بلبرینگ چیست ؟
بلبرینگ از اصطلاح انگلیسی Ball Bearing گرفته شده که به معنای حمل بار و تحمل نیرو در ساچمه‌های غلتان است. بلبرینگ نوعی یاتاقان محسوب می‌شود که به دلیل دارا بودن ساچمه های گرد ، وظیفه تحمل بارهای وارده به محورهای دورانی را دارند که از اصطکاک و سایش سطح در حال چرخش جلوگیری کرده و همچنین باعث افزایش عمر مفید قطعات، سرعت، کاهش ایجاد گرما و کاهش صدا در حین کارکرد دستگاه می‌شود. وجود بلبرینگ ها تا حدی ضروری است که در صورت عدم وجود آنها ، لوازم مورد استفاده در صورت چرخیدن و ایجاد اصطکاک و سایش دچار فرسودگی شده و نیاز به تعویض زود هنگام داشتند.
بلبرینگ ها بر اساس جنس ساخته شده به دو نوع بلبرینگ برنجی و بلبرینگ فولادی تقسیم بندی می‌شوند.
مواد و آلیاژهای سازنده بلبرینگ
آلیاژ مورد استفاده در ساخت قسمت های مختلف مانند رینگ ، قفسه یا ساچمه ها ، از نوع فولاد کروم دار با درجه سختی بالا است که مقاوم بالایی در برابر ساییدگی دارد ( به علت وجود کربن ). بلبرینگ استیل نیز در برخی موارد استفاده می‌شود که از فولاد سخت کاری شده سطحی می‌باشد. این نوع بلبرینگ ها در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاومت بالایی دارند اما در برابر بار تحمل کمتری دارا می‌باشند. بلبرینگ‌های ساخته‌شده از سرامیک با وزن کمتر اما کارایی بیشتر و عملکرد بهتر به منظور استفاده در دور و سرعت‌های بالا و همچنین تحمل دمای بالا تولید می‌شوند. بهتر است بدانید که سختی سطحی یا جنس بلبرینگ تاثیر مستقیمی بر میزان کارکرد، درجه سختی و مقاومت بلبرینگها دارد.
نوع تحمل بارهایی که بر بلبرینگ ها وارد می‌شود :
بار شعاعی: این نوع همانطور که از نام آن پیداست باری است که به صورت عمودی بر محور شفت و موازی با شعاع بلبرینگ وارد می‌شود. این نوع یاتاقان ها نباید در برابر چرخش مقاومتی از خود نشان دهند که در صورت بروز این امر سیستم منجر به کاهش راندمان می شود. از انواع این یاتاقان ها می‌توان به بلبرینگ های شیار عمیق و خود تنظیم و یاتاقان ها و بلبرینگ های لغزشی نام برد.
بارمحوری: این نوع یاتاقان ها بار محوری را تحمل کرده، به این نوع بلبرینگ ها کف گرد نیز می گویند، نحوه ورود بار محوری به صورت مستقیم یا واکنشی است. زمانی که نیروی محوری کم باشد از این نوع بلبرینگ ها می توان استفاده کرد.
بار ترکیبی (شعاعی محوری): زمانی که به‌طور همزمان بارهای محوری و شعاعی به بلبرینگ وارد می‌شوند، بارهای مرکب یا ترکیبی به وجود می‌آیند این نوع یاتاقان ها علاوه بر تحمل بار شعاعی بار محوری را نیز تحمل می کنند که می توان به بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه ، دو ردیفه اشاره کرد، در بعضی موارد نیز از یاتاقان های تماس زاویه ای یک ردیفه به صورت دو تایی به حالت رو به رو ، پشت به پشت یا پشت سرهم استفاده کرد.
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 به شرح زیر است :
1) قفسه بلبرینگ
قفسه یا کیج یکی از اجزای ضروری بلبرینگ است که ساچمه‌ها را در بر گرفته و از تماس مستقیم آنها با یکدیگر جلوگیری می‌کند. قفسه‌ها می‌توانند به سه صورت جامد، پلیمری و پرس شده باشند و جنس آنها معمولاً از برنج، فولاد آلیاژی، پلاستیک یا مخلوطی از آنها باشد. انتخاب مواد قفسه برای بلبرینگها بستگی به عواملی مانند سرعت چرخش، دما، صدا، میزان بار، محیط کاری و گشتاور مرتبط با کارکرد آن می‌باشد. در حقیقت این بخش تضمین می‌کند که ساچمه‌ها همواره در فاصله مناسبی نسبت به هم قرار داشته و در نتیجه طول عمر بلبرینگ افزایش می‌یابد.
2) ساچمه
ساچمه‌ها یا عناصر غلتان جز اصلی تشکیل دهنده بلبرینگها هستند. این توپ‌ها در انواع مختلف می‌توانند شکل‌ها گوناگونی داشته باشند (ازجمله گرد، سوزنی، استوانه‌ای، مخروطی و بشکه‌ای). جنس تمامی ساچمه‌ها معمولاً از آلیاژهای فولادی کروم با خلوص بالا، سرامیک یا پلاستیک است. هر نوع ساچمه ویژگی‌های خاص خود را برای تحمل نیروها و شرایط مختلف دارد. این قطعه در برابر نیروی وارد آمده به بلبرینگ مقاومت بالایی داشته و از آن در برابر آسیب محافظت می‌کند به‌عنوان‌مثال، ساچمه‌های گرد که پرمصرف‌ترین نوع ساچمه است برای بارهای شعاعی و محوری کاربرد دارند در حالی که ساچمه های استوانه ای سطح تماس بیشتری داشته و همن امر موجب این می‌شود که بار بیشتری تحمل کند ولی نمی‌تواند در برابر سرعت بالا دوام بیارد. لازم به ذکر است که هرچه این سطح بیشتر باشد سرعت بلبرینگ کمتر و وزن مورد تحمل بلبرینگ بیشتر می‌شود
انتخاب فرم ساچمه می‌تواند روی میزان بار مجاز، جهت نیروی وارد شده به بلبرینگ و فضای لازم برای نصب آن تاثیر دارد.
3) کاسه نمد
کاسه نمد برای جلوگیری از نشتی و ورود مواد خارجی نظیر روغن هیدرولیک بین رول‌ها ، کنس‌های داخلی و خارجی و کیج های بلبرینگ استفاده می‌شود. این قسمت‌ها عمدتاً از مواد الاستومری نظیر پلیمر ساخته می‌شوند و دارای خاصیت ارتجاعی هستند. کاسه‌نمدها ممکن است تماسی (برای تماس با کنس داخلی) یا غیر تماسی (بدون تماس با کنس داخلی) باشند و متناسب با شرایط کاری، جنس مناسبی برای آنها انتخاب می‌شود. میزان درجه حرارت موجود در حین کار تعیین‌کننده طول عمر کاسه نمد استفاده شده در بلبرینگ خواهد بود.
4) رینگ (کنس) داخلی و خارجی
کنس‌های داخلی و خارجی اصلی‌ترین قسمت تشکیل‌دهنده بلبرینگها هستند. این قسمت‌ها معمولاً از فولاد آلیاژی با خلوص بالا ساخته می‌شوند و وظیفه نگه‌داری ساچمه‌ها در مکان مناسب و فراهم کردن سطحی برای چرخش ساچمه‌ها دارند. در برخی موارد، برای کاهش وزن، کنس‌های پلاستیکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما 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 در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم
بلبرینگ شیار عمیق :
بلبرینگ شیار عمیق از جمله پرکاربردترین نوع بلبرینگ می‌باشد. وجود یک شیار عمیق دایره‌ای شکل در هر رینگ با اندازه شعاع مساوی با شعاع ساچمه استفاده شده، 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. در بلبرینگ شیار عمیق، از طریق پرس کاری ورق های فولادی و برنجی، قفسه های (کیج) دو تکه ساخته می شوند و نیمه های کیج از طریق پرچ به هم متصل می شوند. در بلبرینگ شیار عمیق بسته به کاربرد ممکن است از قفسه های پلاستیکی نیز استفاده شود. بلبرینگ شیار عمیق در سه نوع یک ردیفه، دو ردیفه و سیار از جنس فولاد ضد زنگ وجود دارد. لازم به ذکر است که در بلبرینگ شیار عمیق امکان گریس کاری مجدد وجود ندارد. بلبرینگ های شیار عمیق در ماشین الات ساختمانی، خودروسازی، کشاورزی و … بسیار پرکاربردتر هستند.
بلبرینگ تماس زاویه ای :
ساختار بلبرینگ تماس زاویه ای تقریباً مانند بلبرینگ شیاری است و تنها تفاوت آن ها رینگ داخلی و خارجی و حرکت زاویه ای بین رینگ ها 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. بیشترین کاربرد بلبرینگ تماس زاویه ای در گیربکس خودرو است. علاوه بر این از این نوع محصول در دستگاه تراش CNC ، فرز دور بالا ، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی که همزمان به دور و قدرت بالا نیاز دارند، نیز کاربرد داشته و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بلبرینگ خود تنظیم :
یکی دیگر از انواع بلبرینگها با قابلیت تنظیم شدن خودکار، بلبرینگ‌های خود تنظیم است که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. این بلبرینگ ها یک حلقه بیرونی مشترک به همراه دو ردیف ساچمه دارند. این محصول هنگام ایجاد انحراف به وجود آمده در شفت بلبرینگ، به دلیل وجود انحنا در شیار ساچمه می‌تواند به‌صورت خودکار تنظیمات لازم را اجرا کند. این بلبرینگ ها در ماشین آلات کشاورزی ، نوار نقاله ها و تجهیزاتی که ممکن است پس از مدتی تغییر زاویه دهند و منحرف شوند، کاربرد دارند.
بلبرینگ سرامیکی :
بلبرینگ سرامیکی کامل یکی از رایج‌ترین بلبرینگ‌های تولیدشده و مورد استفاده در صنایع مختلف است. این نوع از بلبرینگ ها که از جنس سرامیک های محکمی مثل زیرکونیا یا نیترید سیلیکون هستند. 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 به دلیل جنس سرامیکی که دارند، عایق الکتریسیته و مقاوم در برابر خوردگی، سایش و دمای بالا هستند. هم چنین آن ها می توانند با هزینه تولید کمتر و وزن سبک تر، طول عمر مفید بیشتری را هم داشته باشند. به همین دلیل بیشترین کاربرد را در صنایعی مانند هوافضا، تولید موتورسیکلت و خودروهای مسابقه‌ای و موتورهای برق صنعتی دارد.
بلبرینگ هیبرید سرامیکی :
جنس بدنه بلبرینگ های هیبریدی فولادی است و ساچمه های آن از جنس سرامیک است. این بلبرینگ ها در تجهیزات و ماشین آلاتی که نیازمند سرعت بالا، سایش کم و طول عمر بیشتر هستند، کاربرد بیشتری دارند. میزان سختی ساچمه های سرامیکی نسبت به فولاد بیشتر است و به دلیل اینکه چرخش سریع تری نسبت به ساچمه های فولادی دارند، اصطکاک کمتری در حرکت بلبرینگ ایجاد می شود. 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. بیشترین کاربرد این محصول در صنعت هوافضا، موتورهای الکتریکی، وسایل نقلیه مسابقه‌ای، تجهیزات آزمایشگاهی و … است. در واقع در تمامی مواردی که نیاز به سرعت بالا، اصطکاک کمتر و طول عمر بیشتر است این نوع بلبرینگ بهترین انتخاب است.
بلبرینگ کف گرد :
بلبرینگ‌های کف گرد دارای ظرفیت بالایی برای تحمل بار محوری می‌باشد. این محصول برای تحمل بارهای شعاعی چندان مناسب نیست. این نوع بلبرینگ به دو دسته یک طرفه و دو طرفه تقسیم بندی می‌شود. نوع یک طرفه آن بر خلاف نوع دو طرفه که نیروی محوری از بالا و پایین را تحمل می کند، تنها می‌تواند نیروی محوری از یک سمت را تحمل کند. از آنجایی که این محصول از فولاد ساخته می‌شود ، از کیفیت و مقاومت بسیار بالایی برخوردار می‌باشند. همچنین در نصب آنها نیز باید از بهترین گریس‌ها استفاده گردد تا دوام بیشتر و بهتری داشته باشند.
انواع بلبرینگ از نظر کشور سازنده
دسته‌بندی دیگر بلبرینگها بر اساس کشور تولیدکننده آنها انجام می‌شود. بیشتر بلبرینگ‌هایی که در بازار امروز ایران وجود دارند، در کشورهای آلمان، چین و ژاپن تولید می‌شوند. بلبرینگ در این کشورها با برندهای ، INA، SKF، FAG و Stieber در آلمان ، KG، FYH و ASAHI در چین و NACHI، NTN، KOYO و NSK در ژاپن عرضه می‌شوند.
کاربرد بلبرینگ :
بلبرینگها کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند از جمله :
صنعت خودروسازی:
از این قطعه‌ها در بخش‌های مختلف خودرو مانند چرخ‌ها، موتور، گیربکس و دستگاه تعلیق استفاده می‌شود تا حرکت روان و کاهش اصطکاک را فراهم کنند.
ماشین‌آلات صنعتی:
این محصولات در انواع ماشین‌آلات صنعتی، از جمله ماشین‌های تراش، فرز، و پرس‌ها نقش مهمی در کاهش اصطکاک و افزایش دقت حرکت دارند.
تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی:
در دستگاه‌های دوربین، رایانه‌ها، دستگاه‌های پرینتر، دستگاه‌های جوش، ربات‌ها و سیستم‌های اتوماسیون، در دستگاه‌های الکترونیکی مانند فن‌های خنک‌کننده، هارد دیسک‌ها و دیسک‌های نوری برای حرکت دقیق و کم‌صدا استفاده می‌شود. همچنین این ابزار برای جابجایی قطعات مکانیکی و کاهش اصطکاک به کار می‌روند
صنعت هوافضا:
بلبرینگ‌های با‌دقت بالا و مقاومت بالا در برابر حرارت در موتورهای هواپیما، توربین‌ها و تجهیزات فضایی به کار می‌روند.
تجهیزات پزشکی:
در دستگاه‌های پزشکی مانند اسکنرهای MRI، تجهیزات دندانپزشکی و پمپ‌های قلب، از این قطعه برای عملکرد دقیق و قابل‌اعتماد استفاده می‌شود.
صنعت کشاورزی: در ماشین‌آلات کشاورزی مانند تراکتورها، کمباین‌ها و پمپ‌های آب، از این قطعه برای کاهش اصطکاک و افزایش کارایی استفاده می‌گردد.
سخن ایران ابزار
برای انتخاب بهترین و با کیفیت‌ترین بلبرینگ ، متناسب با نیاز خود می‌توانید از مشاوره فروشگاه اینترنتی ایران ابزار استفاده کنید و با اطمینان‌خاطر به تهیه بلبرینگ اقدام نمایید.