مقالات جامع بلبرینگ

همان طور که در پست قبلی اشاره شد، بلبرینگ های به کار رفته در صفحات لرزلننده تحت بارهای خیلی سنگین و سرعت های بالا قرار دارند. در این میان به دلیل ماهیت ضربه ای برخی از نیروهای وارد بر این بلبرینگ ها، این عامل نسبت به عامل سرعت از اهمیت بیشتری برخوردار است و در نتیجه در اغلب موارد، طراحان صفحات لرزاننده، استفاده از رولربلبرینگ ها را نسبت به استفاده از بلبرینگ ها ترجیح می دهند. بلبرینگ های موجود در صفحات لرزاننده، مجبور به تحمل مقادیر بالای ناترازی زاویه ای می باشند و با توجه به این که ناترازی یکی از عوامل اصلی خرابی زودهنگام بلبرینگ ها است، ضروری است که از بلبرینگ هایی استفاده شود که قادر به تحمل مقادیر قابل توجه ناترازی باشند.از بین رولربلبرینگ های مختلف، رولربلبرینگ های استوانه ای، سوزنی و مخروطی نسبت به ناترازی زاویه ای بسیار ضعیف بوده و در صورت وقوع آن به شدت آسیب می بینند. رولربلبرینگ های توریدال، مقادیر بالاتری از ناترازی را تحمل می نمایند، ولی بهترین عملکرد از نظر تحمل ناترازی مربوط به رولربلبرینگ های کروی (بشکه ای) می باشد.(ذکر این نکته ضروری است که رولربلبرینگ های کروی و بشکه ای، دو نوع متفاوت از بلبرینگ ها می باشند. ولی به دلیل شباهت هایی که به یکدیگر دارند، در ایران اغلب از عبارت «بشکه ای» برای هر دو نوع بلبرینگ استفاده می گردد).با توجه به مجموعه موارد ذکر شده، مناسب ترین نوع بلبرینگ برای استفاده در صفحات لرزاننده، رولربلبرینگ کروی (بشکه ای) می باشد. اما رولربلبرینگ های کروی (بشکه ای) مورد استفاده در صفحات لرزاننده، باید دارای ویژگی های به خصوصی باشند که در پست های بعدی به آن ها اشاره می نماییم.

یکی از سخت ترین شرایط کارکردی بلبرینگ ها در ماشین آلات صنعتی مختلف، مربوط به بلبرینگ هایی است که در صفحات لرزاننده (Shaker/Vibrating Screens) به کار می روند. شرایط دشوار بلبرینگ های به کار رفته در صفحات لرزاننده، موجب شده که شرکت های مختلف تدابیر متفاوتی برای بهبود عملکرد این بلبرینگ ها به کار بندند.
به طور کلی، سه مورد در خصوص استفاده از بلبرینگ ها در ساختار صفحات لرزاننده وجود دارد که منجر به خرابی زودهنگام بلبرینگ ها می گردد.
مورد اول، خود عمل لرزاندن است که موجب اعمال بارهای خیلی سنگین و سرعت های بالا بر بلبرینگ می گردد. به علاوه این که این بار به دلیل فرآیند شتابگیری و ایستادن های پیاپی و ضربه های ناشی از حرکت مواد بر روی صفحه های لرزان، حالت متغیر دارد.
مورد دوم این است که هنگام اعمال بارهای مذکور از طریق مواد و صفحه لرزان، ناترازی قابل توجهی بین شفت و هوزینگ بلبرینگ ها رخ می دهد که این ناترازی باید توسط بلبرینگ تحمل گردد.
و مورد سوم این که محیط کاری صفحات لرزان صنعتی معمولاً بسیار آلوده به گرد و غبار می باشد.
با توجه به موارد مذکور، آیا می توانید حدس بزنید که استفاده از کدام یک از انواع بلبرینگ ها در صفحات لرزاننده رایج تر می باشد و چرا؟

 رولربلبرینگ های کروی (بشکه ای)، مناسب ترین بلبرینگ ها برای استفاده در صفحات لرزاننده می باشند. تولیدکنندگان مطرح بلبرینگ، از طرق مختلف سعی دارند تا عملکرد رولربلبرینگ های کروی مخصوص کاربردهای ارتعاشی را بهبود دهند. مجموعه تدابیر اتخاذ شده از طرف این تولیدکنندگان موجب شده تا رولربلبرینگ های کروی مورد استفاده در صفحات لرزاننده، دارای ویژگی های به خصوصی باشند که آن ها را از رولربلبرینگ های کروی معمولی، مجزا می نماید.یکی از مواردی که اغلب تولیدکنندگان رولربلبرینگ های مخصوص کاربردهای ارتعاشی روی آن تمرکز دارند، افزایش دقت این بلبرینگ ها از طریق کاهش تلرانس های ابعادی نسبت به نمونه های معمولی می باشد. به عنوان مثال، این کاهش تلرانس های ابعادی را می توان در رولربلبرینگ های کروی مخصوص کاربردهای ارتعاشی ساخت شرکت های SKF، FAG، NSK و NTN مشاهده نمود.به علاوه، تولیدکنندگان بلبرینگ به دنبال افزایش میزان بار مجاز در رولربلبرینگ های کروی مخصوص کاربردهای ارتعاشی هستند تا از این طریق، ضریب اطمینان بالاتری نسبت به بارهای ضربه ای به وجود آورند. افزایش بار مجاز این بلبرینگ ها از طریق  ارتقاء کیفیت فولاد مصرفی و بهبود فرآیندهای عملیات حرارتی صورت می گیرد.در اغلب موارد، تولیدکنندگان رولربلبرینگ های کروی ویژه کاربردهای ارتعاشی، تمرکز ویژه ای بر قفسه های این بلبرینگ ها دارند، هر چند که برخی از آن ها از قفسه های فولادی و برخی دیگر از قفسه های برنجی در این بلبرینگ ها استفاده می نمایند.همجنین در بسیاری از موارد، رولربلبرینگ های کروی ویژه کاربردهای ارتعاشی، دارای کلاس لقی شعاعی بالاتری نسبت به رولربلبرینگ های کروی معمولی هستند

بلبرینگ های سری HPS که مخفف عبارت “High Performance Standard” است، در مقایسه با بلبرینگ های معمولی، از مزایای بالایی برخوردارند. شرکت NSK اقدام به تولید این سری از بلبرینگ ها نموده است. در قدم اول تمرکز این شرکت بر تولید رولربلبرینگ های بشکه ای با استفاده از این فناوری جدید بوده و در ادامه، تولید برخی از انواع بلبرینگ های فوق دقیق نیز با همین تکنولوژی انجام گرفته است.
بلبرینگ های سری HPS نسبت به بلبرینگ های عادی از نظر طراحی و ساخت دارای تفاوت هایی می باشند که برخی از آن ها عبارتند از:
* استفاده از فولاد Z که علاوه بر داشتن مقاومت بالا، از تمیزی بالایی برخوردار است.
* استفاده از تکنولوژی های پیشرفته surface finishing به منظور افزایش ماندگاری و مقاومت در برابر سایش.
* طراحی داخلی بهینه، به منظور عملکرد مناسبتر غلتک ها و قفسه.
* پایداری ابعادی بالا در دماهای بالا (تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد).
با توجه به موارد مذکور، این بلبرینگ ها دارای مزایای عملکردی زیر می باشند:
* این بلبرینگ ها تا ۲ برابر بلبرینگ های عادی عمر می کنند.
* سرعت حدی آن ها تا ۲۰ درصد بالاتر از بلبرینگ های عادی است.
* هزینه های نگهداری از این بلبرینگ ها کمتر از بلبرینگ های عادی است.
* بار مجاز دینامیکی این بلبرینگ ها ۲۵ درصد بیشتر از نمونه های عادی است.
پیشبینی می گردد که رولربلبرینگ های بشکه ای سری HPS در صنایع و ماشین آلاتی از قبیل صنعت فولاد، صنعت کاغذ سازی، ژنراتورهای صنعتی، کمپرسورها و پمپ ها مورد استفاده قرار گیرند.

این بلبرینگ ها از BNEQARTET که نوعی فولاد ویژه است، ساخته شده اند. تکنولوژی این فولاد توسط متخصصان متالوژی شرکت NSK به منظور ممانعت از ایجاد و رشد ترک های زیرسطحی ناشی از خستگی تماسی در مسیرهای ساچمه رو بلبرینگ ها توسعه داده شده است. شکل زیر یک نمونه از نام گذاری این بلبرینگ ها را نشان می دهد.بلبرینگ های شیار عمیق BNEQARTET به منظور استفاده در ماشین های لباس شویی عادی (که درب آن ها در قسمت جلو ماشین قرار دارد) تولید شده اند. بیرینگ های این ماشین ها تحت بارهای نامتعادل قرار دارند که تحمل این شرایط برای بیرینگ های عادی دشوار است. شکل زیر ساختار یک ماشین لباس شویی را به همراه موقعیت های بیرینگ های آن، نشان می دهد. عمر خستگی بلبرینگ های شیار عمیق BNEQARTET دو برابر نمونه های عادی است و این بیرینگ ها با پسوند  -N-B5 نشان داده می شوند.

حل مشکل خرابی بلبرینگ در کارخانه تولید لوله بتنی توسط شرکت NSK

روانکار به کار رفته در بلبرینگ های Molded Oil، آن ها را هم برای استفاده در محیط های بسیار تمیز و هم برای استفاده در محیط های آلوده مناسب نموده است.

بلبرینگ های Molded Oil شرکت NSK

همواره استفاده از بلبرینگ ها در شرایطی که میزان آلودگی محیطی بالا است، با چالش های خاصی همراه است. از جمله می توان به مشکلات موجود در استفاده از بلبرینگ ها در صنعت تولید لوله های بتنی اشاره نمود. گرد و غبار ناشی از برش لوله های بتنی ممکن است منجر به ایجاد آسیب قابل توجه در بلبرینگ های شیار عمیق حفاظ دار استاندارد شود. گرد و خاک به پشت حفاظ ها و نشت بندها راه پیدا نموده و گریس داخل بلبرینگ را آلوده می نماید. چندی قبل، بروز چنین مشکلی خسارات مالی قابل توجهی برای یکی از کارخانجات تولید کننده لوله های بتنی در انگلستان به وجود آورده بود.

با درخواست تولیدکننده لوله، شرکت NSK مشکل خرابی بلبرینگ ها را بررسی و به شرکت مذکور توصیه نمود که بلبرینگ های معمولی خود را با بلبرینگ های Molded Oil دارای نشت بند های DDU ساخت شرکت NSK تعویض نماید. نوع روانکار به کار رفته در بلبرینگ های Molded Oil، آن ها را هم برای استفاده در محیط های بسیار تمیز و هم برای استفاده در محیط های آلوده مناسب نموده است.
حل مشکلات ناشی از خرابی بلبرینگ در یک کارخانه تولید لوله های بتنی توسط شرکت NSK

لوله های بتنی

نتایج این تعویض کاملاً رضایت بخش بود. چرا که تا پیش از آن، بلبرینگ های مورد نظر به طور متوسط ۴ بار در سال تعویض می شدند و این در حالی است که از زمان تعویض بلبرینگ ها و استفاده از بلبرینگ های جدید تا کنون (برای بیش از ۱۲ ماه) هیچ یک از بلبرینگ های جدید دچار خرابی نشده اند.

بر اساس محاسبات انجام گرفته، استفاده از بلبرینگ های Molded Oil با نشت بند های DDU برای شرکت مذکور صرفه جویی سالانه تقریباً ۳۸۴۰۰ یوروی را در پی داشته است.

ICOS مخفف عبارت “Integrated Compact Oil Sealed” می باشد و در منابع فارسی، بلبرینگ های ICOS با عنوان «بلبرینگ های نشت بندی شده در برابر روغن» ترجمه گردیده اند. از این بلبرینگ ها در مواردی استفاده می شود که شرایط نشت بندی مورد نیاز، فراتر از بلبرینگ های دارای نشت بندهای تماسی عادی باشد. همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است، یک مجموعه ICOS از یک بلبرینگ شیار عمیق سری ۶۲ و یک نشت بند SKF wave تک لبه شعاعی از جنس NBR  تشکیل می گردد. بلبرینگ های ICOS شرکت  اس کا اف بلبرینگ های نشت بندی شده در برابر روغن در مقایسه با استفاده از ترکیب یک بلبرینگ و یک نشت بند شعاعی مجزا، بلبرینگ های ICOS فضای محوری کمتری را اشکال می کنند. به علاوه، به آسانی نصب شده و نیازی به ماشین کاری شفت با دقت بالا ندارند.در حال حاضر این بلبرینگ ها در ابعادی محدود، مطابق با جدول زیر تولید می شوند. حد سرعت این بلبرینگ ها به سرعت مجاز محیطی نشت بند بستگی دارد که برای این نوع بلبرینگ، معادل ۱۴m/s می باشد.

بلبرینگ های سری E2 شرکت SKF به منظور کاهش حداقل ۳۰ درصدی ممان اصطکاکی نسبت به بلبرینگ های عادی شرکتSKF، طراحی و تولید شده اند. کاهش ممان اصطکاکی نسبت به بلبرینگ های عادی سایر تولید کنندگان از این میزان نیز بیشتر است. شکل زیر، ممان اصطکاکی در بلبرینگ های E2 و سایر بلبرینگ های مشابه را برای یک نمونه خاص، با هم مقایسه می کند.به دلیل میزان کمتر اصطکاک در بلبرینگ های E2، استفاده گسترده از این بلبرینگ ها منجر به کاهش قابل توجه در میزان مصرف انرژی می گردد به دلیل میزان کمتر اصطکاک در بلبرینگ های E2، استفاده گسترده از این بلبرینگ ها منجر به کاهش قابل توجه در میزان مصرف انرژی می گردد. همچنین به دلیل این که افزایش دمای بلبرینگ های E2 در شرایط بارگزاری و سرعت مشابه، کمتر از بلبرینگ های عادی است، استفاده از این بلبرینگ ها، کاهش مصرف روانکار و افزایش عمر کاری دستگاه ها را مقدور می سازد. شکل زیر دمای کارکرد در بلبرینگ های E2 و بلبرینگ های عادی SKF را برای یک نمونه خاص، با هم مقایسه می کند. شایان ذکر است که در حال حاضر تنها بلبرینگ های شیار عمیق در کلاس عملکردی E2 تولید می شوند.

شاید از گذشته با برند Cooper که یک برند انگلیسی است، آشنایی داشته باشید. نام این برند از نام بنیان گذار آن، توماس کوپر نشأت گرفته است که یک مخترع  و مهندس مشهور بوده و برند Cooper را در سال ۱۸۹۴ میلادی بنیان نهاده است. این شرکت نخستین شرکتی در جهان است که امتیاز اختراع بیرینگ های چند تکه را به نام خود ثبت کرده است و طی چند دهه اخیر، بیشتر با همین بیرینگ ها شناخته شده است. نصب آسان و دستیابی به تلورانس های نسبتاً دقیق یکی از مزایای قابل توجه این بیرینگ ها است. شکل زیر یک نمونه از یونیت بیرینگ های چند تکه این شرکت را نشان می دهد.

بلبرینگ cooper

سه نوع رولربیرینگ های استوانه ای چند تکه، رولربیرینگ های مخروطی چند تکه و بیرینگ های ویژه

شرکت Cooper در سال ۲۰۱۳ میلادی توسط شرکت SKF خریداری گردید، ولی تا کنون با همان نام قبلی به تولید و ارائه محصولات خود پرداخته است. به تازگی شرکت SKF از تغییر نام محصولات این شرکت به برند SKF Cooper خبر داده است. این تصمیم پس از اطمینان از انطباق کامل محصولات مذکور با استانداردهای SKF و برقراری امکان ارائه خدمات پس از فروش مطابق با قوانین SKF برای این محصولات اتخاذ شده است. به نظر می رسد که معرفی این برند جدید، در راستای تلاش های اخیر SKF در جهت توسعه محصولات و مشتریان خود در حوزه های جدید باشد.