برينگها در انواع مختلف

برينگها در انواع مختلف

برينگها در انواع مختلف

شرکت رول آرت فعالیت خود را در امور واردات و توزیع انواع برینگ در سال 1354 آغاز نموده و با بیش از سی سال سابقه در این زمینه ارائه دهنده رسمی محصولاتSKF , RHB , THK در ایران میباشد  

برای کسب اطلاعات بیشتر به سایت شرکت رول آرت وارد شوید

امروزه برينگها در انواع مختلف و در ابعادي بسيار وسيع در سراسر دنيا توليد مي‌شود. در مورد كلمه برينگ در اين كتاب مكرراً استفاده شده است، بايد گفت كه اين همان صورت فارسي كلمه Bearing است كه در فارسي به ياتاقان يا بالشتك ترجمه شده است؛ و كلمه بلبرينگ كه اشتباهاً به كليه برينگها اطلاق مي‌شود، تنها به آن دسته از برينگها گفته مي‌شود كه جزء غلتشي در آنها بصورت ساچمه <<Ball>> باشد. لذا در برينگهايي كه جزء غلتشي بصورت غلتك Roll باشد، آنها را رولبرينگ Roller bearing مي‌ناميم كه انواع و اشكال مختلفي دارد. در اين كتاب با عرض پوزش از اساتيد فن و ادبيات فارسي صرفاً جهت اجتناب از هرگونه سردرگمي خوانندگان عزيز به جاي كلمه ياتاقان از همان كلمه برينگ استفاده شده است.

با ملاحظه شكلها، علت ساخت اجزاء غلتشي به صورتهاي گوناگون را در مي‌يابيد. از نظر طراحي يك ساچمه بر روي حلقه برينگ فقط يك نقطه تماس دارد. اين امر باعث امكان سرعت زياد برينگ در اثر اصطكاك پايين مي‌گردد.

اما با كم بودن مقدار تماس، قدرت تحمل بار برينگ چندان زياد نخواهد بود. با افزايش سطح تماس نظير غلتك استوانه‌اي، به همان نسبت كه بر قدرت تحمل بار برينگ افزوده مي‌شود، از سرعت آن كاسته   می گردد

با در نظر گرفتن اين پارامترها، در كاربردهاي، مختلف از برينگهاي متفاوت استفاده مي‌شود. شكل غلتك نيز پارامتر بسيار مهمي در تعيين اندازه مجازبار، جهت بار، مقدار فضاي لازم براي جا زدن برينگ و ساير عوامل است. يك غلتك بشكه‌اي به علت افزايش سطح تماس، امكان تحمل بار بزرگتر را فراهم مي‌كند. يك غلتك سوزني بخاطر قطر كم، برينگ مربوطه را نيازمند به فضاي شعاعي كمتر مي‌سازد و يك غلتك مخروطي، برينگ را علاوه بر تحمل بار شعاعي به تحمل بار محوري نيز قادر مي‌سازد.

متن حاضر براساس كتاب فني شركت SKF سوئد، اولين و بزرگترين كارخانه برينگ‌سازي در دنيا، تنظيم شده است، لذا جداول، نمودارها و فرمولها براساس مطالعات اين كمپاني كه در مركز تحقيقات آن، در كشور هلند صورت پذيرفته، در كتاب آورده شده است.

كتاب مشتمل بر دو قسمت كلي است، در قسمت اول به بحث در مورد برينگها بطور كلي، نظاير معاني بارهاي ديناميكي و استاتيكي، طول عمر برينگ، سرعت، لقي و غيره پرداخته است؛ و در قسمت دوم به بحث پيرامون انواع برينگها بطور تفكيك شده با ذكر مهمترين خصوصيات آنها مي‌پردازد.

مفاهيم اجزاء برينگ در برينگها در انواع مختلف

پنجره ساچمه (قفسه) در برينگها در انواع مختلف

نماي انواع برينگها در برينگها در انواع مختلف

انتخاب نوع برينگ در برينگها در انواع مختلف

Selection of bearing type

هر كدام از برينگ‌ها براي منظور خاصي طراحي مي‌شود و به همين دليل كاربرد ويژه‌اي دارد. براي نمونه بلبرينگ‌هاي شيار عميق قادر به تحمل بارهاي نيمه‌سنگين شعاعي و بارهاي محوري هستند. اصطكاك در اين نوع بلبرينگ‌ها كم و امكان توليد آنها بادقت زياد وجود دارد؛ لذا از آنها در موتورهاي الكتريكي كوچك و متوسط استفاده مي‌شود. رولبرينگ‌هاي بشكه‌اي قادر به تحمل بارهاي بسيار سنگين بوده و داراي خاصيت خودتنظيمي هستند. اين ويژگي آنها را براي كاربردهاي سنگين مهندسي كه بارها بزرگ و باعث ناهمراستايي شافت مي‌شود؛ مناسب مي‌سازد.

در صفحات بعد مهمترين پارامترهاي موثر در انتخاب نوع برينگ آورده شده است.

1_ فضاي موجود در برينگها در انواع مختلف          Available space

 

در بيشتر موارد، يكي از ابعاد اصلي برينگ در طراحي ماشين (معمولاً قطر داخلي) معين شده است. بر همين اساس اندازه‌هاي برينگ همواره استاندارد است.

در شافت‌هاي كم قطر از تمامي برينگ‌ها مي‌توان استفاده كرد كه متداولترين نوع آنها بلبرينگ‌هاي شيار عميق است. رولبرينگ‌هاي سوزني نيز در اينگونه موارد مناسب هستند. در شافت‌هاي قطور رولبرينگ‌هاي استوانه‌اي، مخروطي و بشكه‌اي مناسب هستند. بلبرينگ‌هاي شيار عميق در اينگونه موارد هم كاربرد دارد.

در موارديكه فضاي شعاعي محدود باشد، از برينگهاي با ضخامت كم بايد استفاده نمود، نظير رولبرينگ‌هاي سوزني بدون حلقه داخلي و بيروني و نيز رولبرينگ‌هاي سوزني با پوسته كشيده شده. گروه خاصي از بلبرينگ‌هاي شيار عميق و تماس زاويه‌اي رولبرينگ‌هاي استوانه‌اي و بشكه‌اي نيز در اينگونه موارد كاربرد دارند.

وقتي محدوديت فضاي محوري داشته باشيم گروه خاصي از رولبرينگ‌هاي استوانه‌اي و بلبرينگ‌هاي شيار عميق در مورد بارهاي مركب شعاعي و محوري بكار مي‌روند. اگر در اينحالت فقط بار محوري داشته باشيم از رولبرينگ‌ سوزني كف گرد، رولبرينگ‌هاي استوانه‌اي كف گرد و بلبرينگ‌هاي كف گرد مي‌توان استفاده نمود.

2_ بار                                                                                            2- load

3_ الف_ مقدار بار                                                2-A: Magnitude of load

 

مقدار بار فاكتوريست كه معمولاً اندازه برينگ را تعيين مي‌كند. معمولاً رولبرينگ‌ها،بار بيشتري نسبت به بلبرينگ‌ها تحمل مي‌كنند. (در ابعاد يكسان) و نيز برينگ‌هايي كه قفسه Cage ندارند داراي قدرت تحمل بار بيشتري نسبت به نوعي كه قفسه دارند هستند.

2_ ب_ جهت بار                                                         2-B: Direction of load

 بار شعاعي                                                                                   Radial load

 

برينگهايي كه قادر به تحمل بار محوري نيز هستند، به استثناي آن دسته از رولبرينگ‌هاي استوانه‌اي كه يكي از حلقه‌هاي آن از يك دو يا طرف لبه ندارند.

بار محوري در برينگها در انواع مختلف                                                                                             Axial load

بــلــبـــــــرينگ‌هــــــاي كف گرد و بلبـــرينگ‌هـــاي با چهـــــار نقطـــــه تمـــــاس (Four point contact Ball Bearings)، مناسب‌ترين برينگ‌ها جهت بارهاي محوري هستند.

     عدم وجود لبه در يكي از حلقه‌هاي برينگ‌هاي شعاعي                رولبرينگ‌ها داراي قدرت تحمل بار بالاتر نسبت

        موجب محدوديت آن در تحمل بار محوري مي‌شود.                       به بلبرينگ‌ها هستند.

بار محوري فقط از اين سمت مجاز است.

بلبرينگ كف گرد يك رديفه : تحمل بار محوري از يك طرف

بلبرينگ كف كرد دو رديفه : تحمل بار محوري از دو طرف

بلبرينگ با چهار نقطه تماس : بار شعاعي _ بار محوري از دو طرف

بلبرينگ تماس زاويه‌اي : بار شعاعي _ بار محوري از يك طرف

بلبرينگ كف گرد تماس زاويه‌اي : بار محوري از دو طرف

رولبرينگ‌ سوزني كف گرد : بار محوري از يك طرف

رولبرينگ‌ استوانه‌اي كف گرد : بار محوري از يك طرف

رولبرينگ مخروطي كف گرد : بار محوري از يك طرف

رولبرينگ بشكه‌اي كف گرد : بار شعاعي، بار محوري از يك طرف

بار مركب در برينگها در انواع مختلف :                                                                        

Combined load

بار مركب شامل يك بار شعاعي و يك بار محوري است. قدرت تحمل بار محوري يك برينگ بستگي به زاويه تماس (a) دارد، هر چه اين زاويه بزرگتر باشد قدرت تحمل بار محوري نيز بيشتر مي‌شود. قدرت تحمل بار محوري بلبرينگ‌هاي شيار عميق بستگي به لقي داخلي Clearance برينگ دارد. در مورد بارهاي مركب، پرمصرف‌ترين برينگ‌ها، با تماس زاويه‌اي يك يا دو رديفه و نيز رلبرينگ‌هاي مخروطي هستند.

بار ممان در برينگها در انواع مختلف                                                                          

Moment load

وقتي بار بصورت خارج از مركز برينگ‌ اعمال شود،اين امر باعث ايجاد بار به صورت ممان مي‌شود. برينگ‌هاي دو رديفه شيار عميق يا تماس زاويه‌اي براي خنثي كردن اين بارها مناسب هستند. بهتر از آنها برينگ‌هاي تك رديفه تماس زاويه‌اي يا مخروطي است كه به صورت دوتايي جفت شده باشند.

ناهمراستايي در برينگها در انواع مختلف                                                                 

 Misalignment

ناهمراستايي بين شافت و محفظه در برينگ‌هاي صلب توليد اشكال مي‌كند. در اينگونه موارد بايد از بلبرينگ‌هاي خودتنظيم Self aligning ball bearings يا رولبرينگ‌ها بشكه‌اي شعاعي و كف‌گرد استفاده كرد. مقدار مجاز ناهمراستايي در هر برينگ در قسمت اطلاعات فني آن برينگ توسط سازندگان آنها ارائه مي‌شود.

هر قدر زاويه تماس بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوري برينگ افزايش مي‌يابد.
برينگهاي مناسب بارهاي مركب محوري و شعاعي

   پيكان تيره‌رنگ نشانگر مناسب بودن برينگ براي تحمل آن بار و پيكان روشن به معناي امكان نسبي اعمال آن نوع بار نوع  است.

 بلبرينگ تماس زاويه‌اي دو رديفه : بار شعاعي، بار محوري از دو طرف 2

 رولبرينگ مخروطي : بار شعاعي، بار محوري از يك طرف 3

 بلبرينگ تماس زوايه‌اي يك رديفه : بار شعاعي بار محوري از يك طرف 1

 بلبرينگ خود تنظيم : بار شعاعي و بار محوري از دو طرف 1

 رولبرينگ بشكه‌اي : بار شعاعي و بار محوري از دو طرف 2

 بلبرينگ شيار عميق : بار شعاعي، بار محوري از دو طرف 3

 1 : رولبرينگ استوانه‌اي حلقه داخلي در يك طرف لبه ندارد : بار شعاعي ، بار محوري از يك طرف

 2 : حلقه داخلي از دو طرف لبه ندارد ولي از يك طرف توسط حلقه زاويه‌دار مهار شده : بار شعاعي و بار محوري از دو طرف

 3 : حلقه داخلي از يك طرف لبه يكپارچه و از طرف ديگر توسط لبه شل مهار شده بار شعاعي و بار محوري از دو طرف

4 : حلقه داخلي از يك طرف داراي لبه يكپارچه و از طرف ديگر توسط حلقه گوشه‌دار مهار شده : بار شعاعي و بار محوري از دو طرف

 

بلبرينگ با چهار نقطه تماس : بار شعاعي و بار محوري از دو طرف

 رولبرينگ بشكه‌اي كف گرد : بار شعاعي و بار محوري از يك طرف 2

 رولبرينگ‌هاي مخروطي ضربدري : بار شعاعي، بار محوري از دو طرف 1

 رولبرينگ ضربدري : بارشعاعي و بار محوري از دو طرف 2

برينگ‌هاي مناسب براي بارهاي ممان :

 بلبرينگ تماس زاويه‌اي دو رديفه1

 بلبرينگ شيار عميق دو رديفه 2

دو رولبرينگ مخروطي يك رديفه بصورت پشت به پشت 1

 دو بلبرينگ تماس زاويه‌‌اي يك رديفه بصورت پشت به پشت 2

 رولبرينگ استوانه‌اي ضربدري

 رولبرينگ مخروطي ضربدري

 برينگهاي مناسب براي تطابق با ناهمراستايي شافت

 رولبرينگ بشكه‌اي 1

 بلبرينگ خود تنظيم 2

 رولبرينگ بشكه‌اي كف گرد

 بلبرينگ ايگرگ 1

 سطح قوسي شكل حلقه بيروني آن موجب ايجاد حالت خودتنظيمي برينگ مي‌شود.

واشر نشيمنگاه 2

بلبرينگ كف گرد با واشر محفظه قوسي شكل و واشر نشيمنگاه

دقت                                                                                         precision

در كاربردهايي نظير ماشينهاي تراش كه ملزم به داشتن دقت زياد است يا موارديكه سرعت بسيار بالاست، لازمست از برينگ‌هاي دقيق استفاده كنيم. در اين حالت بايد از آن دسته از برينگ‌هايي كه توسط كارخانجات سازندة آنها در محدوده تلورانس خاصي توليد مي‌شود و تحت عنوان گروه برينگ‌هاي دقيق Precision bearings معرفي، مي‌گردند استفاده نمود.

سرعت                                                                                         Speed

دما مسئله محدود كننده سرعت است (در مبحث سرعت صحبت خواهد شد). بلبرينگ‌هاي شيار عميق معمولاً بالاترين سرعت را دارند. برينگ‌هاي كف گرد عموماً داراي سرعتهاي بالا نيستند.

كاركرد بي‌سروصدا                                                               Quit running

در شرايطي نظير لوازم خانگي اين مسئله داراي اهميت است. نوع مخصوصي از بلبرينگ‌هاي شيار عميق براي اين منظور طراحي شده‌اند.

سفتي                                                                                       Stiffness

مقدار تغيير شكل الاستيكي در برينگ تحت فشار بيانگر سفتي است. رولبرينگ‌ها معمولاً سفتي بيشتري نسبت به بلبرينگ‌ها دارند. اين مسئله در كاربردهايي نظير ماشينهاي ابزار، اهميت زيادي دارد.

جابجايي محوري                                                         Axial displacement

در موارديكه بنا به عللي نظير انبساط حرارتي، شافت تغيير طول داده و باعث افزايش تنش در برينگ شود، لازمست از برينگ‌هايي نظير رولبرينگ‌هاي استوانه‌اي كه يكي از حلقه‌هاي داخلي يا بيروني آن داراي لبه نيست استفاده شود (سري NU , N)، تا برينگ بتواند همراه با افزايش طول شافت در امتداد محوري جابجا شود. مقادير مجاز اين جابجايي در قسمت اطلاعات فني اين برينگ‌ها توسط سازندگان آنها ارائه مي‌شود. اگر در اينگونه موارد از بلبرينگ‌هاي شيار عميق يا رولبرينگ‌هاي بشكه‌اي استفاده شود، بايد يكي از حلقه‌هاي داخلي يا بيروني انطباق شل داشته باشد.

جا زدن و در آوردن                                       Mounting and dismounting

 قطر داخلي استوانه‌اي                                                       Cylindrical bore

 وقتي قطر داخلي برينگ استوانه‌اي باشد، بهتر است از برينگ‌هايي استفاده شود كه به صورت چند تكه هستند (حلقه‌هاي داخلي و بيروني از هم تفكيك مي‌شوند) در رولبرينگ‌هاي سوزني، سيلندري و مخروطي اين امر به سهولت عمل مي‌كند.

قطر داخلي كونيك (مخروطي)                                             Tapered bore

در برينگهايي كه سوراخ داخلي آنها مخروطي است عمل جا زدن و درآوردن با سهولت بيشتري صورت مي‌گيرد.

برينگهاي مناسب در مواقعي كه امكان جابجايي محوري وجود دارد.

عدم وجود لبه در يكي از حلقه‌ها امكان جابجايي محوري شافت را مهيا مي‌سازد.

در صورت استفاده از بلبرينگ‌هاي شيار عميق يا رولبرينگ‌هاي بشكه‌اي كه امكان جابجايي

محوري در داخل برينگ وجود ندارد، يكي از حلقه‌ها بايد با انطباق شل در داخل محفظه يا

روي شافت جا زده شود.

با بالا رفتن دما شافت منبسط شده كه در صورت صلب بودن برينگ‌، باعث ايجاد تنش در شافت مي‌شود.

 برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف ” برينگها در انواع مختلف “