بیرینگ چیست؟ انواع و کاربرد

انواع بیرینگ‌ چیست؟

پیش از آنکه برویم سراغ پاسخ سوال بیرینگ چیست باید بدانیم که تعداد زیادی از تجهیزات سبک و صنعتی، از گاری‌های کوچک خواربار تا نیروگاه‌های عظیم، برای کارکردن به یاتاقان‌ها به هر طریقی وابسته هستند. یاتاقان‌ها در طیف گسترده‌ای از اشکال و اندازه‌ها وجود دارند و بخشی ضروری از انواع مختلف ماشین آلات هستند. در سیستمی که ممکن است تحت بارگذاری استاتیکی یا دینامیکی باشد، می‌توان آنها را بعنوان یک عنصر ماشینی توصیف کرد که فقط یک شکل خاصی از حرکت را پشتیبانی می‌کند (محدودیت درجات آزادی).

یک درب کشویی یک مثال است. درب را نمی‌توان از موقعیت خود حرکت داد یا آن را بالا برد. فقط با حرکت کشویی باز می‌شود. بیرینگ‌ها دامنه حرکت را به حرکت کشویی محدود می‌کنند. اگر می‌خواهید بیشتر درباره بیرینگ‌ها بدانید مقاله امروز سپیانی را از دست ندهید

وظیفه بیرینگ‌ چیست؟

وظیفه اصلی بیرینگ جلوگیری از تماس مستقیم فلز به فلز بین دو قسمت متحرک است. با انجام این کار از اصطکاک، تولید گرما و در نهایت سایش و پارگی بخشی جلوگیری می‌شود. بدلیل جایگزینی حرکت لغزشی با نورد با اصطکاک کم، مصرف انرژی نیز کاهش می‌یابد. علاوه بر این، آنها بار عنصر دوار را به محفظه منتقل می‌کنند. این بار می‌تواند شعاعی، محوری یا هر دو باشد. همانطور که قبلاً ذکر شد یک بیرینگ آزادی حرکت قطعات متحرک را به جهات خاصی محدود می‌کند.

بیرینگ عناصر نورد:

عناصر نورد به شکل توپ یا استوانه در یاتاقان‌های عناصر نورد یافت می‌شوند. می‌دانیم که چون اصطکاک غلتشی نسبت به اصطکاک لغزشی اهمیت کمتری دارد، چرخ‌ها راحت تر از لغزش روی زمین می‌غلتند. در اینجا، همان ایده به کار گرفته شده است. حرکت آزاد قطعات در حین چرخش با یاتاقان‌های عنصر نورد تسهیل می‌شود. تبدیل حرکت چرخشی به‌حرکت لغزشی ساده است، حتی زمانی که حرکت خطی برای برنامه‌ها مورد نیاز است. به یک نوار نقاله یا یک پله برقی فکر کنید. علیرغم خطی بودن، حرکت توسط غلتک‌هایی که توسط موتورها حرکت می‌کنند پیش می‌رود.

مثال دیگر یک پمپ رفت و برگشتی است که از پیوندهایی برای تبدیل حرکت چرخشی موتور به حرکت انتقالی استفاده می‌کند. یاتاقان توپ در هر یک از این کاربردها برای پشتیبانی از محورهای موتور و همچنین محورهای دیگر غلتک‌ها در مجموعه استفاده می‌شود. عناصر نورد بار را با مقاومت کمی تحمل می‌کنند زیرا اصطکاک غلتشی جای اصطکاک لغزشی را می‌گیرد. بیرینگ و یاتاقان غلتکی دو دسته اصلی هستند که یاتاقان‌های عناصر نورد را می‌توان از هم جدا کرد.

مطلب مرتبط: بلبرینگ چیست؟ کاربرد و انواع

بلبرینگ:

یکی از محبوب ترین انواع بیرینگ، بلبرینگ است. این شامل یک ردیف از قطعات نورد، که توپ هستند. آنها بین دو قطعه فلزی که فرم حلقوی دارند محصور شده اند. Races نامی است که به این اجزای فلزی داده شده است. در حالی که نوع بیرونی بی‌حرکت است، نوع درونی برای چرخش آزاد است.

بلبرینگ‌ها ظرفیت حمل کمی دارند اما اصطکاک غلتشی نسبتا کمی دارند. ناحیه باریک تماس بین توپ‌ها و ریس‌ها مقصر این موضوع است. علاوه بر بارهای شعاعی، ممکن است دو بار محوری متفاوت را تحمل کنند. حرکت چرخشی و نوسانی توسط بلبرینگ کنترل می‌شود. یاتاقان توپ برای اتصال شفت به محفظه موتور استفاده می‌شود، بعنوان مثال، در موتورهای الکتریکی زمانی که شفت آزادانه برای چرخش است اما محفظه موتور اینطور نیست. انواع مختلفی از یاتاقان‌های توپ وجود دارد که بسته به کاربرد می‌توانید از بین آنها انتخاب کنید.

چندین مزیت مهم بلبرینگ:

• مقاومت در برابر سایش عالی
• نیاز به‌روغن کاری کمی دارند.
• اصطکاک کم منجر به‌حداقل اتلاف انرژی می‌شود.
• طول عمر طولانی
• ساده برای جایگزینی
• به‌طور کلی ابعاد کوچک
• نسبتاً مقرون به‌صرفه
• بارهای رانش را تحمل می‌کند.

معایب بلبرینگ:

• احتمالاً مقابل شوک‌ها مقاومت نمی‌کند.
• میتواند نسبتاً گران قیمت باشد.
• نمیتواند اجسام سنگین را بلند کند.

مطلب مرتبط: تعمیر و نگهداری بلبرینگ گیربکس‌ها

بلبرینگ شیار عمیق:

به جرئت میتوان ادعا کرد محبوب‌ترین نوع بلبرینگ این نوع است. حلقه‌ای از توپ‌ها که بار را منتقل می‌کند و امکان حرکت چرخشی بین دو ریس را فراهم می‌کند بین دو ریس محبوس می‌شود. نگهدارنده توپ‌ها را در جای خود نگه می‌دارد. آنها برای حداقل نویز و لرزش کم طراحی شده‌اند و اصطکاک غلتشی بسیار کمی دارند. در نتیجه برای کاربردهای پرسرعت مناسب هستند. آنها به نگهداری کمی نیاز دارند و نصب آنها نسبتاً ساده است. ریس‌ها باید روی شفت‌ها فشار داده شوند، بنابراین هنگام نصب باید مراقب باشید تا از فرورفتگی جلوگیری شود.

بلبرینگ تماس زاویه‌ای:

ریسهای داخلی و خارجی این نوع بلبرینگ در امتداد محور بلبرینگ از یکدیگر جدا می‌شوند. همراه با بارهای شعاعی، این نوع برای تحمل مقادیر بیشتری از بارهای محوری در هر دو جهت ساخته‌شده‌است. بار محوری را می‌توان از یاتاقان به محفظه منتقل کرد زیرا حرکت در ریسهای داخلی و خارجی وجود دارد. این بلبرینگ برای استفاده‌هایی که نیاز به هدایت محوری سفت و سخت دارند مناسب است. ماشین‌آلات کشاورزی، وسایل نقلیه، گیربکس‌ها، پمپ‌ها و سایر کاربردهای پرسرعت همگی اغلب از بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای استفاده می‌کنند.

بلبرینگ‌های خود تراز:

این نوع بلبرینگ در برابر انحراف شفت و محفظه که ممکن است در نتیجه انحراف شفت یا نصب نادرست رخ دهد، مقاوم است. دو ردیف توپ و حلقه بیرونی بعد از حلقه داخلی قرار می‌گیرند که دارای شیارهای عمیق مشابه بلبرینگ‌های شیار عمیق است. به دلیل طراحی مقعر حلقه بیرونی، حلقه داخلی دارای مقداری عرض جغرافیایی است که در پاسخ به ناهماهنگی خود را مجدداً تراز می‌کند.

بلبرینگ رانش:

دسته خاصی از یاتاقان‌های ساچمه‌ای که برای تنش‌های محوری ساخته شده‌اند، بلبرینگ‌های رانش هستند. بارهای شعاعی توسط آنها قابل پشتیبانی نیستند. بلبرینگ‌های رانش ساچمه‌ای بی‌صدا، روان کار می‌کنند و می‌توانند برنامه‌های با سرعت بالا را مدیریت کنند. بسته به اینکه بار یک طرفه یا دو طرفه باشد، آنها بعنوان یاتاقان‌های تک جهته یا دو جهته ارائه می‌شوند.

چه زمانی از بلبرینگ استفاده کنیم؟

برخی از موقعیت‌های محل کار را که در آن بلبرینگ لازم است مرور کنیم.

1. بارهای رانشی وجود داشته باشد. بلبرینگ‌ها با توجه به ساخت خود می‌توانند بارهای محوری را تحمل کنند.

2. اشیای سنگین وجود ندارد. یاتاقان‌ها تمام نیرو را روی تعداد کمی از نقاط تماس متمرکز می‌کنند زیرا قسمت‌های غلتشی آنها مانند توپ است. این ممکن است به فروپاشی زودهنگام تحت بارهای سنگین منجر شود.

3. سرعت موردنیاز است. کاهش اصطکاک یکی دیگر از مزایای نقطه تماس کوچک بلبرینگ است. با این نوع بلبرینگ‌ها می‌توان به سرعت‌های بالا با سهولت بیشتری دست یافت زیرا مقاومت کمتری برای غلبه بر آن وجود دارد.

حتما بخوانید:

خط بازیافت لاستیک خودرو

صفر تا 100 خط تولید لاستیک خودرو

بلبرینگ غلتکی

به عنوان اجزای باربر بین ریس ها، بلبرینگ‌های غلتکی از عناصر نورد استوانه‌ای بجای توپ استفاده می‌کنند. اگر طول یک عنصر بیشتر از قطر آن باشد، به آن غلتک گفته می‌شود (حتی اگر اندکی باشد). آنها می‌توانند بارگذاری بیشتری را پشتیبانی کنند، زیرا آنها به جای تماس نقطه‌ای مانند بلبرینگ ها، با ریسهای داخلی و خارجی تماس دارند. انواع مختلفی از رولربرینگ نیز وجود دارد. پس از در نظر گرفتن نوع و مقدار بارگیری، شرایط سرویس و احتمال ناهماهنگی، از جمله موارد دیگر، ممکن است نوع مناسب انتخاب شود.

مزایای رولربرینگ:

• تعمیر و نگهداری آسان
• اصطکاک کم
• میتواند بارهای شعاعی بالایی را تحمل کند
• رولربرینگ‌های مخروطی می‌توانند بارهای محوری بالایی را تحمل کنند
• دقت عالی
• برای تنظیم جابجایی محوری استفاده می‌شود
• ارتعاشات کم

معایب رولربرینگ:

• پر سر و صدا
• بسیار گران قیمت

مطلب مرتبط: رولبرینگ چیست؟ انواع و کاربرد آن

رولربرینگ استوانه‌ای:

از بین تمام رولربرینگ‌ها، اینها ساده‌ترین آنها هستند. این یاتاقان‌ها قادر به رسیدگی به نیازهای سرعت بالا و بارگذاری شعاعی قابل توجه هستند. علاوه بر این، آنها سختی عالی، انتقال بار محوری، حداقل اصطکاک و عمر طولانی را ارائه می‌دهند. با حذف قفس‌ها یا نگهدارنده‌هایی که اغلب برای نگه داشتن غلتک‌های استوانه‌ای در جای خود استفاده می‌شوند، می‌توان ظرفیت بار را حتی بیشتر افزایش داد. این باعث می‌شود تا غلتک‌های بیشتری برای تحمل وزن اضافه شود.

آنها در انواع تک ردیفی، دو ردیفه و چهار ردیفی عرضه می‌شوند. آنها همچنین در اشکال تقسیم شده و مهر و موم موجود هستند. برای مکان‌های صعب العبور مانند میل لنگ موتور، از تغییرات تقسیم شده‌استفاده می‌شود. از آنجایی که روغن کاری حفظ می‌شود و از آلودگی یاتاقان جلوگیری می‌شود، انواع مهر و موم شده انتخابی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند.

رولربرینگ کروی:

هنگامی که شفت مستعد ناهماهنگی است، بارهای شعاعی و محوری سنگین می‌توانند چالش بیشتری ایجاد کنند. رولربرینگ‌های کروی در کنترل این شرایط عالی هستند. آنها می‌توانند ناهماهنگی شفت و محفظه را کنترل کنند و ظرفیت حمل بار عالی دارند. این باعث افزایش طول عمر و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود. مسیرهای رولربرینگ‌های کروی نسبت به محور بلبرینگ زاویه دار هستند. غلتک‌ها دارای طرف‌های کروی هستند تا اضلاع مستقیم که روی مسیرهای کروی قرار می‌گیرند و امکان ناهماهنگی‌های جزئی را فراهم می‌کنند.

کاربردهای رولربرینگ کروی بسیار زیاد است. آنها در تنظیمات با وزن قابل توجه، طیف وسیعی از سرعت‌ها و ناهماهنگی احتمالی استفاده می‌شوند. وسایل نقلیه آفرود، پمپ ها، فن‌های مکانیکی، نیروی محرکه دریایی، توربین‌های بادی و گیربکس چند نمونه از کاربردها هستند.

غلتک مخروطی:

بخش‌های یک مخروط توسط غلتک مخروطی بعنوان یک جزء باربر استفاده می‌شود. این غلتک‌ها در بین دو ریس قرار می‌گیرند که خود قسمت‌های مخروطی توخالی هستند. اگر محورهای غلتک‌ها و ریس‌ها کشیده می‌شد، همه در آن نقطه جمع می‌شدند.

علاوه بر تنش‌های شعاعی، رولربرینگ‌های مخروطی برای تحمل بارهای محوری افزایش یافته ساخته شده‌اند. هرچه این مخروط معمولی بار محوری بیشتری را تحمل کند، نیم زاویه بزرگتر است. در نتیجه، آنها هم بعنوان یاتاقان بار رانش و هم بعنوان یاتاقان بار شعاعی عمل می‌کنند.

بلبرینگ‌های غلتکی سوزنی:

غلتک‌های استوانه‌ای سوزنی مانندی که در غلتک‌های سوزنی یافت می‌شوند، به دلیل قطر کم، ظاهری منحصر بفرد دارند. در یاتاقان‌های غلتکی، طول غلتک‌ها اغلب کمی بیشتر از قطر آن است. وقتی صحبت از بلبرینگ سوزنی می‌شود، طول غلتک‌ها حداقل چهار برابر بیشتر از قطر آن است.

از آنجایی که ممکن است غلتک‌های بیشتری در فضای مشابه با قطر کمتر در بلبرینگ‌های سوزنی قرار بگیرند، سطح بیشتری در تماس با ریس‌ها وجود دارد. بنابراین آنها می‌توانند بارهای سنگین را تحمل کنند. به دلیل کاهش فاصله مورد نیاز بین محور و محفظه، اندازه کوچک ممکن است در کاربردهایی که کمبود فضا وجود دارد مفید باشد. قطعات خودرو از جمله گیربکس و محورهای بازوی راکر به بلبرینگ سوزنی نیاز دارند. آنها همچنین در پمپ‌ها و کمپرسورها استفاده می‌شوند.

حتما بخوانید:

انواع اورینگ و پکینگ و کاربرد آنها

تجهیزات خط تولید لاستیک (بچ اف، دوپلکس، غلطک و پرس)

چه زمانی از بلبرینگ غلتکی استفاده کنیم؟

محبوب ترین جایگزین برای بلبرینگ، رولربرینگ است. بنابراین بیایید انواع موقعیت‌های کاری را که این نوع بلبرینگ در آنها به خوبی انجام می‌دهد، پیدا کنیم.

1. بارهای قابل توجه. به لطف سطح تماس قابل توجه افزایش یافته توسط بلبرینگ‌های غلتکی، بار به طور یکنواخت تر توزیع می‌شود. بنابراین آنها می‌توانند نیروهای قوی را تحمل کنند و کمتر احتمال دارد که شکست بخورند.

2. کاهش سرعت. دوباره منطقه تماس در اینجا کلیدی است. اصطکاک بیشتری وجود دارد که می‌تواند منجر به سایش سریعتر و تولید دمای بالاتر شود.

بلبرینگ ساده:

ساده ترین نوع بلبرینگ، بلبرینگ ساده است. به طور معمول، این فقط یک سطح یاتاقان است. هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد. در اصل، بلبرینگ یک آستین است که روی شفت ثابت شده و در سوراخ قرار می‌گیرد. بلبرینگ‌های ساده قیمت مناسب، کوچک و سبکی دارند. آنها می‌توانند وزن زیادی را تحمل کنند. بلبرینگ‌های ساده برای حرکت نوسانی، رفت و برگشتی، لغزشی یا چرخشی استفاده می‌شوند.

ژورنال روی سطح داخلی بلبرینگ می‌لغزد در حالی که یاتاقان ثابت می‌ماند. ضرایب پایین جفت مواد اصطکاک برای فعال کردن حرکت سیال انتخاب می‌شوند. بعنوان مثال، آلیاژهای مختلف مس نسبتاً معمولی هستند. این بلبرینگ هم برای بارهای استاتیکی و هم برای بارهای دینامیکی مناسب است، می‌تواند ناهماهنگی‌های جزئی را مدیریت کند و می‌تواند در جهت‌های مختلف حرکت کند. کاربردهای متعددی در صنایع ساختمانی، کشاورزی، خودروسازی و دریایی دارد. در موتورهای دیزلی، یک یاتاقان ساده، پین را به هم متصل می‌کند که پیستون را به شاتون متصل می‌کند.

حتی با وجود اینکه دو بخش دارد – حلقه داخلی و حلقه بیرونی – بلبرینگ کروی هنوز یک یاتاقان ساده است. آنها هیچ جزء غلتشی بین دو حلقه ندارند، علیرغم این واقعیت که در ابتدا شبیه یاطاقان توپ و غلتک هستند.

بلبرینگ سیال:

نوع منحصر به فرد یاتاقان به نام بلبرینگ سیال از گاز یا مایع تحت فشار برای انتقال بار و کاهش اصطکاک استفاده می‌کند. در کاربردهایی که یاتاقان‌های فلزی عمر کوتاهی دارند و صدا و لرزش زیادی تولید می‌کنند، از این بلبرینگ‌ها به عنوان جایگزین استفاده می‌شود.

آنها همچنین برای کاهش بیشتر و بیشتر هزینه‌ها استفاده می‌شوند. ماشین‌هایی که در سرعت‌ها و بارهای بالا کار می‌کنند از یاتاقان‌های سیال استفاده می‌کنند. افزایش طول عمر در شرایط سخت بیش از هزینه‌های اولیه بالاتر در دراز مدت را جبران می‌کند. از آنجایی که هنگام کار ماشین هیچ تماسی بین دو جزء وجود ندارد (به استثنای زمان شروع و توقف)، یاتاقان‌های سیال می‌توانند تقریباً به سایش ناچیز دست یابند.

توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه ساخت و تولید بیرینگ فعالیتی ندارد.