انواع مختلف رولبرینگ استوانه ای
بلبرینگ خود تنظیم دارای دو ردیف ساچمه با یک کنس بیرونی مشترک است که شیار ساچمه ها در آن ( کنس بیرونی بلبرینگ ) به صورت منحنی بوده و همین ویژگی باعث ایجاد خاصیت خود تنظیمی به بلبرینگ شده است. همین خاصیت خود تنظیم بودن این نوع از بلبرینگها باعٍث شده که در مواقع انحراف و ناهمراستایی محور یا شفت ، خودش را با زاویه و خیز شفت تطبیق دهد و از فشار آمدن روی ساچمه ها و لبه کنس داخلی جلوگیری کند. هنگامی که قدرت تحمل بار بلبرینگ خود تنظیم کافی نباشد، می توان از رولبرینگ های بشکه ای که دارای ویژگی و خاصیتی مشابه هستند استفاده کرد. همچنین قدرت تحمل بار بلبرینگ خود تنظیم که پسوند E داشته باشد از بلبرینگ بدون این پسوند بیشتر می باشد.
بلبرینگ خود تنظیم
پنجره یا قفسه بلبرینگ خود تنظیم در انواع مختلف
قفسه فولادی
قفسه برنجی
قفسه پلی آمیدی
با توجه به سری اندازه بلبرینگ تولید می گردد.
کاسه نمد بلبرینگ های خود تنظیم لاستیکی از جنس
اکریلونیتریل بوده و با پسوند RS1 در شماره فنی بلبرینگ مشخص می شود و توسط کارخانه با گریس پایه لیتیوم پر شده است.
انواع بلبرینگ خود تنظیم :
سوراخ داخلی بلبرینگ های خود تنظیم در دو نوع
استوانه ای یا صاف
و
مخروطی ( با شیب ۱:۱۲ )
می باشد. که در بلبرینگ خود تنظیم دارای سوراخ داخلی مخروطی از بوش ( بوش واسط ) به همراه واشر و مهره قفلی ( مهره چاکنت ) برای تثبیت محوری بلبرینگ استفاده می شود.
بلبرینگ خود تنظیم
بلبرینگ های خود تنظیم دارای کنس داخلی عریض تر ، در شفت یا محور هایی بکار برده می شوند که دقیق پرداخت کاری و صیقل شده باشند.
لقی و شل بودن قطر داخل بلبرینگ های خود تنظیم دارای کنس داخلی عریض
عمل جازدن و در آوردن آنها را آسان کرده است
که با استفاده از شکاف موجود بر روی کنس داخلی عریض آنها با یک پین یا پیچ می توان بلبرینگ را به خوبی روی محور تثبیت کرد.
بلبرینگ خود تنظیم
برای نصب و جازدن بلبرینگ خود تنظیم دارای سوراخ داخلی مخروطی باید از انطباق تداخلی بین شفت و خود بلبرینگ همراه با غلاف واسطه یا غلاف بیرون کشیدنی ، کمک گرفت.
میزان و مقدار این تداخل به روش:
بعد از نصب صحیح بلبرینگ ، باید کنس بیرونی بلبرینگ را به آسانی چرخاند و وقتی که بخواهیم آن رابپیچانیم باید کمی مقاومت احساس شو
در چیدمان و نصب بلبرینگ به صورت رو به رو ( جلو به جلو ) از یک حلقه یا بوش فاصله گذار بین کنس های بیرونی بلبرینگ استفاده می شود.
در چیدمان یا طراحی پشت به پشت از دو حلقه یا بوش فاصله گذار استفاده می شود که یکی بین کنس های بیرونی و دیگری بین کنس های داخلی بلبرینگها قرار میگیرد که این نوع نصب یا چیدمان قابلیت دادن تحمل بارهای ممان به رولبرینگها است.
در چیدمان یا طراحی پشت سر هم ، بار محوری فقط از یک سمت به بلبرینگ وارد می شود با این تفاوت که این بار توسط هر دو بلبرینگ تحمل می شود. در این چیدمان نیز یک حلقه یا بوش فاصله گذار بین کنس های بیرونی بلبرینگها و یکی از کنس های داخلی قرارداده می شود.
این نوع چیدمان و نصب بلبرینگها در مقابل ناهمراستایی شفت حساس بوده و موجب کوتاه شدن عمر بلبرینگ ها می شود و همچنین لقی داخلی این رولبرینگ ها با بوش فاصله گذار تنظیم می شود که هر مقدار تغییر در لقی نرمال بلبرینگ با پسوند C همراه با یکی از اعدد ۲ یا ۳ در شماره فنی بلبرینگ مشخص می شود.
متداول ترین کاسه نمد بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه
با کاسه نمد فلزی
کاسه نمد لاستیکی
تولید می شود.
بلبرینگ ها یی که در هر دو طرف کاسه نمد دارند
با گریس پایه لیتیم توسط کارخانه پر می شوند
و به همین دلیل هنگام نصب و جازدن این نوع از بلبرینگ های شیار عمیق از
گرم کردن و حرارت دادن
شستن
آنها صرف نظر کرد.
گریس بلبرینگ که توسط شرکت سازنده بلبرینگ درون بلبرینگ قرار میگیرد حدود ۲۵ تا ۳۵ درصد فضای خالی داخل بلبرینگ را پر می کند. کاسه نمد های فلزی که فقط در یک طرف بلبرینگ قرار دارند با پسوند Z و آنها که در دو سمت خود کاسه نمد فلزی دارند با ۲Z مشخص می شوند و نیازمند ماشینکاری محور یا شفت با دقت بالا نمی باشد چون لبه کاسه نمد درست در زیر سطح لبه کنس داخلی بلبرینگ قرار می گیرد. این نوع از کاسه نمد ها با کنس داخلی بلبرینگ فاصله داشته و باید هنگامی مورد استفاده قرار بگیرند که در آن دستگاه کنس خارجی یا بیرونی ثابت و کنس داخلی همراه با شفت یا محور بچرخد که در صورت چرخش کنس خارجی یا بیرونی امکان نشت روانکار بلبرینگ که روغن یا گریس می باشد وجود دارد.
اصطکاک در کاسه نمد بلبرینگ ها
همه انواع بلبرینگ هایی که همراه با کاسه نمد فلزی یا لاستیکی تولید می شوند به دلیل تولید اصطکاک در سطوح تماس خود با کنس های بلبرینگ از میزان سرعت آنها کاسته می شود. یک نوع از کاسه نمد ها در سری بلبرینگ شیار عمیق ۶۲ وجود دارند که با تولید اصطکاک کم می توانند سرعت بلبرینگ را نزدیک سرعت آن بدون کاسه نمد کند.
این نوع کاسه نمد با پسوند:
RZ مشخص شده
و شامل:
یک لاستیک مصنوعی به نام اکریلونیتریل بوتادین یا
یک واشر فلزی تقویت شده است
فاصله این نوع کاسه نمد ها با حلقه یا کنس داخلی بلبرینگ بسیار کم بوده و ویزگی آب بندی بلبرینگ را بالا می برد. محدوده دمایی کارکرد این نوع کاسه نمد ها:
منفی چهل درجه سانتیگراد
تا
مثبت یکصد درجه سانتیگراد
و حد نهایی سرعت این نوع از بلبرینگ های شیار عمیق m/s ۱۴ است.
بلبرینگ شیار عمیق با خار فنری چفت کننده
از دیگر انواع بلبرینگ های شیار عمیق:
بلبرینگ شیار عمیق با جای خار است
که با قرار دادن یک خار چفت کننده در آن ، بلبرینگ از لحاظ
تثبیت محوری
با حداقل مقدار فضای اشغالی ، تثبیت یا محکم می گردد.
این خار فنری یا چفت کننده
با پسوند NR
بعد از شماره فنی بلبرینگ نوشته می شود.
• بلبرینگ بدون کاسه نمد همراه با خار فنری ، با پسوند NR در شماره فنی بلبرینگ مشخص می شود
• بلبرینگ با کاسه نمد فلزی Z در یک طرف و خار فنری در طرف دیگر ، با پسوند ZNR در شماره فنی بلبرینگ مشخص می شود
• بلبرینگ با کاسه نمد فلزی Z در دو طرف بلبرینگ همراه با خار فنری ، با پسوند ۲ZNR در شماره فنی بلبرینگ نوشته می شود
همه انواع بلبرینگ ها را می توان از لحاظ مقدار فشاری که باید تحمل کنند به چهار دسته زیر تقسیم کرد :
قفسه ها دارای انواع مختلفی از لحاظ ساختار هستند که می توانند بر روی کیفیت بلبرینگ ها تاثیر گذار باشند. هدف اصلی قفسه ها به شرح زیر است:
نگه داشتن عناصر دوار در یک فاصله ی مناسب و مشخص از یکدیگر به منظور جلوگیری از تماس مستقیم آنها با یکدیگر، هدف از این کار به حداقل رساندن اصطکاک و گرمای تولید شده حین عملیات است.
نگه داشتن عناصر دوار در یک توزیع مناسب و دوار که منجر به توزیع بار یکنواخت و عملکرد بار آنها خواهد شد.
هدایت عناصر دوار به منطقه ی بدون بار به منظور بهبود شرایط دورانی بلبرینگ و جلوگیری از آسیب دیدن آنها در حرکات لغزشی یکی دیگر از موارد کاربرد قفسه هاست
نگه داشتن عناصر دورانی در یک مجموعه در مواردی که بلبرینگ دارای طرح جداشدنی هستند و مخصوصا در حالتی که رینگ بلبرینگ برای نصب و پیاده سازی از آن جدا می شود.
لقی داخلی به کل فاصله ای گفته می شود که یک رینگ بلبرینگ نسبت به رینگ دیگر در جهت شعاعی (لقی شعاعی داخلی) یا جهت محوری (لقی داخلی محوری) می تواند حرکت داشته باشد.
تمایز بین لقی داخلی بلبرینگ قبل و بعد از نصب از اهمیت بالایی برخوردار است که این تفاوت به دلیل دمای عملکرد ایجاد می شود (لقی عملکردی) ؛ لقی اولیه ی داخلی (قبل از نصب) بزرگتر از لقی در زمان عملکرد است و دلیل آن تفاوت در زاویه لبه ها در نصب و تفاوت در انبساط حرارتی بوجود آمده در رینگ بلبرینگ در رابطه با عناصر مرتبط است که قابلیت منبسط و منقبض شدن حین عملیات را دارند.
دایره گام Pitch Circle: دایره‌ای فرضی که تمامی‌محاسبات بر اساس آن انجام میگیرد. دایره گام دو چرخ‌دنده درگیر بر هم مماس می‌باشند.
گام محیطی Circular Pitch: طول کمانی از دایره گام که بین دو نقطه متناظر از دو دندانه مجاور قرار گرفته است.
ارتفاع سر دنده Addendum: فاصله بین بالای دندانه Top Land تا دایره گام.
ارتفاع ته دنده Dedendum: فاصله بین ته دندانه Bottom Land تا دایره گام.
لقی محیطی Backlash: مقداری که فضای خالی بین دو دندانه یک چرخ‌دنده از ضخامت دندانه‌های چرخ‌دنده درگیر با آن در امتداد دایره گام بیشتر است.
اولین نکته نسبت چرخ دنده ها است. نسبت چرخ دنده ها قدرت و سرعت خروجی را تعیین می کند.
نکته دوم شکل دنده هایی است که روی چرخ دنده قرار گرفته اند. چرخ دنده های قدیمی ظاهری شبیه شکل روبرو داشتند. چنین چرخ دنده ای برای کارهای ساده خوب است، اما وقتی بخواهیم در یک ابزار پیچیده از آن استفاده کنیم کارآیی چندانی ندارد.
اینجا نوبت به انتخاب نوع چرخ دنده ها می رسد. چرخ دنده ها انواع مختلفی دارند که هر یک از آنها برای شرایط خاصی به کار می رود.
چرخ دنده های ساده
این چرخ دنده ها ساده ترین چرخ دنده هایی هستند که دیده اید. آنها دندانه های مستقیم دارند و محور دو چرخ نیز موازی با یک دیگر قرار گرفته اند. گاهی تعداد زیادی از آن ها را در کنار هم قرار می دهند تا سرعت را کاهش و قدرت را افزایش دهند.
در تعداد زیادی از وسایل از این چرخ دنده ها استفاده می شود. مثلاً ساعت های کوکی، ساعت های اتوماتیک، ماشین لباس شویی، پنکه و ... . اما در اتومبیل به کار نمی آیند، چون سر و صدای زیادی دارند. هر بار که دندانه یک چرخ به دندانه چرخ روبرو می رسد، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجاد می شود. می توانید مجسم کنید وقتی تعداد زیادی از این چرخ دنده ها با هم کار کنند، چه سر و صدایی راه می اندازند؟ تازه این برخورد ها در دراز مدت، باعث شکستن دندانه ها می شود. برای کاهش سر و صدا و افزایش عمر چرخ دنده ها در بیشتر اتومبیل ها از چرخ دنده های مارپیچ استفاده می کنند.
چرخ دنده های مارپیچ
دندانه این چرخ دنده ها اریب است. وقتی یکی از آن ها می چرخد، ابتدا نوک دندانه ها با هم تماس پیدا میکنند سپس به تدریج دو دندانه کاملاً در هم جفت می شوند. این درگیری تدریجی همان چیزی است که هم سرو صدا را کم میکند و هم باعث می شودکه این چرخ دنده ها نرم تر کار کنند.
در ماشین تعداد زیادی چرخ دنده مارپیچ وجود دارد. به خاطر مایل بودن دندانه ها، هنگام درگیری نیروی زیادی به آن ها وارد می شود. به همین علت در وسایلی که از چرخ دنده های مارپیچی استفاده می کنند بلبرینگ هایی تعبیه شده است تا این فشار را تحمل کند. اگر زاویه دندانه ها را به دقت تنظیم کنیم، می توان دو چرخ دنده را به دو محور عمود بر هم وصل کرد تا جهت چرخش 90 درجه تغییر کند.
چرخ دنده های مخروطی
این چرخ دنده ها بهترین وسیله تغییر جهت هستند. معمولاً از آن ها برای تغییر جهت 90 درجه استفاده می شود، ولی می توان طراحی را طوری انجام داد که در زاویه های دیگر نیز کار کنند.
دندانه های آن ها ممکن است مستقیم یا پیچ دار باشد. اما اگر دندانه ها صاف باشد همان مشکل چرخ دنده های ساده را دارند. در دندانه های پیچ دار این مشکل برطرف شده است، ولی در هر دوی آن ها باید محور چرخ دنده ها در یک صفحه قرار داشته باشد.
گاهی می خواهیم محور چرخ ها در یک صفحه نباشند. در چنین شرایطی از چرخ دنده هایی مانند شکل روبرو استفاده می کنیم.
در دیفرانسیل بسیاری از اتومبیل ها از این چرخ دنده ها استفاده می شود. این طراحی امکان آن را ایجاد می کند که محور چرخ دنده بیرونی پایین تر از محور چرخ دنده حلقوی قرار داده شود. شکل روبرو محور بیرونی ورودی را نشان می دهد که در تماس با چرخ حلقوی قرار گرفته است. از آن جایی که محور محرک (Drive Shaft) ماشین به چرخ بیرونی متصل می شود، پایین آمدن چرخ بیرونی امکان پایین آوردن محور محرک را هم ایجاد می کند، پس می توان محور را پایین تر آورد و در عوض فضای بیشتری را به سرنشینان اتومبیل اختصاص داد.
چرخ دنده های حلزونی
این چرخ دنده ها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که بخواهیم تغییر زیادی در سرعت و یا قدرت ایجاد کنیم. معمولاً نسبت شعاع دو چرخ دنده 20:1 است و گاهی حتی به 300:1 و بیشتر نیز می رسد.
این چرخ دنده ها یک خاصیت جالب هم دارند که در هیچ چرخ دنده دیگری پیدا نمی شود. (چرخ بالایی حلزون) می تواند به راحتی چرخ دیگر (چرخ دنده حلزونی) را حرکت دهد، ولی چرخ پایینی نمی تواند حلزون را بچرخاند. زاویه دنده های روی حلزون آن قدر کوچک است که وقتی چرخ پایینی بخواهد آن را بچرخاند، اصطکاک به حدی زیاد می شود که از حرکت حلزون جلوگیری می کند. این ویژگی به ما امکان استفاده از این چرخ دنده ها را در جاهایی که به یک قفل خودکار نیاز داریم می دهد. فرض کنید از این چرخ دنده در یک بالابر استفاده کرده ایم؛ وقتی موتور بالابر از کار بیفتد، چرخ دنده ها قفل می شوند و نمی گذارند بار پایین بیاید. معمولاً در دیفرانسیل کامیون ها و خودروهای سنگین از این چرخ دنده ها استفاده می شود.
چرخ دنده شانه ای
این چرخ دنده ها برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می شوند. یک مثال خوب برای این چرخ دنده ها فرمان اتومبیل است. فرمان، چرخ دنده ای را می چرخاند که با چرخ شانه ای در تماس است. وقتی شما فرمان را می چرخانید، با توجه به جهت چرخش فرمان، شانه به سمت چپ و یا راست حرکت می کند و باعث حرکت چرخها می شود. در برخی از ترازوها نیز برای چرخاندن عقربه از سیستم مشابهی استفاده می شود