به منظور طراحی چیدمان یک بلبرینگ در صنعت ، لازم است که :
بلبرینگ مناسب انتخاب شود
ابعاد بلبرینگ نیز تعیین شود
شکل و طراحی مناسب برای دیگر اجزای چیدمان بلبرینگ
انطباق (Fit) مورد نیاز ، لقی داخلی بلبرینگ (Internal Clearance) یا پیش بار بلبرینگ (Preload)
تجهیزات نگهدارنده (Holding Devices)
کاسه نمد های بلبرینگ
نوع و مقدار روانکار بلبرینگ
روش نصب و بیرون آوردن بلبرینگ
انواع بلبرینگ ها در اشکال مختلف اجزای غلتان ( ساچمه بلبرینگ ) تولید می شوند.
با مشاهده اجزاء تشکیل دهنده بلبرینگ در شکل زیر، علت ساخت ساچمه بلبرینگ ها به شکل های گوناگون را در می یابید.
از نظر طراحی یک ساچمه گرد بر روی کنس بلبرینگ فقط یک نقطه تماس دارد و این امر سرعت چرخش بلبرینگ زیاد به دلیل اصطکاک کم را فراهم می نماید.
اما با کم بودن مقدار تماس ، مقدار تحمل بار بلبرینگ چندان زیاد نخواهد بود.
با افزایش سطح تماس نظیر ساچمه استوانه ای، به همان نسبت که بر مقدار تحمل بار بلبرینگ افزوده می شود از سرعت بلبرینگ کم می گردد.
از این ویژگی در کاربرد مختلف انواع بلبرینگ ها استفاده می شود.
تعداد ، شکل و اندازه اجزای غلتان بلبرینگ از پارامترهای بسیار مهم در تعیین اندازه مجاز بار ، جهت بار ، مقدار فضای لازم جهت نصب بلبرینگ می باشد.
یک ساچه بشکه ای به علت افزایش سطح تماس ، امکان تحمل بار سنگین تر را فراهم می سازد
و یک ساچمه سوزنی بخاطر قطر کم نیاز به فضای شعاعی کمتری داشته
و یک ساچمه مخروطی ، بلبرینگ را علاوه بر تحمل بار شعاعی به تحمل بار محوری نیز قادر می سازد.
پوسته پوسته شدن و پیدایش حفره در مراحل اولیه کارکرد برینگ بدلیل شرایط زیر بروز می نماید:
1. کاهش لقی داخلی نسبت به مقدار معین شده در حین چرخش برینگ.
2. اشتباه در نصب حلقه برینگ و کج شدن آن.
3. ایجاد ترک، دندانه شدن، زنگ زدگی و شکستگی بر روی شیار غلتک در حین نصب.
4. غیر دقیق بودن شکل شافت یا محفظه.
پوسته پوسته شدن حلقه داخلی رولبرینگ استوانه ای
پوسته پوسته شدن حلقه بیرونی رولبرینگ استوانه دو ردیفه
پوسته پوسته شدن حلقه داخلی رولبرینگ مخروطی
با زدن ضربه به گوه، برینگ از روی بوش خارج می شود
حلقه پشت بند جهت پرکردن فضای زیر بوش
درآوردن برینگ از روی ژورنال مخروطی با تزریق روغن برینگ از روی بستر خود بطور ناگهانی بلند می شود که باید توسط یک مهره، حرکت آن را کنترل نمود
در آوردن برینگ از روی بوش تبدیل، فشار پیستون به حلقه مهار جلوی آن موجب فشار سیلندر به بوش و در آوردن آن از زیر برینگ می گردد
در آوردن برینگ از روی بوش کششی فشار پیستون به برینگ عکس العمل فشار سیلندر به بوش را ایجاد نموده، بوش را از زیر برینگ بیرون می کشد.
نحوه درآوردن برینگ از روی بوش کششی که دارای شیارها و سوراخهای عبور روغن است.
با تزریق روغن به فاصله بین بوش و برینگ اصطکاک تقلیل یافته، با پیچاندن مهره، بوش از زیر برینگ بیرون کشیده می شود
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.
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.
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.
برینگهای کوچک را می توان با ضربه های ملایم به یک خار مخروطی در جوانب یکی از حلقه ها، یا با «پولی کش» در آورد (شکل زیر).
در آوردن حلقه بیرونی از داخل محفظه در صورتی که سوراخهای روزه شده ای در لبه های مجاور برینگ جهت ورود پیچ تعبیه شده باشد، راحت تر است. (شکل زیر).
برینگهای بزرگتر که با انطباق تداخلی نیز جا زده شده باشند به نیروی بیشتری برای درآوردن احتیاج دارند؛ بخصوص در مواردی که بعد از زمان کارکرد طولانی، خوردگی ناشی از خراش در محل قرار گرفتن برینگ روی ژورنال بوجود آمده باشد. استفاده از سیستم های تزریق روغن، این عمل را بسیار تسهیل می کند.
گرمکن های مخصوصی Heaters جهت در آوردن رولبرینگ های استوانه ای بدون لبه یا فقط با یک لبه ساخته شده اند که قادر به گرم کردن سریع حلقه داخلی بدون گرم شدن شافت است، لذا حلقه منبسط شده، براحتی در آورده می شود.
چرخش پیچ، برینگ را به بیرون هل می دهد
پولی کش با چرخش پیچ نیرو به حلقه ایکه درگیر است منتقل شده، برینگ را بیرون می کشد
در آوردن حلقه داخلی رولبرینگ های استوانه ای سری NUP, NJ, NU یا حلقه های داخلی بزرگ تا قطر سوراخ داخلی 400 میلیمتر با استفاده از حلقه کششی حرارتی با صرفه و ساده است. (شکل زیر).
این وسیله یک حلقه شکاف دار از جنس یک آلیاژ سبک همراه با دو دستگیره است که قطر داخلی آن به اندازه قطر بیرونی حلقه برینگ است. برای استفاده از آن، حلقه را بین 200ºc تا 220ºc حرارت داده، رینگ داخلی را با آن می گیرند و بیرون می کشند.
جهت اطمینان از انتقال حرارت رضایت بخش از حلقه داخلی برینگ، قبل شروع عمل، آن را با یک لایه روغن مقاوم در برابر اکسیده شدن پوشش می دهند.
در آزمایش کارکرد، برینگ باید دارای روانکار بوده و حتماً تحت یک مقدار بار حداقل قرار داشته و بتواند با سرعتهای کم و زیاد چرخش کند. در صورتی که یک قطعه چوبی یا فلزی را با محفظه در نزدیکترین نقطه به برینگ تماس دهیم، می توانیم صدای حاصل از چرخش آن را کنترل نمائیم.
معمولاً برینگها یک صدای فرفر یکنواخت تولید می کنند. صدایی شبیه جیغ یا سوت نشانه روانکار ناکافی است. صدای ریز و سنگین یا ضربه ای غیر یکنواخت نشانه وجود مواد زائد در داخل برینگ است.
بالا رفتن دما بعد از شروع چرخش، یک امر عادی است. مثلاً اگر روانکار گریس باشد تا توزیع یکنواخت گریس و ایجاد تبادل حرارتی کامل، دما افت نخواهد کرد.
دمای زیاد غیر نرمال دلالت بر عواملی نظیر زیاد بودن روانکار، پیچ و تاب برداشتن برینگ در امتداد شعاعی یا محوری، عدم ساخت دقیق قطعات مجاور برینگ یا اصطکاک زیاد کاسه نمد دارد.