با بلبرینگ و رولبرینگ بیشتر آشنا شوید

بلبرینگ (به انگلیسی: Ball bearing)

 گونه‌ای از چرخنده از خانواده یاتاقان‌ها هستند که کاربرد وسیعی در ابزارهای مختلف مانند هر چیزی که می‌چرخد و دیسک‌های سخت رایانه و اسکیت‌ها و صنایع بزرگ و خودروها و موتورهای صنعتی و … دارند.کلمهٔ بلبرینگ از دو بخش ball به معنای گوی و bearing به معنای تحمل‌کردن تشکیل شده‌است. اساس کار بلبرینگ‌ها بر این است که مانع کشیده‌شدن سطوح روی یکدیگر می‌شوند و سطح تماس را نیز کاهش می‌دهند، در نتیجه اصطکاک بین سطوح به شدت کاهش می‌یابد.

– بلبرینگ شیار عمیق Deep groove ball bearing

بلبرینگ شیار عمیق دارای کاربرد وسیع در صنعت و از متداولترین بلبرینگ‌ها در بازار مصرف است. در این نوع بلبرینگ‌ها یک شیار عمیق دایره‌ای یا شعاعی برابر با شعاع ساچمه وجود دارد. به خاطر وجود همین شیار و ایجاد سطح تماس بالا بین ساچمه‌ها و رینگ‌ها موارد استفاده زیادی دارند و توانایی تحمل بارهای شعاعی و محوری را در هر دوجهت دارند. طراحی ساده، تفکیک‌ناپذیری، کارکرد مناسب در سرعت‌های بالا از خصوصیت بارز بلبرینگ شیار عمیق بوده و در انواع یک ردیفه، دوردیفه و یک ردیفه با شیار ساچمه خور به قرار زیر تولید می‌گردد. بلبرینگ‌های شیار عمیق را بصورت زیر تقسیم بندی می‌نماید:

الف-بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه Single row deep groove ball bearings

ب- بلبرینگ شیار عمیق یکردیفه با اسلات‌های پر کننده Single row deep groove ball bearings with filling slots

ج- بلبرینگ شیار عمیق استنلس استیل Stainless stee deep groove ball bearings

د- بلبرینگ شیار عمیق دو ردیفه Double row deep groove ball bearings

بلبرینگ‌ها می‌توانند هم بارهای شعاعی و هم بارهای محوری را تحمل کنند و معمولاً در هر جا مطابق وزن بارها و یا سرعت دور زدن بار و یا حساسیت‌های تخصصی بار و محل نصب متغیر بوده و از انواع مختلف خانواده (خیلی بزرگ) بلبرینگها استفاده می‌گردد. در یک بلبرینگ بار از لایهٔ خارجی به گوی یا ساچمه‌های میانی بلبرینگ اعمال می‌شود و از آنجا فشار به لایهٔ داخلی منتقل می‌گردد. با توجه به کروی‌بودن گوی‌ها (ساچمه‌ها) در بیشتر موارد استفاده ساده، نقطهٔ تماسشان با لایه‌های درونی و بیرونی بسیار کوچک دقیق و حساس خواهد بود، در نتیجه می‌توانند بسیار نرم حرکت کنند؛ از سوی دیگر با توجه به کوچک بودن محل تماس، اگر فشار بیش از حدی به گوی‌ها وارد شود می‌تواند موجب تغییرشکل یا خردشدن آن‌ها گردد، در اینگونه موارد می‌توان از بلبرینگ‌های غلطکی یا بلبرینگ‌های غلطکی مخروطی‌شکلاستفاده کرد. گونهٔ خاصی از بلبرینگ‌ها، بلبرینگ‌های محوری (یا کف گرد) نام دارند که برای سرعت‌های پایین در نظر گرفته شده‌اند و می‌توانند بارهای محوری شدید را تحمل کنند و از نمونه‌های کاربردها آن‌ها می‌توان به کاربردشان در میزهای گردان اشاره کرد.

یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق یک ردیفه در مدل‌ها و سایزهای گسترده‌ای تولید شده که با پسوند و پیشوندهای اضافه شده به بیرینگ که معمولاً به پنج عدد اصلی اضافه شده، مشخص می‌گردند.

بلبرینگ‌های شیار عمیق با سیل‌ها و پوشش‌های متنوع کاسه نمد لاستیکی و فلزی تولید شده و برای اطلاع دقیقتر از موارد کددهی و دیگر پسوندها که هر کدام مشخص کننده جزئیات فنی خاص است

مثلاً پسوند Z مربوط به بیرینگ‌هایی با پوشش کاسه نمدی فلزی در یکطرف یا یاتاقان با در پوش یکطرفه و 2Z کاسه نمد فلزی در دو طرف یا یاتاقان با در پوش دو طرفه می‌باشد. در این نوع بلبرینگ حلقه داخلی با کاسه نمد فاصله داشته و مورد استفادشان در حالتی ست که حلقه‌ها داخلی بلبرینگ می‌چرخد، زیرا در حالت بر عکس یعنی چرخش حلقه بیرونی امکان نشت گریس وجود دارد.

نوع بلبرینگ‌های شیار عمیق دارای سیل یا sealed bearings مربوط به کاسه نمدی با لاستیک مصنوعی ست که با واشر فلزی تقویت شده است. این نوع کاسه نمد لاستیکی در محدوده دمایی 40- تا 120+ توانایی کار داشته و با حلقه داخلی تماس دارد از این رو در کم شدن سرعت بلبرینگ اثر گذارست و با حرف اختصاری 2RS شناخته می‌شود.

در کد دهی بیرینگ‌ها از نوع یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق پسوندهای 2RSL,RSL یا 2RZ,RZ مشخص کننده نوع سیل با اصطکاک مالشی کمی Low fiction seal بوده که پسوندها بستگی به سری بیرینگ و اندازه آن داشته و در این ساختاربه طور کلی سرعت بیرینگ می‌تواند هم اندازه سرعت آن با کاسه نمدفلزی باشد و به دلیل فاصله کم کاسه نمد و حلقه داخلی دارای خصو صیات آب بندی مناسبی نیز می‌باشد.

بلبرینگ دارای سیل NBR و لبه‌های قابلیت ارتجاعی که توسط شرکت اس‌کااف توسعه داده شده و ICOS® oil sealed bearing units نامیده می‌شوند در کاربردهایی که نیازمند قابلیت‌هایی بیشتر از سیل‌های استاندارد معمولی می‌‍باشد، استفاده می‌گردند. در این نوع ساختار ساچمه نیازمند فضای کمتری نسبت به دو گونه قبلی بوده. نصب آسان و هزینه پایین جهت ماشین کاری شفت از مزایای عمده این نوع ساختار در یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق می‌باشد.

بلبرینگ‌هایی که در ساختارشان جای خار وجود داشته و به bearings with snap ring groove معروف بوده که در این طرح می‌توان با جاگذاری یک خار، ساچمه را از جهت محوری در فضای مورد نظر محکم نمود و باعث کم شدن فضای اشغالی شد. قرار گیری کد N در پسوند شماره بیرینگ مشخص کننده داشتن جای خار در رینگ خارجی می‌باشد و پسوند NR نیز دارا بودن خار در بیرینگ شیار عمیق را شامل می‌شود .

– بیرینگ‌های تماس زوایه ای (Angular contact)

سطوح غلتش در رینگ داخلی و خارجی بلبرینگ های تماس زاویه ای نسبت به یکدیگر در جهت محور بیرینگ جابجا شده اند. بنابراین این بلبرینگ ها برای تحمل بار ترکیبی ، بار محوری و شعاعی همزمان طراحی شده اند. ظرفیت حمل بار محوری بلبرینگ های تماس زاویه ای با افزایش زاویه تماس، افزایش می یابد. زاویه تماس، زاویه بین خط  ارتباط دهنده نقاط تماس ساچمه ها با سطوح غلتش در صفحه شعاعی (مسیر انتقال بار از یک سطح غلتش به سطح دیگر) و خط عمود بر محور بیرینگ است. نوع دوردیفه این بلبرینگ هم وجود دارد.

فرق رولبرینگ و بلبرینگ

تفاوت اصلی رولبرینگ و بلبرینگ در مقاومت آنها در برابر انواع بارهای وارده است. بطور کلی بار وارده بر انواع رولبرینگ ها و بلبرینگ ها به دو صورت شعاعی (radial) ومحوری (thrust) می باشد و بسته به موقعیت و شرایطی که بلبرینگ مورد استفاده قرار می گیرد یکی از این دو بار ویا هردو بار بر آن وارد می شوند.در مواقعی که فشار از نوع شعاعی باشد، می توان از رولبرینگ ها استفاده کرد، زیرا رولبرینگ ها در برابر این نوع بارها بسیار مقاوم اند و درصورتی که هردو بار شعاعی و محوری وارد شود، از بلبرینگ ها می توان استفاده کرد.

درواقع بلبرینگ ها گونه‌ای از یاتاقان‌ها هستند که می‌توانند هم بارهای شعاعی و هم بارهای محوری را تحمل کنند و معمولاً در جاهایی به کار می‌روند که بار به ‌نسبت کوچک باشد ودررولبرینگ ها نیزسطح تماس ساچمه با سطوح، به صورت یک خط می باشد وبه همین دلیل این نوع بلبرینگ ها قادر خواهند بود فشار بسیار زیادی از نوع شعاعی را تحمل کنند ولی قادر به تحمل کردن فشار زیاد از نوع محوری نمی باشند.

یاتاقان کف‌گرد یا یاتاقان محوری (Thrust Bearing)

این بلبرینگ ها فقط بارهای محوری را تحمل می کنند. رینگ های نصب شده بر روی شفت، واشرهای شفت نامیده می شوند و آنهایی که روی  هوزینگ نصب می شوند، واشر هوزینگ نامیده می شوند.

بلبرینگ های کف گرد در دو نوع یک طرفه که فقط بارهای محوری را می توانند در یک جهت تحمل کنند و نوع دوطرفه که بارهای محوری را در دو جهت  تحمل می کنند. این نوع بلبرینگ ها برای سرعت های چرخشی بالا مناسب نیستند چرا که روغن آن توسط نیروی گریز از مرکزبه بیرون ریخته می شود. عملکرد آن ها برای محورهای عمودی بهتر است.

بلبرینگ های کف گرد یکطرفه دارای یک واشر شفت ، یک واشر نشیمنگاه و مجموعه قفسه و ساچمه ها می باشند .این بیرینگ ها تفکیک پذیر بوده و واشر ها را می توان مستقل از مجموعه ساچمه ها نصب کرد .

اطلاعات کلی در مورد ابعاد برینگ

سازندگان و مصرف کنندگان برینگ به خاطر مسائلی نظیر قیمت، کیفیت و سهولت تعویض به سری خاصی از ابعاد توجه دارند. ابعاد برینگها توسط مؤسسه جهانی استاندارد ISO تعیین شده است.قطر خارجی رولبرینگ های شعاعی (به استثنای رولبرینگ های مخروطی) مطابق سری 4,3,2,1,0,9,8,77 (به ترتیب صعودی) استاندارد قرار داده شده است. برای هر یک از این سری قطرها، یک سری برای اندازه پهنای برینگ هم در نظر گرفته شده است.این سری ها عبارتند از 7,6,5,4,3,2,1,0,8 (به ترتیب افزایش پهنا). سری ارتفاع در برینگ های کف گرد عبارتست از 2,1,9,7 (به ترتیب صعودی).

شماره ای که بر روی برینگ های استاندارد قید شده و برینگ توسط آن شناخته می شود، عموماً شامل پنج عدد یا ترکیبی از چند حرف و عدد است.
1: رقم اول مشخص کننده نوع برینگ است که شماره های مربوطه به همراه شکل برینگها در بالا آورده شده است. بدین ترتیب عدد 3 معرف رولبرینگ مخروطی و عدد 66 معرف بلبرینگ شیار عمیق است.
2: رقم دوم معرف سری پهنای برینگ (در برینگهای شعاعی) یا ارتفاع آن (در برینگهای کف گرد) مطابق استاندارد ISO است.
3: رقم سوم معرف سری قطر بیرونی برینگ مطابق استاندارد ISO است.
4,5: دو رقم آخر ضربدر عدد 5 معرف قطر داخلی برینگ بر حسب mm است.

مثال: شماره ای که بر روی برینگ ثبت شده است: 61807

6: برینگ یک بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه است.
1: پهنای برینگ B مطابق سری 1 استاندارد ISO ساخته شده است.
8: قطر بیرونی برینگ D مطابق سری 8 استاندارد ISO ساخته شده است.
قطر داخلی برینگ 07: 07×5=35mm

مثال: شماره ای که بر روی برینگ حک شده است. 30228

3: برینگ یک رولبرینگ مخروطی است.
0: پهنای برینگ (T) مطابق سری 0 استاندارد ISO ساخته شده است.
2: قطر بیرونی برینگ (D) مطابق سری 2 استاندارد ISO ساخته شده است.
قطر داخلی برینگ (d) 28: 28×5=140mm

در بسیاری موارد یکی از سه رقم سری برینگ حذف می شود. به همین دلیل در روی برینگ به جای پنج رقم، گاهی چهار و گاهی مواقع سه رقم ذکر می شود. اعدادی که در صفحه قبل در داخل پرانتز آورده شده اند معرف همین نکته است.مثلاً در بلبرینگی که با عدد 6012 مشخص شده است، شماره برینگ مطابق نمودار اولیه باید 61012 باشد که در آنها رقم 1 از شماره برینگ حذف شده است.

ذکر این نکته ضروریست که قواعد فوق الذکر در حالت کلی صحت داشته و جهت پی بردن به استثنائات به سازنده برینگ مراجعه نمائید. نام سازندگان برینگ نیز معمولاً بر روی برینگ قید می شود.
در اینجا چند حالت استثناء در مورد اندازه قطر داخلی برینگ قید می شود. همانگونه که گفته شد در حالت کلی دو رقم سمت راست شماره برینگ در عدد 5 ضرب شده، اندازه قطر سوراخ داخلی بدست می آید.
در مورد قطرهای زیر 10mm و 500 میلیمتر به بالا اندازه مستقیماً قید می شود.(گاهی اوقات همراه با یک /)

مثال: 511/530 d=530mm شماره برینگ یا 618/8 d=8mm شماره برینگ اندازه های بین 10mm الی 17mm به صورت کدهای زیر مشخص می شوند:
00=10mm :61800 d=10mm کد
01=12mm :61901 d=12mm
02=15mm :51102 d=15mm
03=17mm :1203 d=17mm

سه اندازه 28,22 و 32 میلیمتر نیز بدون قاعده ضریب بوده و مستقیماً قید می شوند:
: 320/22 d=22mm نظیر

برینگهایی که شماره آنها شش یا هفت رقمی است (به جز چند استثناء مثلاً در مورد بلبرینگ های ایگرگ) معمولاً غیر استاندارد بوده و ارقام ان معرف ویژگی یا اندازه خاصی نیست بلکه فقط شماره نقشه برینگ است.
علاوه بر این شماره، برینگ ممکن است دارای پیشوند یا پسوند نیز باشد که هر یک معرف مشخصه ای در برینگ است.

مثال:
بلبرینگ شیار عمیق در یک طرف خود، کاسه نمد لاستیکی دارد 61803-RS1
بلبرینگ شیار عمیق در دو طرف خود، کاسه نمد لاستیکی دارد 61803-2RS1

مفاهیم پیشوندها Perfixes و پسوندها Suffixes که تحت عنوان شماره های تکمیلی Supplementary designation توسط سازندگان برینگها ارائه می گردند که با یکدیگر متفاوت بوده و می باید بطور جداگانه مورد بررسی قرار گیرند.