آشنایی با بلبرینگ و رولبرینگ و انواع آن‌ها

کاربرد بلبرینگ

بلبرینگ در همه اجسامی که می‌چرخند نقش مهمی دارد و کاربردهای فراوانی پیدا کرده است. وظیفه اصلی بلبرینگ کاهش اصطکاک و کمک به حرکت روان قطعات است، به طوری که اجزا و قطعات یک دستگاه یا ماشین با کمترین اصطکاک نسبت به یکدیگر حرکت کنند.

از بلبرینگ می‌توان در وسایل بزرگ مثل چرخ خودرو و در وسایل کوچک مثل اسپینر استفاده کرد تا حرکت راحت‌تر و سایش کمتر بین قطعات ایجاد شود. نمونه‌های دیگر کاربرد بلبرینگ شامل اجزای دوار یا چرخنده مانند شافت‌ها، چرخ‌دنده‌ها و پروانه‌ها در دستگاه‌های صنعتی الکتروموتورها، گیربکس‌ها، پمپ‌ها و موتورهای ویبره است.

به طور کلی، کاربردهای اصلی بلبرینگ عبارت‌اند از:

• ماشین‌آلات و دستگاه‌های صنعتی: مانند الکتروموتورها، کمپرسورها و پمپ‌ها برای کاهش اصطکاک و افزایش عمر مفید دستگاه‌ها.
• لوازم خانگی: مانند ماشین لباسشویی، پنکه و یخچال برای افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش اصطکاک.
• صنعت خودروسازی: در چرخ‌ها، دینام، گیربکس و سایر بخش‌های خودرو برای حرکت نرم، روان و بدون صدا.

آشنایی با رولبرینگ و تفاوت آن با بلبرینگ

بلبرینگ و رولبرینگ هر دو از یک خانواده هستند و عملکرد مشابهی دارند، اما تفاوت‌هایی هم دارند که آن‌ها را از هم متمایز می‌کند. رولبرینگ‌ها در برابر بارهای شعاعی سنگین مقاومت بسیار بالایی دارند و برای تحمل فشارهای زیاد مناسب هستند، در حالی که بلبرینگ‌ها معمولا برای بارهای سبک‌تر یا ترکیبی شعاعی و محوری استفاده می‌شوند.

دلیل این تفاوت، نوع تماس ساچمه‌ها با سطح است. در رولبرینگ‌ها، تماس ساچمه با سطح به صورت یک خط است؛  بنابراین توان تحمل فشار محوری را ندارند و فقط برای بارهای شعاعی کارآمدند.

به طور خلاصه، اگر بار شعاعی زیاد باشد از رولبرینگ استفاده می‌کنیم و اگر بار ترکیبی شعاعی و محوری باشد، بلبرینگ گزینه مناسب است.

انواع رولبرینگ

رولبرینگ‌ها مانند بلبرینگ‌ها به دلیل کاربردهای متنوعی که دارند، از انواع زیادی برخوردار هستند. انواع رولبرینگ شامل موارد زیر می‌شود:

• رولبرینگ استوانه‌ای
• رولبرینگ سوزنی
• رولبرینگ مخروطی
• رولبرینگ بشکه‌ای

همچنین یک مدل دیگر به نام کف گرد داریم که برای هر کدام از این مدل‌های گفته شده وجود دارد، برای همین در دسته بندی جداگانه قرار نمی‌گیرد.

رولبرینگ استوانه‌ای

این مدل از رولبرینگ‌ها دارای ساچمه‌های استوانه‌ای شکل هستند و قابلیت تحمل فشار بالا را دارند. به عنوان مثال از این رولبرینگ در پمپ آب فشار قوی استفاده می‌شود.

رولبرینگ‌های استوانه‌ای مدل‌های مختلفی دارند که عبارتند از:

• رولبرینگ استوانه‌ای یک ردیفه
• رولبرینگ استوانه‌ای دو ردیفه پر غلتک
• رولبرینگ استوانه‌ای کف گرد
• رولبرینگ استوانه‌ای ضربدری

رولبرینگ سوزنی

این رولبرینگ‌ها همان رولبرینگ‌های استوانه‌ای هستند که غلتک‌های آن طول بلندتر و قطر کمتری دارند.

رولبرینگ‌های سوزنی تحمل بار شعاعی را دارند و در انواع رولبرینگ سوزنی یک ردیفه و رولبرینگ سوزنی دو ردیفه موجود هستند.

رولبرینگ مخروطی

طراحی این محصول به گونه‌ای است که شیارهای داخلی و خارجی و غلتک‌های مخروطی شکل در آن وجود دارد. این مدل طراحی باعث شده تا رولبرینگ مخروطی تحمل بار محوری و شعاعی را داشته باشد.

رولبرینگ مخروطی انواع محدودتری نسبت به دیگر رولبرینگ‌ها دارد و دارای دو مدل رولبرینگ مخروطی تک ردیفه و رولبرینگ مخروطی دو ردیفه هستند.

رولبرینگ بشکه‌ای

کارایی و طراحی رولبرینگ بشکه‌ای تقریبا شبیه به بلبرینگ خود تنظیم است؛ به گونه‌ای که این رولبرینگ در برقراری تعادل در هنگام عدم تطابق محور شافت نقش موثری دارد و در بارهای شعاعی مقاومت بسیار خوبی خواهد داشت.

در بین انواع رولبرینگ‌های مختلف موجود در بازار، رولبرینگ استوانه‌ای و رولبرینگ بشکه‌ای بسیار پر فروش هستند؛ چرا که میزان تحمل فشار بالا در این دو رولبرینگ از مهم‌ترین خصوصیات آن‌ها است.

انواع بارهای وارد بر بلبرینگ

بلبرینگ‌ها در حین کار نیروهایی از جهت‌های مختلف دریافت می‌کنند. آشنایی با نوع این نیروها برای انتخاب بلبرینگ مناسب اهمیت زیادی دارد، زیرا هر مدل بلبرینگ برای تحمل نوع خاصی از بار طراحی شده است. در حالت کلی، سه نوع بار اصلی بر بلبرینگ‌ها وارد می‌شود:

بار شعاعی

بار شعاعی نیرویی است که عمود بر محور دوران به بلبرینگ وارد می‌شود. این نوع نیرو در بیشتر تجهیزات دوار مانند موتورهای الکتریکی، پمپ‌ها و چرخ‌ها وجود دارد.
بلبرینگ‌های شیار عمیق به دلیل طراحی ساده، اصطکاک کم و توان مناسب در تحمل نیروهای شعاعی، گزینه‌ای رایج و اقتصادی برای این نوع کاربردها محسوب می‌شوند.

بار محوری

بار محوری در راستای محور دوران عمل می‌کند و بلبرینگ را از دو طرف در جهت طولی تحت فشار قرار می‌دهد. این نوع نیرو معمولا در مکانیزم‌هایی مانند گیربکس‌ها، پیچ‌های تنظیم و سیستم‌های انتقال نیرو ایجاد می‌شود.
بلبرینگ‌های کف‌گرد برای تحمل بارهای محوری طراحی شده‌اند و در کاربردهایی که نیروی اصلی در امتداد محور است، عملکرد بسیار خوبی دارند.

بار ترکیبی

در بسیاری از ماشین‌آلات، بلبرینگ به‌طور هم‌زمان تحت تأثیر هر دو نوع بار شعاعی و محوری قرار می‌گیرد. در این حالت، نیروی واردشده ترکیبی از هر دو جهت است.
بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای برای چنین شرایطی طراحی شده‌اند؛ زاویه‌ی تماس بین ساچمه و مسیر چرخش به گونه‌ای است که امکان تحمل هم‌زمان بار شعاعی و محوری را فراهم می‌کند.

آشنایی با ساختار و مفهوم کد فنی بلبرینگ‌ها

روی هر بلبرینگ یک کد فنی درج می‌شود که ترکیبی از اعداد و حروف است و اطلاعاتی درباره نوع، ابعاد و ویژگی‌های فنی آن ارائه می‌دهد. این کد معمولا سه بخش دارد: عدد پایه، پسوند نوع آب‌بند یا محافظ و پسوند فنی عملکردی.

برای درک بهتر ساختار و مفهوم این کدها، در ادامه کد فنی 6205-2Z/C3 را به‌عنوان نمونه بررسی و تفسیر می‌کنیم.

عدد پایه

عدد پایه از چهار رقم تشکیل می‌شود که دو رقم اول نوع بلبرینگ و دو رقم بعدی اندازه آن را مشخص می‌کنند.
در کد 6205، دو رقم اول یعنی 62 نشان‌دهنده نوع بلبرینگ است. بلبرینگ‌هایی که با کدهای 60، 61، 62، 63 و 64 شروع می‌شوند همگی از نوع شیار عمیق هستند. بنابراین شروع کد با 62 نشان می‌دهد که این بلبرینگ از نوع شیار عمیق است.

دو رقم آخر یعنی 05 به اندازه‌ی بلبرینگ مربوط می‌شود و قطر داخلی را مشخص می‌کند. برای اعداد 00  تا 03، اندازه‌ها به‌صورت ثابت تعریف شده‌اند:

• 00= 10 میلی‌متر
• 01 = 12 میلی‌متر
• 02 = 15 میلی‌متر
• 03= 17 میلی‌متر

از 04 به بعد، قطر داخلی با ضرب عدد در 5 به دست می‌آید؛ مثلا (25 = 5 × 05). بنابراین در کد 6205، قطر داخلی بلبرینگ برابر با 25 میلی‌متر است. البته باید توجه داشت که برخی از بلبرینگ‌ها دارای کدهای خاص هستند و ممکن است از این قاعده پیروی نکنند.

پسوند نوع آب‌بند یا محافظ

پس از عدد پایه، حروفی وجود دارد که نوع آب‌بند یا محافظ دو طرف بلبرینگ را نشان می‌دهد.

در این مثال، 2Z  بیانگر وجود دو شیلد فلزی در دو طرف بلبرینگ است. حرف Z یعنی در یک سمت بلبرینگ شیلد فلزی نصب شده و عدد 2  قبل از آن نشان می‌دهد که این شیلد در هر دو سمت وجود دارد. این شیلدها از ورود گردوغبار جلوگیری می‌کنند و برای دورهای بالا مناسب هستند، اما در برابر رطوبت مقاومت کمتری نسبت به آب‌بند لاستیکی دارند.

در مقابل، بلبرینگ‌هایی با پسوند RS  یا 2RS  دارای آب‌بند لاستیکی هستند. این نوع آب‌بندها نسبت به شیلدها مقاومت بسیار بهتری در برابر رطوبت و آلودگی دارند، اما به دلیل تماس مستقیم با رینگ داخلی، ممکن است در سرعت‌های بالا کمی حرارت بیشتری تولید کنند.

پسوند فنی عملکردی

در انتهای کد، پسوندهایی وجود دارند که ویژگی‌های عملکردی بلبرینگ مانند میزان لقی داخلی، نوع قفسه یا دقت ساخت را مشخص می‌کنند. در این مثال، C3 نشان‌دهنده‌ی لقی داخلی بیشتر از حالت استاندارد است. این ویژگی باعث می‌شود بلبرینگ در سرعت‌های بالا یا دمای زیاد عملکرد روان‌تری داشته باشد و از قفل شدن اجزا جلوگیری شود. بلبرینگ‌های C3 معمولا در موتورهای الکتریکی یا تجهیزاتی با سرعت زیاد به‌کار می‌روند.

روش‌های نصب بلبرینگ

به‌طور کلی، دو روش اصلی برای نصب بلبرینگ وجود دارد که انتخاب آن‌ها به اندازه، نوع و شرایط کاری بلبرینگ بستگی دارد.

1: روش نصب سرد

این روش برای بلبرینگ‌های کوچک تا متوسط استفاده می‌شود. در این حالت، بلبرینگ و شفت در دمای محیط نصب می‌شوند.

• از پرس دستی یا هیدرولیکی، بوش یا ابزارهای مخصوص نصب بلبرینگ استفاده می‌شود.
• هنگام نصب بلبرینگ، نیرو باید فقط به همان رینگی وارد شود که قرار است در جای خود محکم شود؛ به این معنا که اگر بلبرینگ روی شفت نصب می‌شود، نیرو باید به رینگ داخلی و اگر درون محفظه (هوزینگ) نصب می‌شود، نیرو باید به رینگ بیرونی وارد شود تا از آسیب به ساچمه‌ها و مسیر غلتش جلوگیری گردد.
• وارد کردن ضربه مستقیم با چکش فلزی ممنوع است، چون باعث آسیب به ساچمه‌ها و مسیر چرخش آنها می‌شود.
• در صورت نیاز می‌توان از چکش پلاستیکی یا چکش لاستیکی نرم برای ضربات کنترل‌شده استفاده کرد.

2: روش نصب گرم

این روش برای بلبرینگ‌های بزرگ‌تر یا با فیت محکم‌تر به‌کار می‌رود.

• در این روش، بلبرینگ قبل از نصب حرارت داده می‌شود تا فلز منبسط شود و روی شفت به‌راحتی جا بخورد.
• حرارت معمولا با هیتر القایی یا روغن گرم‌کننده مخصوص بلبرینگ انجام می‌شود.
• دمای مجاز گرم کردن معمولا بین 80 تا 100 درجه سانتی‌گراد است و نباید از حد مجاز فراتر رود. با این حال، بسته به نوع بلبرینگ، جنس قفسه، نوع آب‌بند و توصیه سازنده، این محدوده ممکن است متفاوت باشد و حداکثر دمای مجاز تا حدود 120 °C نیز برسد.
• استفاده از شعله مستقیم یا منبع حرارت کنترل‌نشده (مثل گاز یا مشعل) کاملا ممنوع است، چون باعث تغییر خواص فلز و کاهش عمر بلبرینگ می‌شود.
• در موارد خاص، برای دقت بیشتر ممکن است به‌جای گرم کردن بلبرینگ، شفت را سرد کنند (با نیتروژن مایع یا یخ خشک) تا منقبض شود و نصب راحت‌تر انجام گیرد. این روش باید فقط در شرایط کنترل‌شده انجام شود.

نکات مهم هنگام نصب بلبرینگ

پیش از نصب بلبرینگ باید چند نکته ساده اما مهم رعایت شود تا از آسیب، سایش زودرس و کاهش عمر قطعه جلوگیری گردد. این نکات شامل موارد زیر است:

• تمیزی سطوح: پیش از نصب، شفت، هوزینگ و رینگ‌ها باید کاملا تمیز و خشک باشند. هرگونه چربی نامناسب، گردوغبار یا زنگ‌زدگی باید پاک شود تا بلبرینگ به‌درستی نصب شود.
• تلرانس مناسب: انتخاب صحیح تلرانس شفت و هوزینگ اهمیت زیادی دارد تا بلبرینگ نه بیش از حد سفت نصب شود که باعث فشار و حرارت گردد و نه بیش از حد لق باشد که لغزش و سایش ایجاد کند. مقادیر تلرانس باید طبق استاندارد و توصیه‌ی سازنده تعیین شوند.
• بررسی پس از نصب: بعد از نصب، بلبرینگ باید نرم و روان بچرخد و بدون صدای غیرعادی یا گیرکردن کار کند.
• روان‌کاری: پس از نصب یا هنگام مونتاژ، باید از گریس یا روغن توصیه‌شده توسط سازنده استفاده ‌شود تا اصطکاک و سایش کاهش یافته و عمر بلبرینگ افزایش یابد.
• نوع محافظ بلبرینگ: بلبرینگ‌های دارای شیلد فلزی (Z یا 2Z) برای محیط‌های خشک و سرعت‌های بالا مناسب هستند، چون اصطکاک کمی دارند. در مقابل، بلبرینگ‌های دارای آب‌بند لاستیکی (RS یا 2RS) در برابر رطوبت و آلودگی مقاومت بیشتری دارند ولی ممکن است در سرعت زیاد کمی گرم‌تر شوند.

عوامل مؤثر بر قیمت بلبرینگ

قیمت نهایی بلبرینگ تحت تأثیر مجموعه‌ای از عوامل قرار دارد از جمله:

• جنس مواد اولیه: نوع ماده‌ی به‌کاررفته در ساخت بلبرینگ تأثیر مستقیمی بر قیمت آن دارد. بلبرینگ‌های ساخته‌شده از فولاد ضدزنگ، فولاد با کربن بالا یا سرامیک، به‌دلیل مقاومت بیشتر در برابر خوردگی، سایش و دمای بالا، گران‌تر از انواع معمولی هستند.
• ابعاد و اندازه: هرچه اندازه بلبرینگ بزرگ‌تر باشد، به‌دلیل مصرف مواد بیشتر و کنترل کیفی سخت‌گیرانه‌تر، هزینه و در نهایت قیمت آن افزایش می‌یابد.
• نوع بلبرینگ: طراحی‌های مختلف بلبرینگ (مانند تماس زاویه‌ای، خودتنظیم یا کف‌گرد) بسته به پیچیدگی ساخت و کاربرد صنعتی، قیمت‌های متفاوتی دارند. بلبرینگ‌های ساده‌تر مانند شیار عمیق معمولا ارزان‌ترند.
• برند و کشور سازنده: برندهای شناخته‌شده جهانی مانند SKF، FAG و NSK به‌دلیل کنترل کیفی دقیق، فناوری ساخت پیشرفته و طول عمر بالاتر محصولاتشان، قیمت بیشتری نسبت به برندهای ناشناخته دارند.
• دقت ساخت: بلبرینگ‌ها در کلاس‌های مختلف دقت تولید می‌شوند. هرچه کلاس دقت بالاتر باشد (یعنی تلورانس کمتر)، فرآیند ساخت دقیق‌تر می‌شود و به‌همین دلیل قیمت افزایش می‌یابد.
• ویژگی‌های خاص (آب‌بندی و مقاومت محیطی): بلبرینگ‌های دارای آب‌بند (Seal) یا شیلد (Shield) برای محافظت در برابر گردوغبار، رطوبت و آلودگی محیطی، معمولا گران‌تر از انواع بدون آب‌بند هستند، زیرا ساختار پیچیده‌تر و مواد اضافی نیاز دارند.

نکات کلیدی در انتخاب و خرید بلبرینگ

پیش از خرید بلبرینگ، باید چند عامل فنی و کیفی بررسی شود تا از عملکرد درست، دوام و سازگاری آن با کاربرد موردنظر اطمینان حاصل گردد. مهم‌ترین این نکات عبارت‌اند از:

• ابعاد و اندازه دقیق: پیش از خرید، قطر داخلی، قطر خارجی و عرض بلبرینگ را با استاندارد موردنیاز دستگاه تطبیق دهید تا از نصب صحیح و عملکرد مناسب اطمینان حاصل شود.
• نوع بلبرینگ و کاربرد: بر اساس نوع بار (شعاعی، محوری یا ترکیبی) و شرایط کاری، بلبرینگ مناسب مانند شیار عمیق، تماس زاویه‌ای یا خودتنظیم را انتخاب کنید.
• ظرفیت بار و سرعت مجاز: ظرفیت تحمل بار و حداکثر سرعت مجاز بلبرینگ باید با شرایط کاری سیستم مطابقت داشته باشد تا از فرسودگی زودرس جلوگیری شود.
• دقت ساخت (کلاس تلورانس): در کاربردهایی با نیاز به دقت یا سرعت بالا، بلبرینگ با کلاس دقت بالاتر مانند (P5 یا P4) انتخاب شود تا عملکرد پایدار تضمین گردد.
• سیستم آب‌بندی: در محیط‌های آلوده یا مرطوب، بلبرینگ‌های دارای آب‌بند یا شیلد گزینه‌ی بهتری هستند، چون مانع نفوذ گردوغبار و رطوبت می‌شوند.
• برند و اصالت کالا: انتخاب بلبرینگ از برندهای معتبر و منابع قابل‌اعتماد موجب اطمینان از کیفیت و عمر مفید بالاتر محصول می‌شود.
• شرایط کاری: بلبرینگ باید با شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و تماس با مواد شیمیایی سازگار باشد تا عملکرد مطمئنی داشته باشد.

سخن پایانی

بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها از مهم‌ترین قطعات مکانیکی هستند که نقش حیاتی در کاهش اصطکاک، انتقال روان نیرو و افزایش عمر قطعات متحرک ایفا می‌کنند. با توجه به انواع مختلف، کاربردها و ظرفیت بارهای متفاوت، انتخاب صحیح بلبرینگ یا رولبرینگ مناسب هر دستگاه، تأثیر مستقیم بر عملکرد، دوام و ایمنی سیستم دارد.

اگر به دنبال خرید بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌های با کیفیت و اصل هستید یا نیاز به مشاوره فنی برای انتخاب قطعه مناسب دارید، هم‌اکنون می‌توانید با کارشناسان شهباز موتور تماس بگیرید.

در صورتی که سوال یا ابهامی در رابطه با بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها داشتید، نظرات خود را بنویسید تا کارشناسان شهباز موتور در اسرع وقت پاسخگوی شما باشند.