آشنایی با بلبرینگ و رولبرینگ و انواع آن ها

بلبرینگ یک حلقه یا رینگ است که درون آن توپ های فلزی یا ساچمه های گرد چرخنده است و در هر وسیله ای که می چرخد، استفاده می شوند. بلبرینگ های صنعتی و بلبرینگ های خودرو از برجسته ترین بلبرینگ ها هستند که هر یک از آن ها 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 کلمه ای است که به طور عامیانه از آن استفاده می شود اما در واقع نام این قطعه Ball bearing (بال بیِرینگ) است که از 2 کلمه تشکیل شده است. کلمه اول Ball به معنای توپ است که اشاره دارد به توپ ها یا ساچمه های گرد فلزی و کلمه دوم Bearing به معنای تحمل کننده بار یا فشار است.

بلبرینگ ها نوعی یاتاقان هستند و به عنوان قطعه ای که باعث کاهش اصطکاک می شود، بین شافت و چرخ دنده قرار می گیرند.

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 کوچک ترین آسیب دیدگی، کارکرد وسایل متحرک را مختل می سازد. به دلیل اهمیت بالایی که دارد، این قطعه با دقت و حساسیت بیشتری ساخته می شود؛ زیرا عدم رعایت استانداردها در ساخت بلبرینگ، منجر به بروز مشکل می شود و اصطکاک و اختلال را در راندمان وسیله را به همراه خواهد داشت.

کار بلبرینگ چیست؟

بلبرینگ ها به دلیل عملکردشان که باعث کاهش اصطکاک می شود، در اجسامی که می چرخند دارای نقش پر رنگی هستند و کاربردهای زیادی دارند. برای کاربرد بلبرینگ ها می توان به وسایل بزرگ و سنگینی مثل چرخ اتومبیل تا اجسام کوچک مانند اسپینر ها اشاره کرد که از بلبرینگ برای چرخش راحت تر و همچنین سایش کمتر استفاده می کنند.

مثال دیگری که برای کاربرد بلبرینگ ها می توان گفت نقش مهم آن ها در اجزای دوار یا چرخنده (مثل شافت ها، چرخ دنده ها و پروانه ها) در انواع کالاهای صنعتی مانند انواع الکتروموتور ها، گیربکس های صنعتی، پمپ ها و انواع موتور ویبره ها و بسیاری از کالاها و دستگاه های صنعتی دیگر است.

بنابراین، وظیفه بلبرینگ شامل دو مورد می شود:

1. تاثیر بلبرینگ بر کاهش اصطکاک
2. تحمل فشار وارد شده

در کل، هر بلبرینگ از یک رینگ داخلی، یک رینگ خارجی و تعدادی ساچمه ی کروی شکل تشکیل شده است. نحوه عملکرد بلبرینگ به این صورت است که زمانی که شافت یا محور دستگاه مورد نظر شروع به چرخیدن می کند، بار به رینگ خارجی دستگاه نیز منتقل می شود. سپس، این بار به ساچمه های کروی شکل برخورد می کند و به شکل یک نیروی کنترل شده، به رینگ داخلی می رسد.

حالا علت عملکرد بلبرینگ در کاهش اصطکاک و سر و صدای بین قطعات، تا حدودی همین کروی بودن ساچمه های موجود در بین رینگ داخلی و خارجی بلبرینگ است. از آنجایی که سطح تماس این ساچمه ها با رینگ ها کم است، در نتیجه راحت تر حرکت می کنند و سروصدا و اصطکاک را کاهش می دهند.

تاثیر بلبرینگ بر کاهش اصطکاک

حلقه داخلی و خارجی توسط توپ ها به یکدیگر متصل می شوند و این باعث می شود که سطح تماس بین دو حلقه یا رینگ کمتر شود و در نهایت اصطکاک کمتری داشته باشند.

اگر بخواهیم این تاثیر را با مثالی شرح دهیم می توان گفت زمانی که چرخ خودرو به حرکت در می آید، نیروی حاصل از وزن سرنشین و وزن 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.

تاثیر این قطعه به قدری اهمیت دارد که در برخی قطعات صنعتی تنها عامل اختلال و خرابی آن ها 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.

تحمل فشار وارد شده

با توجه به مثال خودرو در قسمت قبلی، متوجه شدیم که باید استحکام توپ های فلزی به اندازه ای باشد که تحمل فشار را داشته باشد.

فشار وارده ابتدا به حلقه خارجی، سپس به توپ ها و در آخر به حلقه داخلی وارد می شود. مواقعی که این فشار چند برابر شود، حلقه داخلی که فشار زیادی را تحمل می کند، آسیب خواهد دید و در مواقعی حتی خرد می شود!

برای موقعیت های این چنینی، استفاده از رولبرینگ به جای بلبرینگ در نظر گرفته می شود. رولبرینگ ها با توجه به این که فشار را به طور خطی بین دو حلقه جا به جا می کنند، تحمل وزن بیشتری خواهند داشت.

قطعات و اجزای تشکیل دهنده بلبرینگ

بلبرینگ ها غالبا از چهار قسمت تشکیل می شوند:

1. کنس یا رینگ بلبرینگ
2. ساچمه بلبرینگ
3. قفسه بلبرینگ
4. 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 حلقه خارجی به حلقه داخلی وجود دارند.

قفسه بلبرینگ

در برخی بلبرینگ ها بین توپ های فلزی، سطحی قرار می گیرد که به آن قفسه یا کیج (cage) گفته می شود.

کاسه نمد

کاسه نمد بلبرینگ بین رینگ و قفسه یا کیج قرار می گیرد که می تواند هم در دو سمت باشد و هم فقط در یک طرف قرار داشته باشد.

یکی از وظایف اصلی این قطعه، جلوگیری از نشتی و هدر رفت روغن از میان ساچمه و قفسه است. همچنین مثل یک عایق مانع ورود آب یا ماده ی دیگری می شود.

به دلیل تماس محور متحرک (شافت) با این قطعه، در صورت سرریز روغن، آسیب های احتمالی به محور یا حتی کوپلینگ و پولی و تسمه وارد می شود.