درباره بلبرينگ

عدم همراستایی محور یا همان شفت در واقع و از لحاظ علمی یعنی از بین رفتن تراز بین محور ( یا همان شفت ) و بلبرینگ که به دلیل خمش یا جا بجایی شفت دوران کننده دستگاه ایجاد می شود و این عدم همراستایی به دلایل مختلفی مانند :

ماشینکاری دقیق نشدن نشیمنگاه یا همان هوزنگ بلبرینگ

و یا زمانی که طول شفت بین دو بلبرینگ بیش از حد استاندارد بلند باشد ، بوجود می آید.

 
توجه به عدم همراستایی محور در انتخاب بلبرینگ ها

 

بلبرینگ های مقاوم در برابر عدم همراستای شفت یا همان محور دوران کننده

بلبرینگ های خود تنظیم نظیر بلبرینگ های زیر می باشند :

    بلبرینگ های خود تنظیم
    رولبرینگ های بشکه ای
    رولبرینگ های توریدال
    رولبرینگ های بشکه ای کف‌ گرد

این قابلیت و ویژگی خود تنظیمی بودن برای این توع از بلبرینگ ها سبب شده است بلبرینگ قادر به تحمل عدم همراستایی شفت شده و همچنین بلبرینگ در همان زمان کارکرد قادر به تحمل خطا های ناشی از عدم ماشینکاری دقیق و نصب اولیه ( چیدمان یا انطباق بلبرینگ ها ) شود.

باید توجه داشت که بلبرینگ های صلب ( تفکیک ناپدیر Rigid Bearings ) مانند بلبرینگ های شیار عمیق و رولبرینگ های استوانه‌ ای به هیچ عنوان قادر به تحمل عدم همراستای محور یا شفت دوران کننده نیستند.

عدم همراستایی

 

بلبرینگ‌ های کف‌ گرد ، بلبرینگ های خود تنظیم و بلبرینگ های سوزنی خود تنظیم می توانند عدم همراستایی محوری اولیه ناشی از خطای ماشینکاری شفت و همچنین نصب و جازدن اولیه بلبرینگ ها را تحمل کنند ( البته تا اندازه ای).

مقدار بار وارد بر بلبرینگ یکی از پارامتر های مهم و تعیین کننده در انتخاب بلبرینگ ها است. اساسا رولبرینگ ها توانایی و قدرت حمل بار بیشتری نسبت به بلبرینگ ها با ابعاد یکسان دارند.  همچنین بلبرینگ های بدون قفسه هم که به دلیل نداشتن قفسه تعداد ساچمه‌ ها یا رول های بیشتری دارند از قابلیت آن بلبرینگ در حمل بار از بلبرینگ های دارای قفسه‌ است. بلبرینگ ها ( ساچمه گرد ها )  عموماً برای حمل بار های کم و متوسط و رولبرینگ ها (ساچمه استوانه ای ها ) هم برای حمل بار های سنگین و شفت های با قطر زیاد به کار می‌ روند.

 
انواع بلبرینگ های مختلف در برابر بار وارد بر بلبرینگ ها

    بلبرینگ های تحمل کننده بار شعاعی
    بلبرینگ های تحمل کننده بار محوری
    بلبرینگ های تحمل کننده بار ترکیبی
    بلبرینگ های تحمل کننده بار خمشی

 

 
بلبرینگ های تحمل کننده بار وارد بر بلبرینگ از نوع بار شعاعی

تنها بلبرینگ هایی که قادر به تحمل بار شعاعی وارد بر بلبرینگ ( شعاعی خالص ) می باشند. رولبرینگ های استوانه‌ ای طرح NU و N، رولبرینگ های سوزنی و رولبرینگ های توریدال هستند که انواع دیگر بلبرینگ ها علاوه بر تحمل بار شعاعی قادر به تحمل بار محوری نیز هستند

 

 
بلبرینگ های تحمل کننده بار وارد بر بلبرینگ از نوع بار محوری

بلبرینگ های تحمل کننده بار محوری ( بار محوری خالص کم تا متوسط ) عبارت است از :

    بلبرینگ های کف‌ گرد( یک طرفه و دو طرفه )
    بلبرینگ های چهار نقطه تماس
    همچنین بلبرینگ های تماس زاویه‌ ای کف‌ گرد

هم می‌توانند بار محوری متوسط را در سرعت‌ های بالا تحمل کنند. نوع یک طرفه آن نیز می‌ تواند همزمان بار شعاعی هم تحمل کند ولی نوع دو طرفه فقط قادر به تحمل بار محوری خالص هستند. بلبرینگ های تحمل کننده بار محوری یک جهته متوسط  و سنگین رولبرینگ های کف‌ گرد سوزنی ، رولبرینگ های استوانه‌ ای ، مخروطی و رولبرینگ های بشکه ای می‌باشند .

رولبرینگ های بشکه ای کف‌ گرد قادرند علاوه بر بار محوری بار شعاعی را نیز تحمل کنند و برای بار های سنگین محوری با جهت متغیر هم می‌ توان از دو رولبرینگ استوانه‌ ای کف‌ گرد یا دو رولبرینگ بشکه ای کف‌ گرد که در کنار هم استفاده نمود.

 

بار وارد بر بلبرینگ

 

 
بلبرینگ های تحمل کننده بار وارد بر بلبرینگ از نوع بار ترکیبی

بار ترکیبی عبارت است از بار محوری به همراه بار شعاعی که به طور هم زمان بر بلبرینگ وارد می شوند. بلبرینگ های تحمل کننده بار ترکیبی ، بلبرینگ تماس زاویه‌ ای یک ردیفه ، بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه و رولبرینگ های مخروطی یک ردیفه می باشند که البته بلبرینگ شیار عمیق و رولبرینگ بشکه ای نیز بکار می روند.

 

 
بلبرینگ های تحمل کننده بار وارد بر بلبرینگ از نوع بار خمشی

بار خمشی عبارت است از باری که به صورت خارج از مرکز به بلبرینگ وارد شود و یک ممان خمشی ایجاد کند. بلبرینگ های تحمل کننده بار خمشی شامل بلبرینگ های : دو ردیفه مثل بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه و بلبرینگ های تماس زاویه ای دو ردیفه هستند. البته بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه و رولبرینگ های مخروطی یک ردیفه با نصب و چیدمان به صورت جفتی جلو به جلو یا طرح بهتر پشت به پشت ، حتی می توانند کارکردی بهتر داشته باشند.

رولبرینگ استوانه ای کف گرد به صورت

    یک ردیفه
    دو ردیفه

تولید شده است.

 
و همچنین طراحی ساده ای داشته و از موارد زیر تشکیل شده است :

 
یک واشر شفت

یک واشر محفظه یا نشیمنگاه

قفسه همراه با تعدادی غلتک ( ساچمه )

 
در جایی که محل قرارگرفتن رولبرینگ مناسب باشد یعنی سخت و پرداخت شده باشد می توان واشرهای محفظه ( نشیمنگاه ) و شفت را حذف نمود و از خود قفسه و غلتک ها ( ساچمه ها ) استفاده کرد. به همین دلیل اغلب کل رولبرینگ استوانه ای کف گرد دارای یک شماره خاص و هر یک از اجزای آن نیز دارای یک شماره مجزا می باشد.

 

رولبرینگ استوانه ای کف گرد دارای نوع خاصی می باشد که

از غلتک یا ساچمه های بیشتری

تشکیل شده و به تبع آن قدرت تحمل بار بیشتری نسبت به نوع معمولی خود دارد ولی از سرعت دورانی یا چرخشی کمتری برخوردار است.

 

در کاربرد های دیگری هم مانند

    زمانی که سرعت پایین
    و یا وقتی که دقت خیلی زیاد

مورد نیاز نباشد به جای واشرهای محفظه ( نشیمنگاه ) و واشر شفت از واشرهای شیاردار یا واشرهای کفی می توان استفاده نمود.

 

در بعضی از سری های رولبرینگ استوانه ای کف گرد می توان با بکارگیری

    یک واشر میانی
    و دو سری قفسه با غلتک

رولبرینگ استوانه ای کف گرد را به صورت دو طرفه جهت تحمل بار محوری از دو طرف تبدیل کرد.
 

این بلبرینگها به ناهمراستایی محور حساس می باشند.

 

قفسه رولبرینگهای استوانه ای کف گرد بیشتر از جنس آلیاژهای سبکی مانند برنج و یا فیبری است که در این حالت بلبرینگ تا دمای ۱۲۰ºc  کارکرد خواهد داشت.

رولبرینگ بشکه ای کف گرد

در واقع رولبرینگ بشکه ای کف گرد همان رولبرینگ بشکه ای با حالت کف گرد برای کاربرد در شفت یا محورهای عمودی می باشد. شکل زاویه دار بودن شیار ساچمه ها بر روی کنس بلبرینگ نسبت به شفت در این بلبرینگ ها برای آنها شرایطی جهت تحمل بارهای شعاعی و محوری فراهم کرده است.

ویژگی مهم دیگر رولبرینگهای بشکه ای کف گرد:

    وجود قابلیت خود تنظیم بودن آنها است

که این امر موجب عدم حساسیت رولبرینگ بشکه ای کف گرد نسبت به ناهمراستایی شفت یا محور است.

    رولبرینگهای بشکه ای کف گرد تا دمای +۲۰۰ºc قابلیت کارکرد دارند

رولبرینگ بشکه ای کف گرد

رولبرینگ بشکه ای کف گرد

 

رولبرینگ بشکه ای کف گرد همانند انواع دیگر بلبرینگ های کف گرد ، میتوانند:

    از هم تفکیک و جدا شوند

 

 

 

    واشر شفت ( کنس بلبرینگ ) همراه با قفسه و ساچمه ها ( غلتک ها )
    واشر محفظه یا واشر نشیمنگاه

دو قسمت رولبرینگهای بشکه ای کف گرد را تشکیل می دهند.

غلتک ها یا ساچمه های بشکه ای شکل در این نوع از رولبرینگ ها شکل نامتقارن داشته و همچنین تعداد زیاد این ساچمه ها و داشتن طراحی خاص در شیار ساچمه ها روی کنس بلبرینگ ، باعث تحمل بار های بسیار سنگین محوری و همچنین سرعت های نسبتا بالا برای رولبرینگ بشکه ای کف گرد شده است.

جنس قفسه رولبرینگ های بشکه ای کف گرد اکثرا از جنس فولاد یا برنج ماشینکاری شده می باشد که البته بعضی از سری های این نوع رولبرینگها دارای قفسه پنجره ای از جنس فولاد پرسکاری شده است. همگی این قفسه های رولبرینگ های بشکه ای کف گرد بوسیله یک بوش در کنس بلبرینگ ، تنظیم می شود.

جهت روانکاری رولبرینگ های کف گرد بشکه ای استفاده از روغن و گریس دارای افزودنی های EP بسیار مفید و توصیه می شود.

این نوع بلبرینگ ها ضمن داشتن قابلیت در تحمل بارهای سنگین ، قادر به تحمل سرعت های بالا هم می باشند.طرح یا نوع NU کنس یا حلقه پایینی بلبرینگ بدون لبه و تفکیک پذیر است و در سری N حلقه یا کنس بالایی بدون لبه می باشد.

در مواردی مانند انبساط طولی شفت در اثر حرارت ، امکان جابجایی کنس ها در امتداد محور خود از ایجاد تنش جلوگیری می کند.

در نوع NJ کنس داخلی در یک سمت لبه دار و در سمت دیگر بدون لبه یوده و امکان تغییر مکان محوری از یک سمت برای بلبرینگ وجود خواهد داشت.

 

در سری یا طرح NUP

کنس پایینی در یک سمت لبه یک تکه یا یکپارچه داشته و در سمت دیگر لبه جدا شدنی دارد. این نوع طراحی باعث می شود که بلبرینگ با استفاده از قابلیت تفکیک پذیر بودن به آسانی نصب شده و سپس با گذاشتن لبه ( پولک ) در کنار کنس پایینی آن رولبرینگ را از دو طرف در امتداد محور تثبیت و محکم کند. میتوان به جای لبه جداشدنی از حلقه گوشه دار یا رینگ زاویه دار HJ استفاده کرد.

 

 

قابلیت کارکرد رولبرینگ های استوانه ای یک ردیفه تا دمای ۱۵۰ºc مجاز می باشد و پنجره یا قفسه ساچمه (رول ) آنها نیز در چها نوع تولید می شوند :

    قفسه پلی آمیدی
    قفسه فولادی
    قفسه برنجی

 

انواع مختلف رولبرینگ استوانه ای

1.     رولبرینگ های استوانه‌ ای یک ردیفه دقیق مختلط یا تماماً فولادی
2.     رولبرینگ های استوانه‌ ای دو ردیفه دقیق مختلط یا تماماً فولادی
3.     رولبرینگ های استوانه‌ ای و مجموعه بلبرینگ ها برای جعبه محور وسایل نقلیه ریلی
4.     رولبرینگ ها چند ردیفه باز و آب‌بند ( دارای کاسه نمد ) برای نورد
5.     رولبرینگ پشت بند (Backing Bearing ) برای نورد سرد نوع کلاستر (Cluster)
6.     مجموعه رول های ایندکسی (Indexing Roller ) برای کوره‌ های مداوم ( Continous Furnaces )

 

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 :

•     بلبرینگ خود تنظیم نوع باز یا بدون کاسه نمد
•     بلبرینگ خود تنظیم آب بند شده یا با کاسه نمد در دو طرف بلبرینگ
•     بلبرینگ خود تنظیم باز با کنس داخلی عریض تر و بیرون زده

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:

•     اندازه گیری کاهش لقی شعاعی
•     اندازه گیری زاویه محکم کردن مهره قفل کن
•     اندازه گیری مقدار حرکت و پیشروی کنس داخلی بلبرینگ بر روی محور تا محل قرار گرفتن خود

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