رولبرينگ

کارکرد و ضریب اطمینان برینگ ها تا حد زیادی به جنس اجزاء متشکله برینگ بستگی دارد.
فولاد حلقه ها و اجزاء غلتشی برینگ Steels for bearing rings and rolling elements
این فولادها باید به حد کافی سخت بوده، مقاومت خستگی و سایش بالا داشته باشد. پایداری ابعادی و ساختاری فولاد نیز در دمای کاری باید مناسب باشد.
فولادهای سخت کاری عمقی شده Through- hardening steels
این فولادها غالباً شامل 1% کربن و 1.5% کروم هستند. در برینگ هایی که مقطع عرضی بزرگ دارند منگنز و مولیبدن هم به فولاد اضافه می کنند.
فولادهای سخت کاری سطحی شده Case- hardening steels
این فولادها یا کروم- نیکلی هستند یا کروم- منگنز دارند. درصد کربن آنها 0.15% است.
تجربه نشان داده است که عملاً بین فولادهای سخت کاری سطحی شده با آن دسته که سخت کاری عمقی شده اند از لحاظ طول عمر تفاوتی وجود ندارد. مسئله مهم تمیز بودن فولاد و اجرای دقیق فرآیند ساخت آن و نیز طراحی برینگ است.
فولاد در برینگهای مقاوم در برابر حرارت Steels for temperature – resistant bearings
برینگ ها معمولاً تا دمای + 125ºC می توانند کارکرد داشته باشند. جهت کارکرد در دماهای بالاتر، برینگ باید تحت عملیاتی حرارتی خاصی قرار گیرد تا دچار تغییر ابعاد نشود.
جهت کاربرد برینگ در دماهای بالاتر از 300ºC باید از فولادهای مخصوص استفاده کرد.
فولاد در برینگهای مقاوم در مقابل خوردگی Steels for Corrasion – resistant bearings
در برینگهایی که در محیط های خورنده کاربرد دارند از فولادهای ضد زنگ کرومی یا کروم – مولیبدونی استفاده می کنند. در این فولادها به علت کاهش سختی، ظرفیت تحمل بار برینگ به اندازه فولادهای معمول نیست و برینگ تا زمانی خاصیت ضد خوردگی خود را حفظ می کند که سطح آن خراشیده نشود.
جنس قفسه Material for Cages

هدف از قرار دادن قفسه در داخل برینگ جلوگیری از تماس مستقیم اجزاء غلتشی با یکدیگر و در نتیجه کاهش گرما و اصطکاک است.
کاربرد دیگر آن نگهداری اجزاء غلتشی در مواردی است که برینگ از حلقه های قابل تفکیک تشکیل شده باشد. در برینگ های نظیر رولبرینگ های استوانه ای یا سوزنی، اجزاء غلتشی را به گونه ای هدایت می کند تا اصطکاک به حداقل برسد. از استفاده های دیگر آن نگهداری گریس در داخل برینگ است.
قفسه ممکن است در روی اجزاء غلتشی، حلقه درونی، حلقه بیرونی متمرکز شود. در سرعتها و شتابهای بالا، تمرکز بر روی حلقه درونی یا بیرونی به نوع اول ترجیح داده می شود.
از آنجائیکه قفسه تحت بارهای مختلف قرار گرفته و با مواد شیمیایی گوناگون تماس دارد انتخاب آن از اهمیت خاصی برخوردار است.
متداولترین قفسه ها از لحاظ جنس به صورت زیر طبقه بندی می شون:
قفسه های پلی آمیدی (فیبری) Polyamide cages
در بعضی از برینگ ها نظیر بلبرینگ های خود تنظیم با ابعاد کوچک و متوسط، قفسه را از جنس پلی آمید تقویت شده با فیبر شیشه ای می سازند.
ترکیبی مناسب از استحکام همراه با خاصیت الاستیکی، تطابق بهتر با گریس، اصطکاک و سایش کمتر ناشی از تماس با اجزاء غلتشی، امکان سرعت بالا در برینگ به خاطر سبک بودن قفسه و دقت ابعادی بالا به خاطر استفاده از روش قالبگیری تزریقی در ساخت آنها، از مزایای اینگونه قفسه ها به شمار می رود.
از محدودیت های این نوع قفسه ها مسئله دما است. این قفسه ها در دماهای بالاتر از 120ºC و زیر -40ºC نباید مورد استفاده قرار گیرند. از این قفسه ها در خلاء نیز نباید استفاده کرد.
قفسه های فولادی Steel cages
نوع پرس شده این قفسه ها در اکثر بلبرینگ های شیار عمیق، رولبرینگ های بشکه ای و مخروطی کاربرد دارند.
این قفسه ها نسبتاً استحکامی بالا و وزن کمی دارند. جهت کاهش اصطکاک و سایش ممکن است تحت عملیات سخت کاری سطحی نیز قرار گیرند.
در برینگ های بزرگ از نوع ماشینکاری شده آنها استفاده می شود؛ و نیز در مواردی که احتمال تک خوردگی فصلی Season cracking در مورد قفسه های برنجی وجود دارد، از این نوع قفسه استفاده می شود.
محدوده دمای این قفسه ها تا 300ºC است و روغنهای معدنی و مصنوعی بر آنها بی اثر هستند. در صورت وجود رطوبت خطر زنگ زدگی وجود دارد.
قفسه های برنجی Brass cages
نوع پرس شده این قفسه ها برای بعضی از سریهای کوچک و متوسط برینگها کاربرد دارد. اغلب روانکارها از لحاظ شیمیایی بر آن بی اثر هستند و در دمای بالاتر از 300 ºC نباید استفاده شوند. آمونیاک باعث ترک خوردگی فصلی در این نوع قفسه ها می شود.
علاوه بر قفسه های فوق الذکر، قفسه های ویژه ای از جنس پلاستیک های مخصوص، آلیاژهای سبک یا چدنهای مخصوص نیز در بعضی موارد ممکن است تولید شوند.

سازندگان و مصرف کنندگان برینگ به خاطر مسائلی نظیر قیمت، کیفیت و سهولت تعویض به سری خاصی از ابعاد توجه دارند. ابعاد برینگها توسط مؤسسه جهانی استاندارد ISO تعیین شده است.
قطر خارجی رولبرینگ های شعاعی (به استثنای رولبرینگ های مخروطی) مطابق سری 4,3,2,1,0,9,8,7 (به ترتیب صعودی) استاندارد قرار داده شده است. برای هر یک از این سری قطرها، یک سری برای اندازه پهنای برینگ هم در نظر گرفته شده است.
این سری ها عبارتند از 7,6,5,4,3,2,1,0,8 (به ترتیب افزایش پهنا). سری ارتفاع در برینگ های کف گرد عبارتست از 2,1,9,7 (به ترتیب صعودی).
جهت استنباط بهتر به نمودار صفحه بعد توجه کنید
شماره ای که بر روی برینگ های استاندارد قید شده و برینگ توسط آن شناخته می شود، عموماً شامل پنج عدد یا ترکیبی از چند حرف و عدد است.
1: رقم اول مشخص کننده نوع برینگ است که شماره های مربوطه به همراه شکل برینگها در بالا آورده شده است. بدین ترتیب عدد 3 معرف رولبرینگ مخروطی و عدد 6 معرف بلبرینگ شیار عمیق است.
2: رقم دوم معرف سری پهنای برینگ (در برینگهای شعاعی) یا ارتفاع آن (در برینگهای کف گرد) مطابق استاندارد ISO است.
3: رقم سوم معرف سری قطر بیرونی برینگ مطابق استاندارد ISO است.
4,5: دو رقم آخر ضربدر عدد 5 معرف قطر داخلی برینگ بر حسب mm است.
مثال: شماره ای که بر روی برینگ ثبت شده است: 61807
6: برینگ یک بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه است.
1: پهنای برینگ B مطابق سری 1 استاندارد ISO ساخته شده است.
8: قطر بیرونی برینگ D مطابق سری 8 استاندارد ISO ساخته شده است.
قطر داخلی برینگ 07: 07×5=35mm
مثال: شماره ای که بر روی برینگ حک شده است. 30228
3: برینگ یک رولبرینگ مخروطی است.
0: پهنای برینگ (T) مطابق سری 0 استاندارد ISO ساخته شده است.
2: قطر بیرونی برینگ (D) مطابق سری 2 استاندارد ISO ساخته شده است.
قطر داخلی برینگ (d) 28: 28×5=140mm
در بسیاری موارد یکی از سه رقم سری برینگ حذف می شود. به همین دلیل در روی برینگ به جای پنج رقم، گاهی چهار و گاهی مواقع سه رقم ذکر می شود. اعدادی که در صفحه قبل در داخل پرانتز آورده شده اند معرف همین نکته است.
مثلاً در بلبرینگی که با عدد 6012 مشخص شده است، شماره برینگ مطابق نمودار اولیه باید 61012 باشد که در آنها رقم 1 از شماره برینگ حذف شده است.
ذکر این نکته ضروریست که قواعد فوق الذکر در حالت کلی صحت داشته و جهت پی بردن به استثنائات به سازنده برینگ مراجعه نمائید. نام سازندگان برینگ نیز معمولاً بر روی برینگ قید می شود.
در اینجا چند حالت استثناء در مورد اندازه قطر داخلی برینگ قید می شود. همانگونه که گفته شد در حالت کلی دو رقم سمت راست شماره برینگ در عدد 5 ضرب شده، اندازه قطر سوراخ داخلی بدست می آید.
در مورد قطرهای زیر 10mm و 500 میلیمتر به بالا اندازه مستقیماً قید می شود.(گاهی اوقات همراه با یک /)
مثال: 511/530 d=530mm شماره برینگ یا 618/8 d=8mm شماره برینگ اندازه های بین 10mm الی 17mm به صورت کدهای زیر مشخص می شوند:
00=10mm :61800 d=10mm کد
01=12mm :61901 d=12mm
02=15mm :51102 d=15mm
03=17mm :1203 d=17mm
سه اندازه 28,22 و 32 میلیمتر نیز بدون قاعده ضریب بوده و مستقیماً قید می شوند:
: 320/22 d=22mm نظیر
برینگهایی که شماره آنها شش یا هفت رقمی است (به جز چند استثناء مثلاً در مورد بلبرینگ های ایگرگ) معمولاً غیر استاندارد بوده و ارقام ان معرف ویژگی یا اندازه خاصی نیست بلکه فقط شماره نقشه برینگ است.
علاوه بر این شماره، برینگ ممکن است دارای پیشوند یا پسوند نیز باشد که هر یک معرف مشخصه ای در برینگ است.
مثال:
بلبرینگ شیار عمیق در یک طرف خود، کاسه نمد لاستیکی دارد 61803-RS1
بلبرینگ شیار عمیق در دو طرف خود، کاسه نمد لاستیکی دارد 61803-2RS1
مفاهیم پیشوندها Perfixes و پسوندها Suffixes که تحت عنوان شماره های تکمیلی Supplementary designation توسط سازندگان برینگها ارائه می گردند که با یکدیگر متفاوت بوده و می باید بطور جداگانه مورد بررسی قرار گیرند.
تلورانسها Tolerances
دقت ابعاد و کارکرد برینگ نیز به صورت استاندارد در آمده است. در مورد برینگها علاوه بر کلاس نرمال 0 کلاسهای تلورانس دقیق تر 5و6 نیز در نظر گرفته شده اند که این کلاسها ممکن است با P5 و P6 نمایش داده شوند.
کلاسهای دقیق تر تلورانسها عبارتند از:
PA9B, PA9A, UP, SP, P4A
در قسمت اطلاعات فنی مختص هر برینگ محدوده تلورانسهای دقیق آنها قید شده که معمولاً به صورت یک پسوند در جلوی شماره برینگ ظاهر می شود.

1- رولبرینگ کف گرد استوانه ای Axial Cylindrical Roller Bearing INA FAG

2- رولبرینگ محوری سوزنی Axial Needle Roller Bearing INA FAG

3- رولبرینگ کف گرد کروی Axial Spherical Roller Bearing INA FAG

4- رولبرینگ محوری تماس زاویه ای Axial Angular Contact Roller Bearing INA FAG

1- رولبرینگ استوانه ای Cylindrical Roller Bearing INA FAG

2- رولبرینگ سوزنی Needle Roller Bearing INA FAG

3- رولبرینگ مخروطی Tapered Roller Bearing INA FAG

4- رولبرینگ بشکه ای Barrel Roller Bearing INA FAG

5- رولبرینگ کروی Spherical Roller Bearing INA FAG

6- رولبرینگ تورب توریدال TORB Toroidal Roller Bearing INA FAG

یاتاقان غلتشی INA FAG Rolling Bearings

الف- بلبرینگ شعاعی Radial Ball Bearing INA FAG

1- بلبرینگ شیار عمیق Deep Groove Ball Bearing INA FAG

2- بلبرینگ مستقر شعاعی Radial Insert Ball Bearing INA FAG

3- بلبرینگ تماس زاویه ای Angular Contact Ball Bearing INA FAG

4- بلبرینگ اسپیندل Spindle Bearing INA FAG

5- بلبرینگ چهار نقطه تماس Four Point Contact Ball Bearing INA FAG

6- بلبرینگ خود تنظیم Self-Aligning Ball Bearing INA FAG

7- بلبرینگ مقطع باریک Thin Section Ball Bearing INA FAG

در چرخه صنعت یاتاقان، FAG، برندی اجین شده با صنعت یاتاقان‌های غلتشی یعنی بلبرینگ و رولبرینگ است. شرکت FAG پیشرو و مبتکر ساخت انواع محصولات بلبرینگ و رولبرینگ با گستره فراوان است که در صنایع گوناگون از جمله خودروسازی، سیمان، فولاد، غذایی، هوایی، دریایی، کشاورزی و ... کاربرد دارند. بطور کلی بیرینگ‌های FAG در تمام صنایعی که با ماشین آلات و دستگاه‌های دوار در‌ارتباط هستند، مصرف دارند.

در سال 1883 فریدریش فیشر ماشین ساچمه سنگ زنی را ابداع کرد که این اختراع موجب شد برای اولین بار تعداد زیادی ساچمه و توپ فولادی کاملا گرد تولید گردد و بدین صورت بود که پایه و اساس صنعت بلبرینگ شکل گرفت و سرآغازی برای شکل‌گیری نام FAG شد، که مخفف ابتدای حروف Fischers Aktien gesellschaft می‌باشد.

در سال 2001 شرکت FAG اف آ گ به گروه SCHAEFFLER پیوست و به تولیدات خود در دو بخش صنعتی و خودروسازی ادامه داد.

شرکت‌های FAG و INA و LuK از زیر مجموعه‌های شرکت SCHAEFFLER آلمان می‌باشند. بصورت کلی تولیدات FAG تکمیل کننده تولیدات INA در ضمینه انواع بلبرینگ و رولبرینگ می‌باشند.

روغن کاری معمولا برای رولبرینگ‌ها صورت می‌پذیرد و اثرات مضر بر روی خواص محفظه ندارد. شرکت اس کا اف SKF برای از بین بردن ناهم محوری اولیه بین شفت و هوزینگ برای کف گرد‌های یک‌جهته یا دو‌جهته سایز کوچک از واشر بدنه کروی بهره برده است که بسته به سایز و سری بیرینگ کدهای U 2 ،U 3 و U 4 پذیرفته و عدد دورقمی سایز در ادامه می‌آید مثل واشر نشیمن کروی U 320 برای شماره بلبرینگ 53320  SKF

Double direction thrust ball bearings

 ساختمان بلبرینگ کف گرد دو جهته  SKF

بیرینگ دوجهته شرکت اس کا اف از واشر شفت، دو واشر بدنه و دو ردیف ساچمه و محفظه مربوطه تشکیل شده تا توانایی حرکت چرخشی در دو جهت را دارا باشد و همانند کف گرد تک جهته تنها بارهای محوری شفت را تحمل می‌نماید.

بیرینگ کف گرد یک جهته اس کا اف
Single Direction Thrust Ball Bearings

بیرینگ کف کرد یک جهته اس کا اف SKF از واشر شفت، بدنه واشر و ساچمه‌ها و محفظه آنها تشکیل شده است. همانطور که از اسم این نوع بیرینگ‌های کف گرد بر می‌آید تنها توانایی حرکت در یک جهت را دارند.