کاربرد رولبرینگ در ماشین آلات مختلف
بلبرینگ ها در موارد مختلف صنعتی مفید هستند و افراد را قادر می سازند تا بارهای سنگین را با اصطکاک کم حمل کنند. پیشرفت تکنولوژی باعث تولید رولبرینگ های دقیق شده است. این بلبرینگ های با کیفیت تعادل عالی بین هزینه، اندازه، ظرفیت حمل بار، دقت، طول عمر و وزن ایجاد می کنند.
در ادامه مقاله به بررسی سوالات زیر می پردازیم:
- رولبرینگ چیست؟
- چرا از بلبرینگ غلتکی استفاده کنیم؟
- بلبرینگ های غلتکی چگونه کار می کنند؟
- تنظیمات رولر بلبرینگ
رولبرینگ چیست؟
یاتاقان‌های غلتکی که به نام بلبرینگ‌های غلتکی نیز شناخته می‌شوند، بر اساس همان اصل بلبرینگ کار می‌کنند و یک وظیفه اصلی را انجام می‌دهند: حمل بار با حداقل اصطکاک. تفاوت بین بلبرینگ و رولر در شکل و ساختار آن است. اولی از توپ استفاده می کند، در حالی که دومی از سیلندر استفاده می کند.
یاتاقان های غلتکی شامل ردیف غلتک های تک یا دوتایی هستند. به عنوان مثال، رولبرینگ های دو ردیفه به طور قابل توجهی حمل بار شعاعی را بهبود می بخشد. علاوه بر این، کاربرد این بلبرینگ ها در اشکال و اندازه های مختلف امکان انتقال بارهای شعاعی و محوری را با کاهش اصطکاک فراهم می کند.
بلبرینگ غلتکی تک ردیفه در مقابل دو ردیفه
غلتک های تک ردیفی دارای یک ردیف عناصر نورد هستند. آنها دارای طراحی ساده و غیر قابل تفکیک و یاتاقان های غلتکی تماس زاویه ای هستند که فقط می توانند بارهای محوری را در یک جهت تحمل کنند. مزیت اصلی بلبرینگ های تک ردیفی این است که گزینه ای عالی برای کاربردهای با سرعت بالا هستند. خط عمل بار بدنه نورد و خط عمل بار شعاعی معمولاً در یک صفحه شعاعی نیستند. بنابراین، غلتک های تک ردیفی باید به صورت جفت نصب شوند که تحت بار شعاعی خالص قرار گیرند.
از طرف دیگر، غلتک های دو ردیفه دارای دو ردیف عناصر نورد هستند. آنها می توانند بارهای شعاعی و محوری دو طرفه را حمل کنند. با این حال، آنها می توانند جابجایی محوری شفت و پوشش را در فاصله محوری یاتاقان محدود کنند. در مقایسه با یاتاقان‌های تماس زاویه‌ای تک ردیفی، یاتاقان‌های تماس زاویه‌ای دو ردیفه استحکام بهتری را ارائه می‌دهند که آنها را قادر می‌سازد تا لحظات واژگونی یا اثرات کج شدن را تحمل کنند. علاوه بر استحکام بیشتر، مزایای دیگر یاتاقان های دو ردیفه شامل ظرفیت بار بالا و فشرده بودن است.
چرا از بلبرینگ غلتکی استفاده کنیم؟
دلیل اصلی استفاده از رولبرینگ کاهش اصطکاک برای کاربردهای بدون زحمت است. در نتیجه حرارت کمتری در حین کار تولید می کنند و نیاز به روغن کاری مکرر را کاهش می دهند. سایر مزایای استفاده از بلبرینگ های غلتکی عبارتند از:
- هزینه های نگهداری و سرویس را کاهش می دهد.
- طراحی قابل تفکیک، امکان نصب و جداسازی ساده را فراهم می کند.
- روش قابل تعویض – کاربران می توانند به راحتی حلقه داخلی را تعویض کنند.
- بلبرینگ ها می توانند تغییر جهت را بدون تغییرات فنی تسهیل کنند.
- امکان جابجایی محوری را فراهم می کند.
بلبرینگ های غلتکی چگونه کار می کنند؟
برای درک نحوه عملکرد بلبرینگ های غلتکی، ابتدا بهتر است طراحی آنها را درک کنید. یک یاتاقان ممکن است حاوی توپ، غلتک توپ، غلتک های مخروطی، یا غلتک های سوزنی. آنها دارای یک حلقه درونی و بیرونی با مسیرهای مسابقه برای قطعات قفس هستند.
آنها همچنین شامل یک روان کننده برای کاهش اصطکاک و آب بندی برای جلوگیری از ورود ذرات ممکن است روغن را آلوده کنند.
جیب‌های درون قفس‌ها عناصر نورد را از هم جدا می‌کنند و در حین چرخش دستگاه‌ها در مسیرهای مسابقه، فاصله ثابتی را حفظ می‌کنند. همانطور که قبلاً ذکر شد، رولبرینگ ها در پیکربندی های مختلفی از جمله عناصر تک ردیفه و دو ردیفه هستند.
استوانه‌های بین نژادهای داخلی و خارجی، عناصر قفس‌دار را قادر می‌سازد تا در مسیرهای مسابقه در امتداد یک محور بچرخند. عناصر غلتشی بدون قفس از موقعیت خود خارج می شوند و باعث خرابی یاتاقان می شوند. قفس ها هیچ باری را تحمل نمی کنند و هدف آنها نگه داشتن غلتک ها در جای خود است.
بلبرینگ های بدون قفس نیز وجود دارند که به آنها یاتاقان های مکمل کامل (FCB) می گویند. معمولاً FCB ها دارای عناصر غلتشی بیشتری هستند که بارهای سنگین تری را تحمل می کنند. مزیت دیگر این است که آنها می توانند بارهای شوک ناگهانی را تحمل کنند زیرا غلتک ها بار را به طور مساوی در سراسر مسیر مسابقه توزیع می کنند.
همچنین نیاز به روغن کاری رولبرینگ وجود دارد. گریس زدن یا نبودن آن به محصولی که خریداری می کنید بستگی دارد. بلبرینگ های غلتکی مهر و موم شده معمولاً از قبل روانکاری می شوند و نیازی به گریس اضافی نیست. غیر مهر و موم شده نیاز به یک طرح روانکاری به نام روغن کاری الاستو هیدرودینامیک دارند و باید مشخصات سازنده را رعایت کنند.
در این رژیم روغن کاری، یک روان کننده، معمولاً کمتر از یک میکرون، با سطوح فشار تا 500000 پوند بر اینچ مربع اعمال می شود. گریس تا حدی جامد می شود و عناصر نورد و سطح تماس را تغییر شکل می دهد. هر گونه آلودگی روغن می تواند منجر به تخریب قابل توجه سطح جفت گیری شود و می تواند منجر به ایجاد ذرات سایش بیشتر شود.
تنظیمات رولر بلبرینگ
بر اساس الزامات خاص، مانند جهت بار و سختی، یک یاتاقان غلتکی ممکن است از یک یا دو ردیف از عناصر نورد تشکیل شده باشد. پیکربندی یاتاقان ها شفت یا بار را به صورت شعاعی یا محوری نسبت به سایر اجزا مانند پوشش ها پشتیبانی و هدایت می کند. دو بلوک تکیه گاه، که در هر دو انتها نصب شده اند یا به صورت متناوب، باید شفت را بدون استفاده از پیچ و مهره محکم کنند.
غلتک های تکیه گاه دو بلبرینگ رایج ترین مورد استفاده هستند و ممکن است یکی از سه ترتیب زیر را داشته باشند:
- پیکربندی بلبرینگ مکان یابی یا عدم مکان یابی
- پیکربندی بلبرینگ تنظیم شده
- پیکربندی بلبرینگ شناور
- پیکربندی بلبرینگ مکان یابی و غیر مکان یابی
در پیکربندی مکان یابی، تکیه گاه یاتاقان شفت را به صورت محوری لمس می کند. از سوی دیگر، یک آرایش یاتاقان غیر مکان یابی، جابجایی های محوری را به دلیل تفاوت در انبساط حرارتی یا کرنش بین شفت و محفظه فراهم می کند. علاوه بر این، تحمل اجزای بالاتری را ارائه می دهد و بر فاصله بین یاتاقان ها تأثیر می گذارد.
پیکربندی بلبرینگ تنظیم شده
در یک پیکربندی بلبرینگ تنظیم شده، شفت به جلو و عقب حرکت می کند. یکی از یاتاقان ها امکان جابجایی مثبت را فراهم می کند در حالی که دیگری (محل متقاطع) موقعیت شفت را در جهت مخالف امکان پذیر می کند. کاربران باید ابتدا فاصله را هنگام نصب قطعه تنظیم کنند. نمونه‌هایی از رولربرینگ‌ها با چنین پیکربندی، رولبرینگ‌های مخروطی هستند (که در زیر به آنها پرداخته می‌شود).
پیکربندی بلبرینگ شناور
در یک آرایش شناور، یاتاقان متقاطع و اجزای تماس آزادانه به صورت محوری یا شعاعی در فواصل مختلف بین دو نقطه پایانی حرکت می کنند. تفاوت در انبساط حرارتی بین شفت و محفظه و تلورانس های جزء تعیین کننده فاصله شناور است. یاتاقان های کروی و شیار عمیق نمونه هایی از بلبرینگ های غلتکی با پیکربندی شناور هستند.
