بلبرینگ یا در اصل بال برینگ (ball bearing)، به معنی توپهای حامل میباشد. این وسیله نوعی یاتاقان توپی یا چرخدنده چرخشی است که در هر وسیله ای که میچرخد مورد استفاده قرار میگیرد تا از ایجاد اصطکاک و یا سایش سطحی که در حال چرخیدن بر روی دیگر هستند جلوگیری کند. مثلا، برای چرخیدن اجسام سنگین و حرکت دادن آنها مثل چرخهای اتومبیل که توسط بلبرینگها امکانپذیر هستند بکار می روند. البته باید بدانید که این قطعات در بخشهای گوناگون خودرو که امکان ایجاد اصطکاک وجود دارد مورد استفاده قرار میگیرند.
بلبرینگ چیست؟
استفاده از بلبرینگ در تمامی وسایلی که میچرخند مانند صندلیهای چرخان، به منظور جلوگیری از ایجاد اصطکاک و ساییده شدن سطح در حال چرخیدن به کار گرفته میشود. به عنوان مثال در صنعت خودروسازی، وجود بلبرینگ به حرکت و چرخش اجسام سنگین مانند چرخهای اتومبیل کمک میکند. بلبرینگها با هدف گردش اجسام سنگین در کنار یکدیگر و جلوگیری از ساییدگی آنها با کاهش اصطکاک تولید میشوند و یکی از مهمترین اختراعات بشر به شمار میروند. اگر بلبرینگها وجود نداشتند، لوازم مورد استفاده در صورت چرخیدن و ایجاد اصطکاک و سایش دچار فرسودگی شده و نیاز به تعویض زودهنگام داشتند. البته باید دقت کنید که باید نمونههای اصل این محصول را تهیه کنید که بتوانند وظایف خود را به درستی انجام دهند. برای آشنایی با نحوه تشخیص بلبرینگ اصل پیشنهاد میدهیم مقاله ما را در این باره بخوانید.
اجزای سازنده بلبرینگ چیست؟
هر بلبرینگ از قسمتهایی تشکیل شده است که هر کدام ویژگیهای منحصر به فرد خود را داشته و مطابق با آن وظیفهای را بر عهده دارند. این اجزا عبارتاند از:
- قفسه
- ساچمه
- کاسه نمد
- رینگ (کنس) داخلی و خارجی
1) قفسه بلبرینگ
قفسه یکی از مهمترین قسمتهای بلبرینگ است که ساچمه را در بر گرفته است. جلوگیری از تماس ساچمهها با یکدیگر و هدایت حرکت آنها، بر عهده قفسه است. قفسهها به سه صورت جامد، پلیمری و پرس شده وجود دارند. جنس قفسه جامد که از طریق ماشین کاری ساخته میشود از برنج و فولاد است.
همچنین قفسه پلیمری از پلاستیک جامد و با استفاده از قالب تزریق ساخته میشود. در نهایت قفسه پرس شده از ورقهای فولادی و برنجی تولید میشوند. انتخاب این عضو میتواند نقش اساسی در روند کاری بلبرینگ داشته باشد. به همین جهت توجه به سرعت چرخش آن، محدوده دما، محدودیت صدا و محدوده گشتاور راهاندازی و اجرای آن باید در نظر گرفته شود.
2) ساچمه
ساچمهها یا همان عناصر غلتان، در انواع مختلف گرد، سوزنی، استوانه ای، مخروطی و بشکه ای وجود دارند. ساچمهها بر اساس شکل ظاهری میتوانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند. جنس تمامی آنها اغلب از آلیاژ فولادی کروم با میزان خلوص بالا، سرامیک و پلاستیک است. ساچمه گرد از جمله کاربردیترین و پرمصرفترین نوع ساچمه است. این قطعه در برابر نیروی وارد آمده به بلبرینگ مقاومت بالایی داشته و از آن در برابر آسیب محافظت میکند. انواع دیگر ساچمهها مانند مخروطی به منظور تحمل نیروهای اضافه در جهتهای شعاعی و محوری مورد استفاده قرار میگیرند.
3) کاسه نمد
کاسه نمد به منظور جلوگیری از نشتی و وارد شدن مواد اضافه از جمله روغن هیدرولیک درون کیجها و بین رولها در فاصله میانی رینگ و کیج قرار داده میشود. کاسه نمدها به منظور داشتن عملکرد مناسب دارای خاصیت ارتجاعی هستند؛ به همین دلیل جنس آنها از ماده الاستومر (نوعی پلیمر) است. این قطعات در دو نوع تماسی ( به منظور تماس با کنس داخلی) و غیر تماسی که هیچ تماسی با حلقه داخلی ندارد، تولید میشوند. میزان درجه حرارت موجود در حین کار تعیینکننده طول عمر کاسه نمد استفادهشده در بلبرینگ خواهد بود.
4) رینگ (کنس) داخلی و خارجی
اصلیترین قسمت تشکیلدهنده بلبرینگها، کنس داخلی و خارجی است. جنس این دو بخش معمولا از نوع فولاد آلیاژی با خلوص بالا است که با هدف نگهداری از ساچمههای در حال حرکت در بلبرینگ قرار داده میشوند. در برخی موارد مانند استفاده از بلبرینگ در صنعت خودروسازی، کنس داخلی و خارجی به دلیل مهم بودن میزان وزن، از جنس پلاستیک ساخته میشوند؛ اما باید این نکته را نیز در نظر گرفت که میزان مقاومت این نوع در برابر حرارت کمتر از نوع فولادی است.
انواع بلبرینگ از نظر شکل
بلبرینگها انواع مختلفی دارند که هر کدام بر اساس یک ویژگی میتوانند در دستههای مختلف تقسیم شوند. یکی از این دستهبندیها بر اساس شکل ظاهری است که بهصورت زیر طبقهبندی میشوند.
بلبرینگ شیار عمیق
Deep Groove Ball Bearings یا همان بلبرینگ شیار عمیق از جمله پرکاربردترین نوع آن میباشد. وجود یک شیار عمیق دایرهای شکل در هر رینگ با اندازه شعاع مساوی با شعاع ساچمه استفادهشده، دلیل نامگذاری این محصول است. شیارهای موجود باعث میشوند تا بلبرینگ شیار عمیق، توان تحمل بارهای شعاعی زیاد را در کنار مقدار کمی نیروهای محوری داشته باشد. علاوه بر این توان تحمل بار مرکب شعاعی و محوری نیز توسط این بلبرینگ وجود دارد.
بلبرینگ تماس زاویه ای
این نوع بلبرینگ دارای ساختاری مشابه با نوع شیاری است؛ تنها تفاوت آنها در رینگ داخلی و خارجی و نوع حرکت زاویهدار بین رینگها است. علاوه بر این رینگها در بلبرینگ تماس زاویه ای به صورت نسبی با هم جابجا میشوند. اغلب از دو ردیف ساچمه در تولید این نوع بلبرینگ استفاده میشود. در این محصول تحمل بار شعاعی و محوری بهصورت همزمان امکانپذیر است. میزان زاویه تماس رینگ داخلی با میزان تحمل بار محوری در بلبرینگ تماس زاویه ای رابطه مستقیم و با میزان تحمل بار شعاعی رابطه معکوس دارد
بلبرینگ خود تنظیم
یکی دیگر از انواع بلبرینگها با قابلیت تنظیم شدن خودکار، بلبرینگهای خود تنظیم یا Self-Aligning Ball Bearings است که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. این نوع بلبرینگ دارای دو ردیف ساچمه و یک حلقه بیرونی مشترک است. این محصول هنگام ایجاد انحراف و غیر همراستایی به وجود آمده در شفت بلبرینگ، به دلیل وجود انحنا در شیار ساچمه میتواند بهصورت خودکار تنظیمات لازم را اجرا کند. بلبرینگ خود تنظیم غالبا برای مکانهایی که در اثر ایجاد عوامل مختلف پس از مدتی دچار افزایش یا کاهش زاویه و انحراف میشوند کاربرد دارد.
بلبرینگ سرامیکی کامل
یکی از رایجترین بلبرینگهای تولیدشده و مورد استفاده در صنایع مختلف، بلبرینگ سرامیکی کامل است. همانطور که از نامش مشخص است تمامی قطعات تشکیلدهنده آن از جنس سرامیک ( نیترید سیلیکون یا زیرکونیا) است. این قطعه دارای سطح صاف و ابعاد یکنواخت است که موجب ایجاد اصطکاک کمتر شده و در نهایت انرژی کمتری برای چرخاندن چرخها یا میللنگ صرف میشود.
بلبرینگ سرامیکی کامل دارای قابلیتهای ویژهای مانند عایق جریان الکتریسیته، سرعت بالا، طول عمر مفید زیاد، مقرون به صرفه بودن، مقاوم در برابر سایش و خوردگی، وزن سبک، مقاوم در برابر زنگزدگی، ایجاد اصطکاک کمتر، مقاوم در برابر مواد شیمیایی و مناسب برای دماهای بالا تا 1000 درجه سانتیگراد است.
بلبرینگ هیبرید سرامیکی
این نوع از محصولات با بدنه از جنس فولاد و ساچمههای سرامیکی ساخته میشود. ساچمههای سرامیکی در مواقعی که نیاز به دور و سرعت بالا است، عملکرد مناسبی از خود نشان میدهند. سرامیک استفادهشده در ساچمهها سبکتر از فولاد بوده و همچنین از میزان درجه سختی بیشتری نسبت به فولاد برخوردار است.
به دلیل ساختار غیر متخلخل ساچمههای سرامیکی، عملا اصطکاکی هنگام حرکت در بلبرینگها ایجاد نمیشود و چرخش سریعتر را نسبت به ساچمههای فولادی ایجاد میکنند. از مهمترین ویژگیهای بلبرینگ هیبرید سرامیکی میتوان سرعت بالا، افزایش عمر مفید دستگاه، وزن کم، سختی بالا، راندمان زیاد و کاربرد چندمنظوره در انواع ماشینآلات را نام برد.