یاتاقان های شعاعی در مقابل رانشی: تفاوت آن ها چیست؟

یاتاقان های شعاعی در مقابل رانشی: تفاوت آن ها چیست؟

بلبرینگ ها در انواع ماشین آلات و قطعات تجهیزات یافت می شوند. متشکل از یک قفس، مسابقه داخلی، مسابقه بیرونی و مجموعه ای از توپ ها، برای کاهش اصطکاک طراحی شده اند. بلبرینگ ها به معنای واقعی کلمه نیروی یک قطعه را در حین حرکت قطعه تحمل می کنند. اگرچه اکثر بلبرینگ ها طراحی مشابهی دارند، برخی از آنها شعاعی هستند در حالی که برخی دیگر رانش هستند.

در مواردی که دقت لازم است، برای مهندسان مهم است که نیروهای وارد بر بلبرینگ را در نظر بگیرند. از آنجایی که یک یاتاقان به طور معمول از حرکت آزاد یک شفت حول محور چرخش پشتیبانی می کند، معمولاً دو نیرو بر یاتاقان وارد می شود: یک بار شعاعی و یک بار رانش. اما تاثیر این نیروها چیست؟ در اینجا، کریس جانسون، مدیر عامل بلبرینگ های مینیاتوری متخصص SMB Bearings، توضیح می دهد.

یک بلبرینگ شعاعی معمولی که عمدتاً برای بارهای شعاعی طراحی شده است دارای حداکثر ظرفیت بار استاتیکی و دینامیکی است. ظرفیت بار استاتیک حداکثر بار شعاعی است که یک یاتاقان می تواند قبل از اینکه بار باعث تغییر شکل کامل و دائمی توپ های یاتاقان یا مسیر مسابقه برابر با یک ده هزارم قطر توپ شود تحمل کند.

اگرچه یک یاتاقان ممکن است بتواند بار استاتیکی بالایی را تحمل کند، اما این کار را با از دست دادن دقت و صافی انجام می دهد و استفاده از آن را در محیط های با دقت بالا، مانند تولید لوازم الکترونیکی و در ربات های مورد استفاده در تولید غذا و نوشیدنی، غیر عملی می کند. درجه بندی بار استاتیک معمولی برای یاتاقان های فولادی ضد زنگ تقریباً 75 تا 80 درصد بار برای یاتاقان های فولاد کروم است که به دلیل سختی فولاد کروم است.

از سوی دیگر، رتبه بار دینامیکی توانایی 90 درصد از گروهی از یاتاقان‌های فولادی کروم یکسان، با چرخش حلقه داخلی، برای تحمل بار شعاعی با بزرگی و اندازه ثابت برای یک میلیون دور قبل از اولین نشانه های خستگی ایجاد می شود.

هرچه بار بیشتر باشد، سطح تنش های توپ ها و مسیرهای مسابقه بیشتر می شود. این امر منجر به سایش سریع تر و عمر بلبرینگ کوتاه تر می شود. شکست خستگی منجر به فرسایش مسیر توپ می‌شود که منجر به پوسته شدن می‌شود، جایی که شکستگی در سطح مسیر مسابقه باعث حذف مواد می‌شود و در نهایت منجر به شکست می‌شود. بارگذاری بیش از حد می تواند منجر به سایر علائمی مانند گرم شدن بیش از حد، تخریب روان کننده و ساییدگی ناشی از تکه های ذرات شود.

انتخاب بلبرینگ مناسب

اقدامات مختلفی وجود دارد که سازندگان می توانند برای اطمینان از عمر طولانی بلبرینگ انجام دهند. اولین گام این است که بار شعاعی را بین 6 تا 12 درصد از بار دینامیکی یک یاتاقان محدود کنید. اگرچه یک یاتاقان می تواند بار بسیار بیشتری را تحمل کند، اما عمر آن کوتاه می شود.

مرحله بعدی انتخاب مواد مناسب است. در تجربه SMB Bearings به عنوان متخصص در بخش نازک، مقاوم در برابر خوردگی و یاتاقان های مینیاتوری، انتخاب نوع مناسب یاتاقان نیز می تواند تفاوت را ایجاد کند. در حالی که همه بلبرینگ‌های شعاعی دارای مقداری ظرفیت بار رانش هستند، اغلب بهتر است از یاتاقان‌های سنگینی که دارای مسیرهای عمیق هستند، در صورت وجود بارهای رانش بیشتر استفاده کنید، زیرا این یاتاقان‌ها می‌توانند بارهای محوری تا 50 درصد بار شعاعی استاتیک را تحمل کنند.

اگرچه یاتاقان‌های با مقطع نازک – که در آن اختلاف بین قطر داخلی و خارجی بلبرینگ کم است – برای فشردگی و صرفه‌جویی در وزن عالی هستند، آنها فقط می‌توانند بارهای محوری بین 10 تا 30 درصد از بار شعاعی استاتیک بلبرینگ را تحمل کنند. مسیرهای کم عمق تر بارهای شعاعی اضافی یا بارهای لحظه ای ظرفیت بار رانش را حتی بیشتر کاهش می دهد. بارهای رانش بیش از حد روی یک یاتاقان با بخش نازک می تواند باعث شود که توپ ها به طور خطرناکی به بالای مسیر مسابقه نزدیک شوند.

با انتخاب نوع مناسب یاتاقان و در نظر گرفتن عوامل کلیدی در نبرد برای کنترل بارهای شعاعی و رانش، مهندسان می توانند اطمینان حاصل کنند که همچنان به نوآوری خود ادامه می دهند و در عین حال بالاترین سطوح دقت، صافی و عمر باربری را ارائه می دهند.

یاتاقان های شعاعی چیست؟

بلبرینگ های شعاعی به طور خاص برای تحمل بار شعاعی طراحی شده اند. بار شعاعی نیرویی است که عمود بر محور دوار وارد می شود. به عنوان مثال، موتورها معمولاً دارای یک شفت چرخان هستند. در یک یا هر دو انتهای شفت چرخان، ممکن است یک یاتاقان شعاعی پیدا کنید. یاتاقان های شعاعی یاتاقان های توپی هستند که بار شعاعی را تحمل می کنند.

منشا یاتاقان های شعاعی را می توان به قرن نوزدهم ردیابی کرد. در سال 1869، ژول سوریری حق ثبت اختراع را برای اولین یاتاقان شعاعی جهان به ثبت رساند. طرح Suriray در ابتدا در دوچرخه استفاده شد، اما راه را برای کاربردهای دیگر هموار کرد.

تراست بلبرینگ چیست؟

یاتاقان های رانش به طور خاص برای تحمل بار محوری طراحی شده اند. به همین دلیل به آنها بارهای محوری نیز می گویند. بار محوری نیرویی است که در امتداد محور شفت دوار ایجاد می شود. آنها مانند همتایان شعاعی خود برای کاهش اصطکاک طراحی شده اند. با این حال، یاتاقان‌های رانش برای کاربردهایی که شامل بار محوری هستند، مناسب‌تر هستند.

بیشتر یاتاقان‌های رانش دارای توپ‌هایی هستند که در یک حلقه محصور شده‌اند. با این اوصاف، برخی از آنها دارای طراحی مخروطی هستند. یاتاقان‌های رانش مخروطی دارای غلتک‌های مخروطی هستند که به سمت محور یاتاقان هستند. علاوه بر مخروطی، انواع دیگری از یاتاقان های رانش شامل کروی، سیال و مغناطیسی هستند.

تفاوت بین یاتاقان های شعاعی و رانش

یاتاقان ها معمولاً بسته به نوع باری که برای تحمل طراحی شده اند به دو دسته شعاعی یا رانش طبقه بندی می شوند. یاتاقان‌های شعاعی برای تحمل بار شعاعی طراحی شده‌اند، در حالی که یاتاقان‌های رانش برای تحمل بار رانش طراحی شده‌اند.

رادیال رایج ترین نوع است. یاتاقان های شعاعی دارای طراحی سنتی متشکل از یک قفس، مسابقه داخلی، مسابقه بیرونی و مجموعه ای از توپ هستند. یاتاقان‌های رانش کمتر رایج هستند و اغلب بسته به نوع خاصی از یاتاقان‌های رانش، طراحی متفاوتی دارند.

همه بلبرینگ ها بار را پشتیبانی می کنند. هنگام انتخاب یاتاقان ها، باید نوع باری که در معرض آن قرار می گیرند را در نظر بگیرید. برای بار شعاعی، شما باید یاتاقان های شعاعی را انتخاب کنید. برای بار محوری، باید یاتاقان های رانش را انتخاب کنید.