بلبرینگ چرخ دنده ای است که در صنایع متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد. بلبرینگ های صنعتی و بلبرینگ های خودرو از برجسته‌ترین بلبرینگ ها هستند که هر یک از آنها کاربردهای مخصوص به خود را دارند.
برای آشنایی بیشتر با بلبرینگ های صنعتی و خودرویی، تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.
بلبرینگ چیست؟
بلبرینگ ها که در خانواده یاتاقان ها قرار می گیرند، اصولا به عنوان قطعه ای ضد اصطکاک شناخته می شوند. در واقع بلبرینگ ها شامل کره های کوچکی هستند که جنس فلزی دارند و برای کاهش اصطکاک بین شافت و چرخ دنده قرار می گیرند. معمولا بلبرینگ ها پشت سر هم و یا در بخش های مستقل از هم قرار می گیرند؛ که به طور کلی تفاوتی در راندمان اصلی این وسیله ایجاد نخواهد کرد.
این قطعه یکی از اساسی ترین قطعات هر وسیله متحرکی است که با کوچک‌ترین آسیب دیدگی، کارکرد وسایل متحرک را مختل می سازد. اهمیت بالای این قطعه باعث شده تا با دقت و حساسیت بیشتری ساخته شود؛ زیرا عدم رعایت استانداردها در ساخت بلبرینگ، منجر به همان اتفاق می شود و اصطکاک و اختلال را در راندمان وسیله را به همراه خواهد داشت.
کار بلبرینگ چیست؟
بلبرینگ ها به دلیل داشتن خاصیت ضد اصطکاک، در اجسامی که می چرخند نقش پر رنگی دارند. به طور کلی بلبرینگ ها کاربرد زیادی دارند؛ از وسایل بزرگ و سنگین مانند چرخ اتومبیل، تا اجسام کوچک مانند اسپینر ها، از بلبرینگ برای چرخش راحت تر و همچنین سایش کمتر استفاده می کنند.
به عنوان مثال بلبرینگ ها در انواع الکتروموتور ها مورد استفاده قرار می گیرند و در واقع می توان گفت یکی از اصلی ترین اجزای این وسیله هستند.
لازم است بدانید بلبرینگ نامی بوده که در زبان فارسی مرسوم است. در واقع نام این قطعه از واژه Ball bearing (بال بیِرینگ) بر گرفته شده که این اصطلاح از لحاظ لغوی بدین معنا است:
Ball به معنای توپ (توپ های فلزی استفاده شده در ساختار بلبرینگ که وظیفه آنها دریافت فشار از بار و عدم سایش حلقه خارجی و داخلی است)، و Bearing به معنای تحمل کننده بار (فشاری که حین چرخش به توپ وارد می شود. مثلا بلبرینگ های مصرفی در چرخ خودرو، وزن خودرو را متحمل می شوند که در این موقعیت می توان گفت وزن خودرو همان بار است).
بنابراین وظیفه بلبرینگ شامل دو مورد می شود:
- تاثیر بلبرینگ بر کاهش اصطکاک
- متحمل شدن فشار از سمت بار
تاثیر بلبرینگ بر کاهش اصطحاک
اگر بخواهیم این تاثیر را با مثالی شرح دهیم، میتوان گفت زمانی که چرخ خودرو به حرکت در می آید، در وهله اول نیروی حاصل از وزن شما و سپس قطعات خودرو، به حلقه داخلی بلبرینگی که در چرخ خودرو وجود دارد؛ وارد می شود. در این مرحله توپ های فلزی این نیرو را به حلقه خارجی انتقال می دهند و حلقه خارجی نیرو را به چرخ وارد می کند.
با توجه به اینکه حلقه داخلی و خارجی توسط توپ ها به یکدیگر متصل می شوند؛ سطح تماس بین این دو کمتر می شود و در نهایت اصطکاک کمتری را نیز حاصل می کند.
تاثیر این قطعه به قدری اهمیت دارد که در برخی قطعات صنعتی دیگر تنها عامل اختلال و خرابی آن بلبرینگ ها هستند. مثلا در موتور اسپیندل این اتفاق بسیار رایج است و در اکثر اوقات تعمیر آن را از بررسی بلبرینگ آغاز می کنند.
متحمل شدن فشار از سمت بار
با توجه به مثال خودرو، بدون شک باید استحکام توپ های فلزی به قدری باشد که فشار وزن ما و قطعات دیگر را تحمل کند.
با توجه به اینکه فشار وزن ابتدا به حلقه خارجی، سپس به توپ ها و در آخر به حلقه داخلی وارد می شود؛ در موقعیت هایی که این فشار چند برابر شود، یقینا حلقه داخلی که فشار زیادی را تحمل می کند آسیب خواهد دید و در مواقعی حتی خرد شود!
تدبیری که برای موقعیت های این چنینی در نظر گرفته شده، استفاده از رولبرینگ به جای بلبرینگ است. رولبرینگ ها با توجه به این که فشار را به طور خطی بین دو حلقه جا به جا می کنند، به طبع تحمل وزن بیشتری خواهند داشت.
اجزای تشکیل دهنده بلبرینگ شامل چه قطعاتی می شود؟
بلبرینگ ها غالبا از سه قسمت تشکیل می شود:
- کنس بلبرینگ
- ساچمه بلبرینگ
- قفسه بلبرینگ
- کاسه نمد
کنس بلبرینگ
کنس یا رینگ بلبرینگ، دو حلقه ای هستند که توپ های فلزی را حفظ می کنند. البته در رولبرینگ ها که در بالا به آن اشاره کردیم، گاها می تواند یک کنس یا رینگ داشته باشد و به وسیله همان یک رینگ توپ یا ساچمه را حفظ کند.
ساچمه بلبرینگ
ساچمه یا توپ های بلبرینگ به منظور متصل کردن حلقه ها و انتقال نیرو از حله خارجی به حلقه داخلی وجود دارند.
قفسه بلبرینگ
در برخی بلبرینگ ها بین توپ های فلزی، سحطی قرار می گیرد که به آن قفسه یا کیج (cage) گفته می شود.
کاسه نمد
در بلبرینگ کاسه نمد مانند یک عایق عمل می کند. این قطعه از بلبرینگ بین رینگ و ساچمه قرار می گیرد که ممکن است در هر دو سمت ساچمه و یا تنها در یک طرف آن قرار بگیرد؛ همچنین یکی از وظایف اصلی این قطعه جلوگیری از خروج و هدر رفت روغن هیدرولیک از میان ساچمه و قفسه است.
انواع بلبرینگ
- بلبرینگ شیار عمیق یا شش هزاری
- بلبرینگ تماس زاویه ای یا هفت هزاری
- بلبرینگ کف گرد یا پنجاه و یک هزاری
- یاتاقان بلبرینگ
- بلبرینگ خود تنظیم
بلبرینگ شیار عمیق
بلبرینگ شیار عمیق که اصطلاحا به آن بلبرینگ شش هزاری یا ساده نیز می گویند؛ قدرت و استحکام بالایی در سرعت های بالا دارند.
این بلبرینگ به دلیل محبوبیت و کاربرد بیشتر در میان سایر بلبرینگ ها، انواع زیادی دارد. بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه، دو ردیفه، بلبرینگ شیار عمیق با جنس فولاد، بلبرینگ شیار عمیق با شیار جازدنی از انواع آن هستند که قابلیت تحمل بارهای شعاعی، محوری و شعاعی/محوری (مرکب) را دارند.
بلبرینگ تماس زاویه ای
بلبرینگ تماس زاویه ای که به بلبرینگ هفت هزاری نیز معروف است، مقاومت خوبی در برابر بارهای شعاعی و محوری دارد.
این دسته از بلبرینگ ها معمولا در مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد و از انواع آن می توان به بلبرینگ تماس زاویه ای یک ردیفه، دو ردیفه و بلبرینگ تماس زاویه ای با چهار نقطه تماس اشاره کرد.
بلبرینگ کف گرد
این بلبرینگ که با عنوان بلبرینگ پنجاه و یک هزاری، سه تکه و پنج تکه نیز در بازار شناخته می شود؛ میزان سایش و اصطکاک میان سطوح را تا حد زیادی کاهش می دهد و به دلیل کم بودن میزان تماس سطح بیرونی با سطح درونی، حرکت نرمی دارد.
کف گرد ها تحمل بار محوری از یک جهت و دو جهت را دارند؛ همچنین بلبرینگ کف گرد یک ردیفه و دو ردیفه از انواع این بلبرینگ ها هستند.
یاتاقان بلبرینگ
یاتاقان بلبرینگ که با نام های بلبرینگ ایگرگ و UC نیز معروف است؛ مانند بلبرینگ تماس زاویه ای در مصارف صنعتی بیشتر دیده می شود. همچنین در برقراری تعادل هنگام عدم تطابق محور شافت، بسیار پر کاربرد بوده و قابلیت تحمل فشار محوری، شعاعی و شعاعی/محوری را دارد.
انواع بلبرینگ ایگرگ شامل یاتاقان بلبرینگ با طوقه قفلی نا متقارن و پیچ بی سر، یاتاقان بلبرینگ با سیستم قفل کننده و پیچ بی سر، یاتاقان بلبرینگ با بوش تبدیل و یاتاقان بلبرینگ با انطباق تداخلی می شود.
بلبرینگ خود تنظیم
در میان بلبرینگ ها، این بلبرینگ با نام خود تنظیم شناخته شده است. علت خود تنظیم بودن آن شیارهای منحنی موجود در ساچمه است که در زمان انحراف و یا عدم تطابق محور شافت کاربرد دارد.
بلبرینگ خود تنظیم بدون کاسه نمد، بلبرینگ خود تنظیم با کاسه نمد و بلبرینگ خود تنظیم با حلقه داخلی عریض از انواع بلبرینگ های خود تنظیم هستند. این بلبرینگ ها بار های شعاعی را متحمل می شوند.
بلبرینگ با رولبرینگ چه تفاوتی دارد؟
به طور کلی بلبرینگ ها با رولبرینگ ها تفاوت چندانی ندارند زیرا هر دو از یک خانواده هستند؛ اما تفاوت های کمی وجود دارد که این دو را از یکدیگر متمایز کرده است.
مقاومت رولبرینگ ها در مقابل فشار ناشی از حرکات شعاعی بسیار بالا است و بر خلاف بلبرینگ ها که معمولا برای نسبت بار کوچک استفاده می شوند، رولبرینگ ها فشار بالای بارهای شعاعی را نیز تحمل می کنند.
بنابراین می توان گفت زاویه فشار وارد شده در رولبرینگ وسیع تر از بلبرینگ است؛ اما رولبرینگ ها توان تحمل فشار محوری را ندارند زیرا تماس ساچمه ها با سطح رولبرینگ به صورت یک خط بوده و تنها در فشارهای شعاعی مقاومت خوبی از خود نشان می دهند.
نتیجه می گیریم در صورتی که بار با فشار شعاعی زیاد بود از رولبرینگ استفاده شود و در صورتی که فشار به دو حالت شعاعی و محوری بود از بلبرینگ استفاده شود.
یکی دیگر از کاربردهای مهم این قطعه در مصارف صنعتی است که در مدل های مختلفی از گیربکس صنعتی مانند گیربکس حلزونی، گیربکس خورشیدی و دیگر طراحی های آن به کار می روند.
انواع رولبرینگ
رولبرینگ ها مانند بلبرینگ ها به دلیل کاربردهای متنوعی که دارند، از انواع زیادی برخوردار هستند. انواع رولبرینگ شامل موارد زیر می شود:
- رولبرینگ استوانه ای
- رولبرینگ سوزنی
- رولبرینگ مخروطی
- رولبرینگ بشکه ای
رولبرینگ استوانه ای
این سبک از رولبرینگ ها ساچمه های استوانه ای شکل دارند و شامل رولبرینگ استوانه ای یک ردیفه، پر غلتک، کف گرد و ضربدری می شود. رولبرینگ های استوانه ای قابلیت تحمل فشار بالا را دارند.
رولبرینگ سوزنی
این رولبرینگ ها همان رولبرینگ های استوانه ای هستند که قطر کمتر و غلتک های بلندتری دارند.
آنها تحمل بار شعاعی را دارند و در انواع بلبرینگ سوزنی یک ردیفه و دو ردیفه در بازار موجود هستند.
رولبرینگ مخروطی
طراحی این محصول به گونه ای است که شیار های داخلی و خارجی و غلتک های مخروطی شکل در آن وجود دارد. این طراحی منجر شده تا این رولبرینگ تحمل بار محوری و همچنین شعاعی را داشته باشد. این قطعه انواع محدود تری نسبت به دیگر رولبرینگ ها دارد که رولبرینگ مخروطی تک ردیفه و دو ردفه از انواع آن هستند.
رولبرینگ بشکه ای
کارایی و طراحی این رولبرینگ تقریبا شبیه به بلبرینگ خود تنظیم است؛ به گونه ای که این رولبرینگ نیز در برقراری تعادل در هنگام عدم تطابق محور شافت نقش موثری دارد و در بارهای شعاعی مقاومت بسیار خوبی خواهد داشت.
میان رولبرینگ های موجود در بازار، رولبرینگ استوانه ای و بشکه ای بسیار پر فروش هستند؛ چرا که میزان تحمل فشار بالا در این دو رولبرینگ از مهم ترین خصوصیات آنها است.
سخن پایانی
به طور کلی بلبرینگ ها نقش پر رنگی در زندگی روزمره ما دارند و انواع زیاد آن منجر شده تا بر طرف کننده هر نیازی باشند.
امیدواریم از مطالب این مقاله لذت برده باشید. در صورتی که سوال یا ابهامی در رابطه با بلبرینگ ها یا رولبرینگ ها داشتید نظرات خود را بنویسید تا کارشناسان شهباز موتور در اسرع وقت پاسخگوی شما باشند.