دسته بندی یاتاقان بلبرینگ ها و کاربری بلبرینگ

خبرگزاری آریا- بلبرینگ ها بصورت گسترده ای در ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. بلبرینگ در واقع یک قطعه مکانیکی با اجزای دینامیک و دوار می باشد که اتصال آ« بر روی محور ها و شافت های دوار در انواع مختلف صورت می پذیرد. نوع بلبرینگ که در واقع نوعی یاتاقان است به نوع باری که از طرف شافت بر پیکر بلبرینگ وارد می شود، میزان و راستای بردار نیرو و حتی به میزان سرعت زاویه ای گردش شافت نیز بستگی دارد. میزان اینرسی حرکتی، انحراف از محور و لرزش های دینامیکی سیستم نیز در انتخاب نوع بلبریگ و یا یاتاقان نقشی مهم ایفا می کند.

در بررسی و دسته بندی انواع بلبرینگ ها ابتدا باید به تحلیل بار های وارده بر پیکر بلبرینگ و رولبرینگ بپردازیم. همچنین اشاره به این نکته که Ball Bearing همانطور که از بررسی جز به جز نام آن مشخص است در واقع نوعی برینگ یا یاتاقان می باشد که در زیر دسته یاتاقان های ساچمه های که در کل با نام کلی رولبرینگ Roller bearing شناخته می شوند قرار می گیرد. یاتاقان ها در کل یک هدف یکسان را در سیستم های دینامیکی دنبال می کنند و آن جلوگیری از سایش سطح دوار یا خطی (در مورد واگن ریل ها) می باشد که این امر با بکارگیری ساچمه یا رولر در ساختار یاتاقان بلبرینگ ها محقق می شود. در زیر به بررسی انواع بار های وارد بر یاتاقان بلبرینگ ها می پردازیم.

بار شعاعی : باری است که توسط محور ها و شافت های افقی و در راستای بردار Y وارد می شود. بار های شعاعی بیش از 70% بار های صنعتی را شامل می شوند و اغلب بلبرینگ ها و یاتاقان ها نیز برای تعلیق بار های شعاعی طراحی می شوند.بار محوری: این بار بصورت موازی با راستای عملکرد بلبرینگ در اتصالات شافت هایی که موقعیت عمودی دارند وارد می شود. برای تعلیق بار های محوری از نوع خاصی یاتاقان بلبرینگ تحت نام بلبرینگ کف گرد و در رده بالاتر رولبرینگ های کف گرد استفاده می شود.بار های ترکیبی: بارهایی هستند که هم دارای یک مولفه در راستای محوری X و یک مولفه در راستای محور Y دارند. از بلبرینگ تماس زاویه ای و یا رولبرینگ های مخروطی در تعلیق این بار ها استفاده می شود.

مقایسه انواع بلبرینگ های شعاعی و محوری

یکی از اصولی ترین روش های دسته بندی بلبرینگ ها بر حسب نوع باری است که تعلیق می کنند. البته دسته بندی بلبرینگ ها بر حسب متریال بکار رفته در تولید، متعلقات و حتی برند های آنها نیز صورت می پذیرد اما در بحث مهندسی مکانیک ما با نیرو و تنش سر و کار داریم و دسته بندی بر حسب تنش های وارده بر پیکر بلبرینگ روشی مهندسی محسوب می شود. از این منظر می توان چار دسته بندی اصلی را برای بلبرینگ ها در نظر گرفت که به قرار زیر هستند.

بلبرینگ شیار عمیق: پر کاربردترین نوع بلبرینگ با قابلیت تعلیق بار های صرفا شعاعی در اتصال محور های افقی می باشد. در اغلب موارد محدودیت سرعت زاویه ای حرکت نیز برای شافت های متصل با بلبرینگ شیار عمیق وجود دارد. بلبرینگ کف گرد: صرفا برای تعلیق بار در اتصال شافت های عمودی طراحی شده است. بلبرینگ کف گرد هم بصورت روغن کاری شده و هم گریس کاری شده با بازار عرضه می شود و در دسته یاتاقان ها با سرعت زاویه ای اندک و قابلیت تعلیق میزان بالایی از بار است.بلبرینگ تماس زاویه ای: نوعی یاتاقان با قابلیت تعلیق بار های ترکیبی می باشد. این بلبرینگ که با محوریت بار های شعاعی طراحی شده است برای اتصال شافت هایی با اینرسی و سرعت زاویه ای بالا بکار می رود. بلبرینگ خود تنظیم: نوعی از یاتاقان می باشد که قابلیت تنظیم زاویه اتصال تا 7 درجه را دارد. بلبرینگ خود تنظیم دارای دو ردیف ساچمه بوده و ارتفاع و حجم بیشتری را نسبت به دیگر انواع بلبرینگ اشغال می کند.

یاتاقان های پیچ و مهره ای

یاتاقان Bearing را می توان در دسته های مختلفی ذکر نمود که بلبرینگ که در بالا به انواع آن پرداختیم تنها نوعی از یاتاقان بود. انواع رولبرینگ ها مانند رولبرینگ مخروطی، رولبرینگ استوانه ای، رولبرینگ بشکه ای و رولبرینگ های کف گرد نیز از دیگر دسته های یاتاقان دوار محسوب می شوند. نوعی از یاتاقان تحت نام بال اسکرو نیز وجود دارد که اتصال شافت آن به صورت یک پیچ دنده درشت می باشد که با حرکت بلوک بلبرینگ در طول بر روی این پیچ همراه با ساچمه گردش می کند. البته یاتاقان ها محدود به یاتاقان های دوار نبوده و واگن ریل ها نیز که برای حرکت کشو ها با حرکت خطی طراحی می شوند نوعی یاتاقان می باشند.

یاتاقان های پیچ و مهره ای یا که به آنها یاتاقان های فلنج دار نیز گفته می شود یکی دیگر از انواع پر کاربرد یاتاقان های صنعتی هستند. یاتاقان های پیچ و مهره ای یا فلنج دار دارای یک هوزینگ در بیرون هستند که در داخل نوعی بلبرینگ یا رولبرینگ را احاطه نموده است. جنس بدنه و هوزینگ یاتاقان های پیچ و مهره ای از چدن Cast Iron می باشد که اغلب مقاومت بالایی در برابر اعمال نیرو با محدودیت هایی در برابر اعمال ضربه یا ارتعاشش می باشد. اتصال یاتاقان های فلنج دار با بکارگیری پیچ و مهره های فولادی کلاس 8.8 صورت می پذیرد.

یاتاقان های فلنج دار پیچ و مهره ای بصورت دو پیچ و چهار پیچ تولید می شوند و استفاده از آنها بر حسب مساحت سطحی که یاتاقان بر روی آن می نشیند بستگی دارد. همچنین این یاتاقان ها هم بصورت شعاعی و هم بصورت محوری بر حسب نوع بار و با توجه به نوع بلبرینگی که در داخل محفظه یاتاقان قرار می گیرد قابل دسته بندی هستند.