بلبرینگ صنعتی

توضیحات

بلبرینگ صنعتی که باعنوان یاتاقان توپی نیز شناخته می شود، از جمله ابزارآلات مهم و پرکاربردی است که در بسیاری از دستگاه ها و تجهیزات صنعتی، نقش ویژه و موثری دارد. این گروه از لوازم صنعتی که در خانواده یاتاقان ها قرار دارند، بلبرینگ صنعتی با توجه به خاصیت چرخشی خود در صنایع مهم تولیدی نظیر صنعت خودروسازی و یا تولید انواع موتور که وجود چنین قابلیتی ضروری است، به کار برده می شود. درواقع کارکرد اصلی و مهم بلبرینگ ها، تحمل بارهای شعاعی و محوری در بخش های دارای تنش است و کمک می کند که اجزای مختلف یک دستگاه صنعتی بدون سایش به راحتی بر روی یکدیگر بچرخند. بنابراین استفاده از این قطعات کارآمد موجب کاهش اصطکاک نیز خواهد شد چراکه مانع از کشیده شدن سطوح بر روی هم می شود. در ادامه، اطلاعات بیشتر و دقیق تری از سایر ویژگی های بلبرینگ صنعتی، اجزای به کار رفته در آن و همچنین کاربردهای این ابزار در اختیار شما قرار خواهیم داد.

ساختار بلبرینگ های صنعتی

همان‌طور که از نام این قطعه ( Ball bearing) مشخص است، از اجزای توپ مانندی ( Ball) تشکیل گردیده که دارای توان تحمل و یا کشیدن بار (bearing) می باشند. بنابراین ساختار تشکیل دهنده این دسته از قطعات صنعتی شامل موارد زیر هستند:

• رینگ
هر بلبرینگ صنعتی دارای دو بخش به عنوان رینگ داخلی و رینگ خارجی است که جنس آن از آلیاژ فولاد بوده و دربرگیرنده سایر اجزای این قطعه می باشد.

• ساچمه
اجزای توپ مانند غلتکی که جنس آنها اغلب از فولاد است و در نتیجه چرخش این اجزای کروی، بلبرینگ حرکت می کند.

• قفسه
این بخش که عمومأ از فولاد، برنج و یا نوعی فیبر ساخته می شود، با در برگرفتن ساچمه ‌ها، مانع از تماس آنها با یکدیگر شده و از حرکات این رول ها به اطراف جلوگیری می کند.

• کاسه نمد
کاسه نمد در حدفاصل رینگ‌ و قفسه قرار دارد و از خارج شدن گریس یا روغن هیدرولیک داخل قفسه و بین ساچمه ها به بیرون جلوگیری می نماید. از طرفی این بخش دارای عملکرد عایق نیز هست و مانع از نفوذ آب به داخل بلبرینگ صنعتی می شود.

نحوه عملکرد بلبرینگ در انتقال بار

نیروی وارده به بلبرینگ توسط رینگ خارجی به رول یا همان ساچمه‌ های کروی ارسال و سپس به رینگ داخلی منتقل می شود. از دلایل حرکت نرم ساچمه ها و پایداری آنها در برابر فشار و نیروی خارجی وارد شده به آن، ساختار کروی و همچنین کم بودن سطح تماس آنها با لایه های خارجی و داخلی می باشد. درواقع شکل هندسی این گوی ها و کاهش سطح تماس آنها با رینگ های داخلی و خارجی موجب به حداقل رساندن اصطکاک و احتمال سایش سطوح شده است. البنه در صورت اعمال فشار و نیروی بیش از حد مجاز، امکان تغییر فرم و یا خردشدن آنها وجود دارد. بنابراین در مواقعی که فشار و نیروی وارده بسیار کم است، بلبرینگ صنعتی با ساچمه های ریز، کاربری بیشتری دارند و برای فشارهای بالا، بلبرینگ های با ساچمه‌ های گرد تخته‌ای که با عنوان بلبرینگ های غلتکی شناخته می شوند، مناسب هستند.

ورق نسوز همان‌طور که از نامش پیداست، ورقی ساخته شده از مواد مختلف است که در برابر حرارت مقاومت بالایی دارد. انواع بسیاری از این ورق وجود دارند که در این مقاله به اغلب آن‌ها پرداخته‌ایم

انواع بلبرینگ های صنعتی

طراحی بلبرینگ‌ ها، متناسب با نوع کاربرد و موارد متنوع استفاده ای که در صنعت دارند، متفاوت می باشد. بنابراین هریک از انواع این قطعات دارای قابلیت های مختلف و توان تعیین شده ای برای تحمل بار شعاعی و محوری هستند. با این توضیح می توان انواع بلبرینگ را در موارد زیر نام برد:

1- بلبرینگ تماس زاویه ای
طراحی این نوع بلبرینگ صنعتی به گونه ای است که قابلیت تحمل همزمان بارهای شعاعی و بارهای محوری را دارا می باشد. زوایای مشخص رینگ های داخلی و خارجی موجب بروز چنین عملکردی گردیده و در صورتی که این زاویه از حد مشخص بیشتر شود، توان تحمل بارهای محوری در این نوع بلبرینگ افزایش خواهد یافت.

2- بلبرینگ خود تنظیم شونده
بلبرینگ های خود تنظیم شونده دارای قابلیتی هستند که در صورت انحراف و تغییر در راستای بلبرینگ با شفت و یا بروز زوایا، انحراف به وجود آمده را تنظیم و برطرف نماید. درواقع برای پیشگیری از مواردی مانند خمیدگی شفت، اشتباه در جا زدن بلبرینگ و تغییر در زوایا که منجر به عدم توزیع صحیح بارهای موجود بین ساچمه ها و کاهش دوام قطعه می شود، بهتر است از بلبرینگ های خود تنظیم استفاده کنید.

3- بلبرینگ شیار عمیق
نوع دیگر بلبرینگ صنعتی با عنوان شیار عمیق شناخته می شود که همانطور که از نام آن بر می آید. یک شیار عمیق در ساختار این بلبرینگ وجود دارد که محل قرارگیری ساچمه های کروی شکل در آن می باشد. این نوع بلبرینگ نیز همانند بلبرینگ تماس زاویه ای، قادر به تحمل بار شعاعی و مقادیر فراوانی بار محوری است.

4- بلبرینگ کف گرد
این نوع از بلبرینگ نیز به گونه ای طراحی و ساخته شده است که عملکرد آن تنها در راستای تحمل بارهای محوری می باشد و در برابر بارهای شعاعی مقاوم نخواهد بود. استفاده در بیل مکانیکی یکی از کاربردهای شایع این نوع بلبرینگ ها می باشد. به طوری که برای ایجاد چرخش ۳۶۰ درجه در این دسته از ماشین آلات صنعتی، می بایست از بلبرینگ کف گرد متناسب با ابعاد بیل مکانیکی استفاده شود.‌

کاربرد انواع بلبرینگ صنعتی

همانطور که در ابتدای این مطلب نیز اشاره شد، از آنجا که قابلیت دورانی و کاهش تماس سطوح و اصطلاک، اصلی ترین عملکرد بلبرینگ صنعتی محسوب می شود، می توان کاربردهای گسترده و فراوان این ابزار را در اغلب لوازم و دستگاه های موجود در محیط های صنعتی مشاهده نمود. درواقع امروزه یکی از ضروریات عمده و مهم جهت کارکرد دستگاه ها در بیشتر صنایع، وجود انواع بلبرینگ است و اکثر کارخانه ها برای استفاده از تجهیزات خود نیازمند این دسته از قطعات می باشند. چراکه تمام لوازم موتوری برای عملکرد چرخشی خود به نوعی نیازمند این گروه از لوازم هستند و به جرأت می توان آن را از ملزومات خطوط تولیدی و صنعتی دانست. همچنین نقش بلبرینگ ها در پیشرفت تکنولوژی و طراحی ربات ها نیز انکارنشدنی می باشد و از همین رو، مورد توجه و استفاده بسیاری از صنایع قرار گرفته است.

با این حساب کاربرد انواع بلبرینگ صنعتی در صنایع مختلف از قرار زیر می باشد:

• صنایع نظامی
• صنایع غذایی
• صنعت پتروشیمی
• صنعت کشاورزی
• صنایع پزشکی
• صنعت داروسازی
• صنایع هوافضا

 

 

چه موادی برای بلبرینگ استفاده می شود؟

مواد مورد استفاده در ساخت بلبرین بستگی به کاربردهایی دارد که بلبرینگ برای آن طراحی شده است، اما به طور کلی باید در برابر فشار بسیار مقاوم باشد. به همین دلیل است که ما اغلب فولاد یا سرامیک (Si3N4، SiC یا ZrO2) را انتخاب می کنیم.

 

کاربرد بلبرینگ

آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه چیزهایی مانند چرخ های اسکیت خطی و موتورهای الکتریکی می توانند اینقدر نرم و بی صدا بچرخند؟ پاسخ در یک ماشین کوچک منظم به نام بلبرینگ نهفته است.

 

بلبرینگ حرکت اکثر ماشین هایی را که ما هر روز استفاده می کنیم ممکن می کند. بدون بلبرینگ، ما دائماً مجبور به تعویض قطعاتی هستیم که در اثر اصطکاک فرسوده می شوند.

امروزه کاربرد بلبرینگ در تجهیزات ماشین آلات صنعتی و غیر صنعتی و همچنین در کارخانجات بسیار گسترده شده است و از پرکاربردترین و بهترین ابزارآلات معرفی شده است.

بلبرینگ ها برای تحمل بارهای بالاتر استفاده می شوند

بلبرینگ ها می توانند بالاترین سرعت را در بین انواع یاتاقان ها تحمل کنند.

بلبرینگ ها اصطکاک را با ارائه گوی ها یا غلتک های فلزی صاف و همچنین سطح فلزی درونی و بیرونی صافی که توپ ها می توانند در برابر آن غلت بزنند، کاهش می دهند. این توپ‌ها یا غلطک‌ها بار را حمل می‌کنند و به دستگاه اجازه می‌دهند تا به آرامی بچرخد.

 

اطلاعات تکمیلی

بلبرینگ گونه ای طراحی شده اند که در برابر بارهای زیاد و تأثیرات محیطی مقاومت می کنند. بزرگترین دشمنان آنها: شوک های خشونت آمیز است که به صورت شعاعی و محوری، به عنوان مثال به دلیل چاله ها، و به دلیل برخورد در روسازی رخ می دهند. خمیدگی های شدید نیز تأثیر منفی بر عمر یاتاقان چرخ دارند، زیرا نیروهای جانبی محوری زیادی ایجاد می کنند.

 

در طول کار تعمیر و نگهداری منظم، گاراژ متخصص بلبرینگ چرخ ها را بررسی می کند و بنابراین می تواند آسیب را در مراحل اولیه تشخیص دهد.

 

نحوه کار بلبرینگ ها

قبل از دانستن نحوه کار کردن بلبرینگ ها باید بدانید که بلبرینگ ها حرکت چرخشی یا خطی را در دستگاه ها و ماشین آلات ایجاد می کنند. همچنین دانستن این موضوع بسیار مهم است که یاتاقان ها از نوع غلتشی همان بلبرینگ هستند که در دستگاه ها و ابزارآلات بسیا پر مصرف می باشد. استفاده از بلبرینگ ها در انواع ماشین آلات موجب شده است تا نرمی حرکت را در آن ها ایجاد نماید.

دلیل چرخش و حرکت در هر نوع وسیله یا ابزاری همین بلبرینگ ها یا یاتاقان ها هستند که وظیفه ی اصلی آنها همین حرکت های چرخشی و خطی می باشد.

اصلی ترین وظیفه در بلبرینگ ها کاهش اصطکاک بین سطوح متحرک است که این کار را با استفاده از گوی های گرد و دو بالشتک با سطوح صیقلی و صاف انجام می دهند.

یاتاقان ها اساساً فشار وارد شده به توپ را از ناحیه بیرونی به دلیل کروی بودنشان کاهش می دهند، فشار وارد شده در نقطه تماس با دو سطح که روی هم در حال حرکت هستند، در نتیجه باعث حرکت نرم و آهسته می شوند.

حرکت دو سطح روی هم، غلتیدن روی هم آنها بسیار راحت تر از سر خوردن روی همدیگر است، بنابراین انسان ها برای چرخاندن اجسام به این موضوع پی بردند و نتیجه آن اختراع یاتاقان یا همان بلبرینگ شد.

نحوه کار بلبرینگ به این صورت است که فشار و بار از ناحیه بیرونی به قسمت بیرونی یاتاقان وارد می شود که کاملاً صیقلی و منحنی است و به دلیل انحنای سطح نیرو به طور کامل تقسیم و سپس منتقل می شود. به دلیل کروی بودن گوی ها ها یا ساچمه ها، نیروی ورودی در تمام سطح گلوله ها توزیع و پخش می شود.

سپس نیروی وارد شده به قسمت داخلی یا گوشه داخلی بلبرینگ منتقل می شود و به دلیل انحنای آن، نیروی وارده به طور کامل در تمام سطح توزیع و تقسیم می شود و یاتاقان با چرخش آهسته در محدوده مشخص شده به کار خود ادامه می دهد. در اینجا نباید از نقش شیار ایجاد شده در گوشه های بیرونی و داخلی بلبرینگ غافل شد، زیرا علاوه بر نقش تعیین کننده برای نگهداری گوی ها و روانکاری بهتر، نقش اساسی در توزیع و توزیع جریان های ورودی اجباری کردن.