کنس بلبرينگ

ولربیرینگ استوانه ای یک ردیفه SL از شرکت INA با قابلیت تحمل بارمحوری یک جهته (مشابه بیرینگ NJ اما با فلنج های متفاوت)
 رولربیرینگ استوانه ای دو ردیفه بدون رینگ خارجی (فلش زرد)

با توجه به نصب و بیرون آوردن بلبرینگ ها که از طریق کنس داخلی ( یا رینگ داخلی ) بر روی شفت یا محور بلبرینگ نصب می شوند ؛ دو نوع کنس داخلی برای تمامی بلبرینگ ها وجود دارد :

    کنس داخلی استوانه ای ( صاف و بدون شیب ) { به اصطلاح عرف ساده }
    کنس داخلی مخروطی ( شیب دار ) { به اصطلاح عرف کونیک دار K}

توجه به سهولت و آسانی نصب و بیرون آوردن بلبرینگ در انتخاب بلبرینگ ها

نصب و بیرون آوردن بلبرینگ با کنس داخلی استوانه ای یا ساده

نصب و جازدن بلبرینگ ها ی با کنس داخلی استوانه‌ ای ( صاف و بدون شیب )  و تفکیک پذیر ( جدا شونده Separable ) ، اگر انطباق تداخلی برای هر دو کنس لازم باشد راحت‌تر از بلبرینگ های تفکیک‌ ناپذیر نصب و بیرون آورده می شوند. علی الخصوص زمانی که نصب و بیرون آوردن بلبرینگ به دفعات زیادی باید تکرار شوند.

بلبرینگ های تفکیک پذیر یا قابل تفکیک:

    بلبرینگ های با چهار نقطه تماس ( سری Q )
    رولبرینگ های استوانه‌ ای (سری N)
    رولبرینگ های سوزنی ( سری N )
    رولبرینگ های مخروطی
    بلبرینگ ها و رولبرینگ های  کف‌گرد

را شامل می شود.

نصب و بیرون آوردن تمامی بلبرینگ های با کنس داخلی مخروطی ( شیب دار و یا کونیک دار K )

بلبرینگ های با کنس داخلی مخروطی یا همان کونیک دار (K) به آسانی و سهولت بوسیله غلاف یا بوش واسطه ( بوش H ) یا همان بوش بیرون کشیدنی ( Withdrawal Sleeve ) روی شفت یا محور مخروطی ( شفت استوانه‌ ای یا بدون شیب ) نصب و جازده میشوند.

در واقع جابجایی محوری بلبرینگ یعنی اینکه بلبرینگ توانایی و میزان قدرت این را داشته باشد که با حرکت چپ و راست محور یا همان شفت ، مطابق محور ، حرکت و جابجا شود و با این کار اجازه ندهد که لبه ساچمه ها و کنس هایش در تماس با یکدیگر آسیب ببیند. بیشتر شفت های ماشیت آلات صنعتی چه انواع سبک و چه انواع سنگین بوسیله یک بلبرینگ ثابت و یک بلبرینگ شناور مهار یا تثبیت محوری می شوند.

 
انتخاب بلبرینگ های مناسب جهت جابجایی محوری بلبرینگ ها

برای مهار جابجایی محوری بلبرینگ ها

    بلبرینگ های شناور

بهترین انتخاب بلبرینگ هستند زیرا به شفت اجازه حرکت محوری (البته تا اندازه ای ) را داده و در نتیجه

از ایجاد بار اضافی ناشی از انبساط حرارتی محور جلوگیری می کنند و مناسب‌ ترین این بلبرینگ ها :

    رولبرینگ های سوزنی
    رولبرینگ های استوانه‌ ای NU و N

هستند. طرح NJ و همچنین بعضی از رولبرینگ های استوانه ای بدون قفسه نیز بکار گرفته می شوند.

جابجایی محوری بلبرینگ

در مواقعی که جابجایی محوری زیاد است و عدم همراستایی هم وجود دارد. انتخاب رولبرینگ توریدال  می تواند به عنوان بلبرینگ شناور به خوبی کاربرد داشته باشد و جابجایی محوری بلبرینگ را دفع نماید.

جابجایی محوری بلبرینگ

اگر در جایی جابجایی محوری بلبرینگ وجود داشت و از بلبرینگ غیر شناور مثل بلبرینگ شیار عمیق یا رولبرینگ بشکه ای استفاده شده بود

برای مهار کردن این جابجایی محوری می توان یکی از بلبرینگ ها را در محفظه یا جایگاهش شل بست تا نسبت به اون جابجایی حرکت شناور داشته باش

مفهوم سرعت بلبرینگ: سرعت بلبرینگ در واقع سرعت کارکرد تمامی بلبرینگ تا سرحد رسیدن به دمای مجاز نوع فولاد به کار رفته در آنها یا هر ماده دیگر بکار رفته در ساخت آن بلبرینگ می باشد. به عبارتی دیگر هر چه دمای کاری برای بلبرینگ بیشتر باشد ، سرعت بلبرینگ هم به همان نسب دما بیشتر خواهد بود. پس بلبرینگ هایی که اصطکاک داخلی کم تری داشته باشند و به تبع آن حرارت کمتری هم تولید کنند آن بلبرینگ سرعت بالایی خواهند داشت.

توجه به میزان سرعت بلبرینگ در انتخاب بلبرینگ ها
بلبرینگ های سرعت بالا یا دور بالا

    انواع بلبرینگ های شیار عمیق ( تا اندازه هایی محدود )
    انواع بلبرینگ های خود تنظیم   ( تا اندازه هایی محدود )

هنگامی که بار شعاعی بر آنها وارد شود ، می توانند سرعت بالا یی را تحمل داشته باشند و همچنین

    انواع بلبرینگ های تماس زاویه‌ ای  ( تا اندازه هایی محدود )

هم با وارد آمدن بار ترکیبی آن بلبرینگ ها نیز می توانند سرعت بالایی بگیرند.

اگر ساچمه های این بلبرینگ ها ( بلبرینگ های دارای ساچمه های گرد ) از جنس سرامیک ساخته شود  و قفسه های آنها هم از نوع فیبری باشد ، سرعت بلبرینگ بسیار بیشتر هم خواهد شد؛ چراکه این سرامیک های خاص که در ماتریسی از شیشه میباشند ، در تقابل با فولاد اصطکاک بسیار کمی تولید کرده و به تبع آن ، گرما که یکی از عوامل موثر در خرابی بلبرینگ ها هست ، کاهش یافته و عمر بلبرینگ در سرعت های زیاد افزایش پیدا می کند.

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