بلبرينگ خودرو

لقی برینگ عبارت است از مقدار فضایی که یک رینگ برینگ بتواند نسبت به رینگ دیگر در امتداد شعاعی یا محوری حرکت داشته باشد.

تشخیص لقی داخلی یک برینگ قبل و بعد از نصب برینگ در محل کارکرد ضروری است. لقی بعد از نصب و در حین کارکرد برینگ بنابه دلایلی نظیر انطباق آن بر روی شفت و تفاوت در انبساط حرارتی رینگ‏ها از لقی اولیه (قبل از نصب) کمتر است.

جهت عملکرد مطلوب برینگ، لقی داخلی شعاعی آن از اهمیت خاصی برخوردار است، بطور کلی بلبرینگ‏ها باید بدون لقی (لقی صفر) یا حتی با لقی منفی باشند.

لقی داخلی که تحت عنوان نرمال Normal Clearance در جداول آورده شده‏اند مواقعی کاربرد دارند که شرایط کاری برینگ نرمال باشد. در شرایط غیر نرمال مثلاً مواقعیکه رینگ‏های داخلی و خارجی باید با انطباق تداخلی Interference fits نصب شوند لقی باید کمتر از نرمال (سفت‏تر) باشد و بالعکس در شرایطی که دمای کارکرد برینگ بالاست لقی باید بیشتر از نرمال باشد. این لقی‏های بیشتر و کمتر از نرمال با پسوندهای C1 تا C5 در برینگ‏ها مشخص می‏شوند. (C1 و C2 کمتر از نرمال و C3 و C4 و C5 بیشتر از نرمال می‏باشند).

روانکاری برینگ Bearing Lubrication

یک برینگ جهت کارکرد مطلوب باید به نحو مناسب روانکاری شود تا از تماس مستقیم اجزاء برینگ و در نتیجه سایش آنها و نیز زنگ‏زدگی آن ممانعت بعمل آید.

در انتخاب نوع روانکار (گریس یا روغن) عوامل متعددی نظیر سرعت کارکرد برینگ و دما دخیل هستند و در این رابطه انواع متعدد روانکار اعم از گریس (Grease) و روغن (Oil) تولید می‏شوند.

گریس‏کاری Grease Lubrication

 در شرایط کارکرد نرمال (سرعت، فشار و دما) گریس کاربرد زیادی در روانکاری برینگ‏ها دارد. مزایای گریس نسبت به روغن، عبارت است از چسبندگی بهتر به برینگ و عدم چکه کردن به خصوص در مواقعی که شفت حالت عمودی داشته باشد و نیز عملکردی مشابه کاسه نمد در مقابل ورود بعضی مواد زائد و رطوبت به داخل برینگ ایفا می‏کند. منتها باید توجه داشت که گریس زیاد موجب بالا رفتن سریع دما بخصوص در سرعت‏های بالا می‏شود معمولاً %30-50 فضای داخل محفظه برینگ با گریس پر شده تا فضای آزاد کافی جهت انتقال گرما از برینگ به محیط اطراف از طریق گریس امکان‏پذیر شود.

فقط در سرعت‏های خیلی کم و خطر خوردگی زیاد توصیه می‏شود کل محفظه برینگ با گریس پر شود.

گریس‏ها روغن‏های طبیعی یا مصنوعی هستند (روغن پایه) که با یک غلیظ کننده که عموماً صابون‏های فلزی هستند حالت نیمه مایع تا جامد به خود می‏گیرند و سفتی آن نیز به مقدار غلیظ کننده بستگی دارد. جهت ایجاد خواصی نظیر خاصیت ضد خوردگی عناصر دیگری نیز به گریس اضافه می‏شود.

در انتخاب نوع گریس به پارامترهایی نظیر ویسکوزیته روغن پایه، درجه سفتی، دمای کارکرد و خاصیت ضد خوردگی آن باید توجه شود.

ویسکوزیته روغن پایه

ویسکوزیته به مقاومت سیال (روانکار) در مقابل جاری شدن اطلاق می‏شود.

اهمیت ویسکوزیته روغن پایه (90-85% وزن گریس را تشکیل می‏دهد) برای دارا بودن قدرت لازم جهت نگهداشتن اجزاء برینگ از تماس مستقیم با یکدیگر مد نظر می‏باشد.

استفاده از روغن به عنوان روانکار در مواردی است که بعلت سرعت و دمای بالا، گریس قادر به عملکرد مناسب نباشد و یا مکانیزم قطعات مجاور برینگ، قطعاتی نظیر چرخ دنده باشد که به خاطر مسائل سرعت و اصطکاک ملزم به استفاده از روغن باشیم.

زنگ زدگی و خوردگی بلبرینگ

تعریف: زنگ زدگی عبارت است از تشکیل لایه فیلم اکسیدی، ئیدروکسیدی یا کربناته در اثر فعل و انفعالات شیمیایی بر روی سطح فلزی.
خوردگی به پدیده اکسیداسیون یا تجزیه در اثر فعل و انفعال شیمیایی با یک اسید یا باز گفته می شود.

علل:زنگ زدگی و خوردگی بلبرینگ
زنگ زدگی:
1) هنگامی که ماشین متوقف شده و دمای آن تا نقطه شبنم افت می کند، رطوبت داخل محفظه به قطرات آب تبدیل شده، روانکار را آلوده می کند. در نتیجه سطح بلبرینگ زنگ می زند.
2) در صورتی که بلبرینگ در محیط مرطوب برای مدت طولانی انبار شود، زنگ زدگی در فواصل یکسان با فواصل اجزاء غلتشی برروی شیار غلتک ظاهر می شود.
خوردگی:
1) زمانی اتفاق می افتد که ترکیبات کلرین یا سولفور موجود در مواد افزودنی روانکار تحت دمای زیاد تجزیه می شود.
2) زمانیکه آب به داخل بلبرینگ نفوذ کند.

روش اصلاح:
الف- تقویت سیستم آب بندی مجموعه
ب- بازرسی منظم روانکار
ج- فراهم نمودن امکانات لازم برای جلوگیری از زنگ زدگی بلبرینگ درهنگام انبار کردن آ

رولبرینگ های سوزنی کف گرد
 Needle Roller Thrust Bearings
این برینگ ها قادر به تحمل بار محوری سنگین بوده و ضمن حساس نبودن به بارهای ضربه ای به حداقل فضای محوری ممکن برای نصب نیاز دارند. این رولبرینگ ها بار محوری را فقط از یک سمت میتوانند متحمل شوند.
این برینگ شامل واشر محفظه، واشر شافت و مجموعه قفسه و غلتک هاست. میتوان مجموعه قفسه و غلتک ها را فقط با یک واشر کفی بکار برد و این درحالتی است که محل قرار برینگ از سختی و صافی کافی سطح برخوردارباشد.
واشرهای برینگ
مانند رولبرینگ های استوانه ای کف گرد، در این نوع نیز می توان به جای استفاده از واشرهای محفظه و شافت از واشرهای شیار دار و واشرهای کفی استفاده نمود. واشرهای شیاردار از جنس فولاد کرومی سخت کاری شده هستند. شیار آنها پرداخت شده و بقیه سطوح ماشینکاری شده اند.
در مواردی که دقت به هم مرکز بودن واشرها، زیاد مورد نیاز نباشد، می توان از این نوع واشرها به عنوان واشر شافت و محفظه استفاده نمود.
واشر کفی معمولاً ضخامت بسیارکمی داشته 1mm و از جنس فولاد فنر است. این نوع واشرها نیز می توانند به جای واشرمحفظه یا شافت بکار برده شوند.
در این رولبرینگ ها، می توان با استفاده از یک واشر میانی و دو سری مجموعه قفسه و غلتک رولبرینگ را دو طرفه کرد که بار محوری را از دو طرف متحمل شود. در رولبرینگ های کف گرد سوزنی هیچ نوعی ناهمراستایی مجاز نیست.
قفسه سوزنی های رولبرینگ کف گرد فولادی و در بعضی موارد فیبری است که در این حالت برینگ تا دمای 120ºc توانایی کارکرد دارد.
در قطعاتی که با رولبرینگ تماس مستقیم دارند مسائلی نظیر دارا بودن زاویه درست نسبت به محور شافت و حالت یک نواخت داشتن ( پله ای نبودن ) از اهمیت خاصی برخوردار است.  
در صورت عدم استفاده از واشرهای محفظه و شافت، سختی سطحی که مجموعه قفسه و غلتک ها بر روی آن قرار میگیرد باید بین  58HRC الی 64HRC بوده و زبری سطح از 0.2µm بالاتر نباشد(Ra<0.2 m). درجه سختی پایین تر به منزله افت ظرفیت تحمل بار مجموعه خواهد بود.
هدایت شعاعی مجموعه قفسه و غلتک ها بخصوص در سرعتهای بالا ضروری است

رولبرینگ بشکه ای کف گرد

رولبرینگ های بشکه ای کف گردرولبرینگ های بشکه ای کف گرد
  Spherical Roller Thrust Bearings
حالت زاویه دار بودن شیارغلتک نسبت به محور در این برینگ ها، آنها را برای تحمل بارهای شعاعی و محوری مناسب می سازد. خصوصیت مهم دیگر آنها قابلیت خود تنظیم بودن است که این امر موجب عدم حساسیت رولبرینگ نسبت به ناهمراستایی شافت است.
این رولبرینگ ها تفکیک شدنی بوده، واشر شافت به همراه قفسه و غلتک ها یک قسمت و واشر محفظه قسمت دیگر را تشکیل می دهد. غلتک های بشکه ای در این نوع رولبرینگ ها حالت نامتقارن داشته، تعداد زیاد این غلتک ها به همراه طراحی خاص شیار غلتک موجب قدرت فوق العاده بالای آنها دربرابر بارهای محوری است ضمن اینکه از سرعت دورانی نسبتاً بالایی نیز برخوردارند. طراحی های خاصی نیز وجود دارند (پسوند E) که قدرت تحمل بار آنها از نوع معمولی نیز بالاتر است.
بعضی از سری های این نوع رولبرینگها با قفسه فولادی واکثریت سری ها با قفسه فولادی یا برنجی ماشینکاری شده تولید می گردند که این قفسه ها با یک بوش که در سوراخ واشر شافت تعبیه شده است، جهت قرار گرفتن در وضعیت درست تنظیم می شود. همانگونه که قبلاً گفته رولبرینگ های کف گرد بشکه ای خاصیت خود تنظیمی دارند.

رولبرینگ استوانه ای کف گرد

رولبرینگ های استوانه ای کف گردرولبرینگ های استوانه ای کف گرد
Cylindrical Roller Thrust Bearings
این رولبرینگ ها برای تحمل بارهای محوری سنگین مناسب هستند. بعلاوه در مقابل بارهای ضربه ای حساس نبوده، استحکام بالا دارند و فضای محوری کمی برای نصب نیاز دارند.همچنین در نوع یک ردیفه ساخته شده و بار محوری را از یک سمت می توانند تحمل کنند.
طراحی آنها ساده و شامل یک واشر شافت، یک واشر محفظه و قفسه بهم راه تعدادی غلتک است. در مواردی که محل قرارگرفتن رولبرینگ مناسب باشد، می توان واشرهای محفظه و شافت را حذف نمود و از خود قفسه و غلتک ها استفاده کرد، ولی به هر حال محل قرار گرفتن این مجموعه باید سخت و پرداخت شده باشد. به همین دلیل معمولاً کل رولبرینگ دارای یک شماره خاص و هر یک از اجزاء آن نیز دارای یک شماره مجزا است.
نوع خاصی از این رولبرینگ ها تولید می شود که با داشتن تعداد غلتک بیشتر، قدرت تحمل بار بیشتری نسبت به نوع استاندارد داشته که البته از سرعت چرخشی کمتری نیز برخوردارند.
در موارد دیگر نیز که بعنوان مثال سرعت پایین و یا دقت خیلی زیاد مورد نیاز نباشد، می توان به جای واشرهای محفظه و شافت از واشرهای شیاردار یا واشرهای کفی استفاده نمود.
در بعضی از سری های این نوع برینگ ها می توان با استفاده از یک واشر میانی و دو سری قفسه باغلتک، رولبرینگ را به صورت دو طرفه (جهت تحمل بار محوری از دو طرف) تبدیل نمود.
در این رولبرینگ ها هیچ گونه ناهمراستایی مجاز نیست. قفسه آنها نیز عموماً از جنس آلیاژهای سبک، برنج و در بعضی موارد فیبری است که در این حالت برینگ تا دمای 120ºc کارکرد دارد.
در مورد قسمت هایی از ماشین که با رولبرینگ در تماس هستند نکاتی نظیر دارا بودن زاویه صحیح نسبت به محور شافت ویک نواخت بودن (پله ای نبودن) اهمیت خاص دارد. اگر از واشرهای خود برینگ استفاده نشود، سختی سطحی که قفسه غلتک ها روی آن قرار می گیرند باید بین58HRC الی64HRC بوده و ناهمواری سطحی نیز حداکثر تا 0.2µm باشد

بلبرینگ های کف گرد
Thrust Ball Bearings
انواع مختلف بلبرینگ های کف گرد با قفسه های فولادی و برنجی تولید می شوند. این نوع برینگ ها در انواع یک ردیفه و دو ردیفه تولید می شوند.
بلبرینگ های کف گرد یک ردیفه
Single Direction Thrust Ball Bearings
این نوع برینگ ها برای موقعیت دهی محوری شافت و تحمل بار فقط از یک طرف مناسب بوده و تحت هیچ حالتی نباید بار شعاعی به آنها اعمال شود.
بلبرینگ شامل یک واشر شافت با شیار ساچمه، قفسه به همراه ساچمه ها و یک واشر محفظه با شیار ساچمه است. واشر محفظه بنا به نیاز می تواند به صورت تخت و مسطح و یا قوسی شکل ساخته شود که در حالت دوم در صورتیکه از یک واشر نشیمن گاه  نیز استفاده شود، برینگ قادر به تطابق با ناهمراستائی های اولیه شافت خواهد بود. نظربه اینکه بلبرینگ قابل تفکیک شدن است، نصب آنها ساده است.
بلبرینگ های کف گرد دو ردیفه
Double Direction Ball Bearings
این بلبرینگ ها قادر به موقعیت دهی محوری شافت و تحمل بار محوری از دو طرف می باشند و مانند نوع یک ردیفه نباید بار شعاعی به آنها اعمال نمود. این بلبرینگ ها شامل یک واشرشافت با دو شیار ساچمه در دو طرف خود، دو سری قفسه و ساچمه و دو واشرمحفظه هستند که همانند نوع قبلی (یک ردیفه) واشرهای محفظه میتوانند به صورت مسطح یا قوسی شکل باشند. این نوع بلبرینگ ها نیز قابل تفکیک شدن هستند

رولبرینگ مخروطی

رولبرینگ های مخروطیرولبرینگ های مخروطی
   Taper Roller Bearings

این برینگ دارای شیارغلتک مخروطی در حلقه بالایی و پایینی بوده و جزء غلتشی نیز در آنها به شکل مخروطی می باشند. این نوع طراحی، برینگ را برای تحمل بارهای مرکب (شعاعی و محوری) مناسب ساخته است. قدرت تحمل بار محوری به زاویه شیار حلقه بیرونی بستگی دارد.
رولبرینگ های مخروطی قابلیت تفکیک شدن داشته، حلقه داخلی بهمراه قفسه وغلتک ها یک جز و حلقه بیرونی دوم را تشکیل می دهد. در انواع مختلف یک ردیفه، دوردیفه و چهار ردیفه در دو اندازه متریک و اینچی تولید می شوند.
نوع مخصوص ازاین برینگها به TQ معروف است، دارای طراحی مخصوصی در لبه داخلی با غلتک هاست که عمل روانکاری را در آن محل تماس بهینه ساخته و نیز شیار غلتک ها بطور مخصوص جهت توزیع مناسب بار ساخته شده است. کاهش اصطکاک و افزایش قدرت تحمل بار از خصوصیات این نوع طراحی است.
طراحی مخصوص دیگر جهت کاربرد در مورد بارهای سنگین نظیر رولبرینگ های پینیون در دیفرانسیل اتومبیل هاست. این رولبرینگ ها دارای بار اولیه بوده و دارای مزایایی نظیر اصطکاک کم (که سایش کمتر را نیز به دنبال دارد)، زمان آب بندی کوتاهتر، امکان اعمال بار بزرگتر در شروع چرخش و دقت بالاتر، هستند این طراحی مخصوص با پسوندهایی نظیر CL7C, CL7A  مشخص می شوند.
رولبرینگ های مخروطی یک ردیفه
  Single Row Taper Roller Bearings
این نوع رولبرینگ، قادر به تحمل بار محوری از یک جهت است. تحت بار شعاعی یک بار محوری در برینگ تولید می شود که باید مهار شود، لذا معمولاً در کاربردها از دو رولبرینگ استفاده می کنند.
رولبرینگ های مخروطی یک ردیفه در دو اندازه متریک و اینچی تولید می شوند. در اندازه اینچی، حلقه داخلی به همراه قفسه غلتک ها Cone یک شماره و حلقه بیرونی Cup دارای شماره دیگر است که یک رولبرینگ مخروطی کامل شامل هر دوی این شماره ها می شود که با یک / از هم جدا می شوند. نظیر:
K-11949/K-11910
پیشوند K علامت رولبرینگ مخروطی با ابعاد اینچی است.
رولبرینگ های مخروطی تک ردیفه، مخصوص نصب دوتایی
 Paired Single Row Taper Roller Bearings
در مواردی که استفاده از یک رولبرینگ مخروطی جهت تحمل مقدار بار مورد نظر کافی نباشد و یا مجبور به موقعیت دهی شافت از دو طرف باشیم، از دو عدد رولبرینگ مخروطی آماده برای نصب استفاده می کنیم.
از مزایای این تولیدات می توان نصب ساده به علت عدم نیاز به کالیبره کردن حلقه فاصله گذار، هدایت محوری دقیق شافت، تعیین لقی محوری شافت درهنگام ساخت، قدرت تحمل بار محوری و شعاعی بالا و نگهداری و روانکاری ساده تر ازطریق سوراخهای تعبیه شده در حلقه فاصله گذر را نام برد. ترتیب قراردهی برینگ ها می تواند به صورت روبرو، پشت به پشت یا پشت سرهم باشد. در نصب روبرو از یک حلقه فاصله گذار بین حلقه های بیرونی استفاده می شود. در طراحی پشت به پشت از دو حلقه فاصله گذار، یکی بین حلقه های بیرونی و دیگری بین حلقه های داخلی استفاده می شود. مزیت این نوع طراحی نسبت به نوع قبل تحمل بارهای ممان است. در طراحی پشت سرهم بار محوری فقط از یک سمت ولی توسط هر دو برینگ تحمل می شود. در این حالت نیز یک حلقه فاصله گذار بین حلقه های بیرونی و یکی از حلقه های داخلی کار گذاشته می شود.
باید به یاد داشت هر مقدار ناهمراستایی شافت در این نوع رولبرینگ های دو تایی موجب کوتاه شدن طول عمر برینگ می شود.
لقی محوری داخل این رولبرینگ ها توسط حلقه فاصله گذار تعیین می شود. هر گونه تغییر در لقی های نرمال با پسوند C همراه یک عدد دو یا سه رقمی که معرف مقدار متوسط لقی داخلی برینگ است در جلوی شماره بلبرینگ مشخص می شود.
همچنین قفسه این نوع رولبرینگ ها فولادی است.