بلبرینگ چیست؟
امروزه یاتاقان‌ها یکی از متداول‌ترین اجزای دستگاه هستند زیرا حرکت غلتشی آنها تقریباً همه حرکات را آسان‌تر می‌کند و اصطکاک را کاهش می‌دهد.
بلبرینگ ها دو عملکرد کلیدی دارند:
- حرکت انتقالی، یعنی اجزایی را که نسبت به یکدیگر می چرخند پشتیبانی و هدایت می کنند
- انتقال نیروها
بلبرینگ های غلتشی و یاتاقان های ساده
در یک یاتاقان آستین یا ساده، محور و یاتاقان بر روی یک سطح کشویی در جهت مخالف حرکت می کنند. در مقابل، دو جزء یک بلبرینگ نورد که به سمت یکدیگر حرکت می کنند – حلقه های داخلی و خارجی – توسط عناصر غلتشی از هم جدا می شوند. این طرح اصطکاک کمتری نسبت به بلبرینگ آستین ایجاد می کند.
یاتاقان های شعاعی و یاتاقان های محوری
یاتاقان ها می توانند بارها را در جهت شعاعی یا جهت محوری (تراست) انتقال دهند و در بسیاری از موارد ترکیبی از بارهای شعاعی و محوری برای انتقال وجود دارد.
هر دو طرح به صورت بلبرینگ یا رولبرینگ در دسترس هستند. انتخاب طرح بلبرینگ به کاربرد مورد نظر بستگی دارد.
اجزاء و ساختار بلبرینگ ها
بلبرینگ ها معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده اند:
دو حلقه، داخلی و خارجی، با مسیرهای مسابقه
عناصر نورد – غلطک یا توپ
قفسی که عناصر غلتشی را نیزه ای نگه می دارد و به هدایت حرکت کمک می کند
حلقه داخلی / حلقه بیرونی
حلقه داخلی و خارجی معمولاً از فولاد آلیاژی کروم با خلوص بالا ساخته می شود. این ماده دارای سختی و خلوص لازم برای بارگذاری بالا و عمر طولانی است.
مسیرهای مسابقه سخت شده، آسیاب شده و سنگ زنی می شوند.
مواد خاصی مانند سرامیک و پلاستیک نیز تولید می شود. اگرچه پلاستیک ها نمی توانند دمای بسیار بالا را تحمل کنند، اما به طور قابل توجهی سبک تر از فولاد هستند که آنها را در بخش هایی مانند صنعت خودروسازی که هر اونس اهمیت دارد، ارزشمند می کند.
نقش بلبرینگ و قطعات در کاهش اصطکاک
بلبرینگ ها چگونه اصطکاک را کاهش می دهند؟
بلبرینگ ها با حرکت غلتشی اصطکاک را کاهش می دهند. تصویر زیر نشان می دهد که چگونه “شفت” می چرخد و باعث می شود عناصر غلتشی (“توپ ها” یا “غلتک ها”) داخل یاتاقان غلت بخورند. بلبرینگ ها با استفاده از این حرکت غلتشی اصطکاک را کاهش می دهند.
یاتاقان غلتشی با حرکت غلتشی خود اصطکاک را بیشتر از یاتاقان ساده با حرکت لغزشی خود کاهش می دهد و امکان کاهش بیشتر در میزان مصرف انرژی در حین چرخش را فراهم می کند.
بنابراین یاتاقان ها چه نوع ساختاری دارند؟ بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم.
2. ساختار بلبرینگ ها
بلبرینگ‌های مدرن انواع مختلفی دارند، اما ساختار اصلی آنها تقریبا مشابه یکدیگر است.
اجزای تشکیل دهنده بلبرینگ به شرح زیر است:
- حلقه های بلبرینگ (راس): اجزای حلقه ای شکل
- عناصر نورد: اجزایی که بین حلقه های بلبرینگ غلت می خورند (راس); عناصر نورد می توانند “توپ” یا “غلتک” باشند.
- قفس: قطعه ای که یک شکاف ثابت را حفظ می کند تا عناصر نورد با یکدیگر تماس نداشته باشند
- حلقه های بلبرینگ
شکل زیر، دو یاتاقان را نشان می‌دهد که به آنها برینگ شعاعی گفته می‌شود که نیرویی را که به صورت عمود بر محور اعمال می‌شود، پشتیبانی می‌کنند. بلبرینگ از توپ به عنوان عناصر نورد خود استفاده می کند، که بلبرینگ های غلتکی از غلتک ها به عنوان عناصر غلتشی خود استفاده می کنند. برای این یاتاقان های شعاعی از حلقه های بلبرینگ استفاده می شود.
حلقه یاتاقان در داخل، که شفت در آن قرار می گیرد، حلقه داخلی نامیده می شود. حلقه بیرونی حلقه بیرونی نامیده می شود و در محفظه قرار می گیرد. محفظه به اجزایی اطلاق می شود که هنگام قرار دادن بلبرینگ با حلقه بیرونی تماس پیدا می کنند.
اکنون باید یک جزء بسیار مهم دیگر از یاتاقان ها را معرفی کنیم.
روان کننده لازم برای چرخش پایدار بلبرینگ
آیا تا به حال برایتان پیش آمده است که وقتی بشقاب را در دست گرفته اید، روغنی که آن را در دست گرفته اید، بیرون بیاید؟ احتمالاً همه شما متوجه شده اید که وقتی بین دو سطح روغن وجود دارد میزان اصطکاک کاهش می یابد.
هدف یاتاقان ها چرخش پایدار و صاف است و برای انجام این کار باید اصطکاک با حرکت غلتشی کاهش یابد و از سایش اجزای مختلف جلوگیری شود. این کار «روان کننده» است.
«گریس» نیمه جامد (یعنی مانند کرم) و «روغن روان کننده» مایع، هر دو به طور گسترده به عنوان روان کننده یاتاقان استفاده می شوند.
روان کننده همچنین برای حذف گرمای تولید شده در داخل یاتاقان در حین چرخش آن عمل می کند و باعث افزایش طول عمر بلبرینگ می شود.
به همین دلیل روان کننده جزء مهمی است که به بلبرینگ ها اجازه می دهد تا به طور پایدار و روان بچرخند.
نتیجه گیری
اجزای مختلف و روان کننده ای که به بلبرینگ اجازه می دهد تا به طور پایدار و روان بچرخد.
حلقه‌های یاتاقان (مسابقه)، عناصر غلتشی و قفس‌ها همگی در اجازه دادن به یاتاقان‌ها برای عملکرد نقش دارند و با ترکیب این عملکردها است که یاتاقان‌ها به آرامی می‌چرخند.
در بالای این اجزا، روان کننده نیز به کاهش اصطکاک در حرکت غلتشی کمک می کند و از سایش جلوگیری می کند. به این ترتیب، هر یک از اجزای یاتاقان عملکرد مهمی را ایفا می کند و به یاتاقان اجازه می دهد که به طور مداوم به طور پایدار و روان بچرخد.
