بار محوری Axial load carring capacity اگر بلبرینگ شیار عمیق فقط تحت بار محوری باشد، بار مزبور نباید از نصف بار استاتیکی مبنا تجاوز کند و این مقدار در مورد سریهای کوچک برینگ (سری قطر بیرونی 1,0,9,8) به 0.25 تقلیل پیدا می کند. بلبرینگ های شیار عمیق با شیار ساچمه خور Deep groove ball bearings with filling slots ا ین نوع بلبرینگ ها تعداد ساچمه بیشتری از نوع شیار عمیق معمولی دارند که بدین دلیل قدرت تحمل بار برینگ افزایش پیدا کرده است و در حلقه های داخلی و بیرونی خود شیار مخصوص اضافه نمودن ساچمه دارد. قدرت تحمل بار شعاعی آن از نوع بدون شیار بالاتر، ولی قدرت تحمل بار محوری آن کمتر است و نیز سرعت بلبرینگ های شیار عمیق معمولی را ندارند. این نوع بلبرینگ ها با کاسه نمد فلزی نیز تولید می شوند که در صورتیکه در هر دو طرف کاسه نمد داشته باشد، قبلاً با گریس مناسب پر شده است. جهت کاربردهایی نظیر گیربکسهای اتوماتیک که از بلبرینگ در یک فضای محدود باید استفاده شود می توان با کمک جای خار و خار در روی بلبرینگ Snap ring groove + Snap ring آن را در امتداد محوری تثبیت کرد. مقدار ناهمراستایی مجاز شافت در این برینگ ها بین 2 الی 5 دقیقه بوده و تجاوز از این حد منجر به کاهش عمر برینگ و تولید صدا می شود. بار حداقل Minimum load مقدار حداقل باری که باید بر روی این نوع بلبرینگ ها اعمال شود تا از لغزش ساچمه ها بر روی شیار ممانعت شود، بدین قرار است: بار شعاعی حداقل، Frm=Kr ضریب بار حداقل، Kr= برای بلبرینگ های سری 2 40= برای بلبرینگ های سری 3 50= ویسکوزیته روغن روانکار در دمای کار V=mm2/S سرعت دورانی، n=r/min قطر متوسط بلبرینگ dm=mm, 0.5(d+D) بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load این مقدار برابر است با: P=Fr+Fa این معادله در صورتی برقرار است که Fa / Fr≤ 0.6 و P≤ 0.5Co بار دینامیکی معادل، P=N بار شعاعی، Fr=N بار محوری، Fa=N که در آن Co نرخ بار استاتیکی است. استفاده از این نوع بلبرینگ ها در صورتی امکان پذیر است که مقدار بار محوری Fa از 0.6Fr بیشتر نباشد. بار استاتیکی معادل Equivalent static bearing load این مقدار برابر است با: Po=Fr+0.5Fa معادله در صورتی معتبر است که Fa / Fr≤ 0.6 باشد. بار استاتیکی معادل، نیوتن Po= بار شعاعی، Fr=N بار محوری،
بلبرینگ های بشکه ای بلبرینگ های بشکه ای SPHERICAL ROLLER BEARINGS مناسب برای سرعتهای بالا و بارهای سنگین Suitable for high speeds and high loads (1) پاتنت کردن (Patenting): از عملیات حرارتی فولادها که برای ازدیاد چقرمگی به کمک حمام سرب مذاب صورت می گیرد. این بلبرینگ ها دارای دو ردیف غلتک در یک شیار مشترک منحنی الشکل درحلقه بیرونی هستند و دو شیار در حلقه درونی آنها نسبت به محور برینگ زاویه می سازد. برینگ خاصیت خودتنظیمی داشته، در نتیجه نسبت به ناهمراستایی شافت حساس نیست و علاوه بر تحمل بار شعاعی، بار محوری را نیز از دو طرف متحمل می شود. غلتک های آن بلند، قطور و متقارن و به تعداد زیاد هستند که این خصوصیات موجب قابلیت تحمل فوق العاده زیاد این نوع برینگها در برابر نیروها می باشند. سوراخ داخلی آنها در دو نوع استوانه ای و مخروطی با شیب 1:30 (پسوند k30) و شیب 1:12 (پسوند k) تولید می شود. برای نصب بلبرینگ با سوراخ داخل مخروطی بوشهای کششی و تبدیلی نیز تولید می شود. طراحیهای گوناگون این نوع بلبرینگ ها بدین قرار است: در آن دسته که با پسوندهای CC,C و EC مشخص می شوند غلتک ها متقارن بوده، حلقه داخلی لبه نداشته و برای هر ردیف غلتک یک پنجره ساچمه وجود دارد. حلقه راهنما Guide ring روی حلقه داخلی متمرکز شده است. نوع EC با دارا بودن غلتک های تقویت شده، قدرت تحمل بار بیشتری دارند. پرداخت ویژه غلتک ها و شیارها در نوع CC موجب کاهش قابل توجه اصطکاک شده است. (لازم به تذکر است که حلقه راهنما، وسیله ایست برای هدایت بهتر غلتک ها در حرکت به سمت جلو و چرخش آنها) طراحی هایی که با پسوندهای CAC, ECAC, CA, ECA مشخص می شوند در سریهای بزرگتر بکار برده می شوند. غلتک ها متقارن و حلقه داخلی لبه دارد. حلقه راهنما روی حلقه داخلی متمرکز شده و پنجره ساچمه به صورت یکپارچه و از جنس فولاد یا برنج است. نوع ECAC, CAC دارای سطوح پرداخت شده بالاتر از CC بوده و دو نوع ECAC, ECA با داشتن غلتک های تقویت شده قابلیت تحمل بار بیشتری دارند. در نوعی که با پسوند E مشخص می شود، غلتک ها متقارن، حلقه داخلی بدون لبه و حلقه راهنمای سنتر شده، در نزدیکی حلقه بیرونی قرار دارد. تعداد پنجره ساچمه نیز دوتاست، این نوع طراحی، تمامی خصوصیات نوع CC را نیز داراست و طراحی پنجره ساچمه در آن به نحوه ایست که امکان جازدن غلتک های بزرگتر یا با تعداد بیشتر را فراهم کرده است که در نتیجه آن قدرت تحمل بار برینگ افزایش یافته است. موقعیت دهی حلقه راهنما در نزدیک حلقه بیرونی موجب عملکرد بهتر روانکار بین حلقه و غلتک ها می شود. اکثر سری های این نوع برینگ دارای یک شیار و سه سوراخ در حلقه بیرونی جهت عمل روانکاری هستند. که این ویژگی با پسوند W33 مشخص می شود. (در طراحی E پسوند W33 قید نمی شود). بلبرینگ های بشکه ای با کاسه نمد نیز تولید می شود. کاسه نمد در آنها به صورت دو تکه بوده، یک تکه به حلقه بالایی و قسمت دیگر به حلقه پایینی متصل شده است. در بلبرینگ هایی که کاسه نمد دارند امکان انحراف تا 0.5º در حلقه پایینی نسبت به حلقه بالایی وجود دارد. وجود کاسه نمد محدوده دمایی کارکرد را نیز بین -30ºc الی +150ºc تقلیل می دهد. برینگ در این حالت دارای گریس است. برای نقاط مرتعش، بلبرینگهای خاصی وجود دارد که از طراحی CC مشتق شده اند. پنجره ساچمه در آنها سخت کاری سطحی شده و در مقابل سایش مقاومت خوبی دارند، حلقه راهنما روی شیار حلقه بیرونی متمرکز شده و دارای لقی خاصی هستند. VA405, JA, A15 انواع مختلف طراحی در کاربردهای مورد بحث است. جهت جلوگیری از خوردگی ناشی از خراش، سوراخ داخل بعضی از آنها با روکش تفلونی PTFE تولید می شود (پسوند این سری VA406 است). مقادیر مجاز ناهمراستایی بلبرینگ های بشکه ای در جدول بالا آورده شده است. محدوده دمایی کارکرد بلبرینگهای بشکه ای تا +200ºc تعیین شده است. محفظه های مناسب این نوع برینگها housings نیز در قسمت مربوطه مورد بحث قرار خواهند گرفت. طراحی آنها به نحوی است که بارهای محوری را نیز متحمل می شوند. این مقدار در صورتیکه برینگ بر روی بوش نصب شده باشد، بستگی به مقدار اصطکاک بین بوش و شافت داشته و از این رابطه بدست می آید: Fap=3Bd حداکثر بار محوری مجاز، Fap=N پهنای بلبرینگ ، B=mm قطر سوراخ داخلی بلبرینگ، d=mm بار حداقل Minimum load جهت اجتناب از مشکلاتی نظیر سر خوردن غلتک ها بر روی شیار خود، بلبرینگ همیشه باید تحت یک مقدار بار قرار داشته باشد که از این رابطه حاصل می شود: Frm=0.02C بار شعاعی حداقل، Frm=N دینامیکی مبنا بر حسب نیوتن، که در جداول مشخصات برینگ ها داده می شود C= اگر وزن قطعات مجاور برینگ به همراه نیروهای خارجی به مقدار نیروی محاسبه شده از فرمول فوق الذکر نرسید، باید به طریقی این بار را روی برینگ ایجاد نمود. بار دینامیکی معادل بر روی برینگ Equivalent dynamic bearing load Fa / Fr≤ e اگر P=Fr+Y1Fa Fa / Fr> e اگر P=0.67Fr+Y2Fa Fr نیروی شعاعی، Fa نیروی محوری و Y2 , Y1, e ضرایبی هستند که در جدول مشخصات برینگها ارائه می گردد. bearing بار استاتیکی معادل بر روی برینگ Equivalent static load Po=Fr+YoFa مقادیر ثابت Yo در جدول مشخصات برینگها ارائه می گردد. نصب برینگهایی که سوراخ داخلی آنها مخروطی است Paired single row taper roller bearings این برینگها همیشه با انطباق تداخلی بر روی شافت نصب می شوند. مقدار کاهش در لقی داخلی یا مقدار پیشروی حلقه داخلی برینگ بر روی شافت دو شیوه متداول جهت رسیدن به انطباق مورد نظر است. که معمولاً روش کاهش لقی داخلی به روش دوم ارجحیت دارد، مگر در مواردیکه بلبرینگ کوچک یا فضای اطراف آن محدود باشد. برای سنجش کاهش لقی، فیلرهای با ضخامت 0.03 mm به بالا مورد نیاز است و فیلرگیری همیشه باید بین حلقه بالایی و غلتک آزاد از بار انجام شود. مقادیر راهنما هر دو روش در جدول صفحه بعد آورده شده است. باید توجه داشت که در صورت وجود بارهای سنگین، سرعتهای زیاد و دماهای بالا لقی داخلی اولیه برینگ باید بالاتر از نرمال (کلاس C4, C3) بوده و مقدار حداکثر کاهش لقی را مدنظر داشت. بلبرینگ سوزنی بلبرینگ و فاکتورهای انتخاب جابجایی بلبرینگ بلبرینگ شیار عمیق بلبرینگهای های کوچک طرح های بلبرینگ و داده های مرتبط اطلاعات عمومی طرح های بلبرینگ طرح های بلبررینگ توانایی حمل شرح فنی پسوند بلبرینگ طرح های بلبرینگ و داده های مرتبط استانداردهای طرح های بلبرینگ اطلاعات عمومی طرح های بلبرینگ بلبرینگ استوانه ای بلبرینگ و آلودگی تفاوت بلبرینگ با بلبرینگ بلبرینگ شیار عمیق بلبرینگ طرح های بلبرینگ بلبرینگ طرح های بلبرینگ بلبرینگ های تماس زوایه ای بلبرینگ های کف گرد