بلبرینگ (Ballbearing)

مطابق شکل 1، بخش داخلی بلبرینگ بر روی محور (شفت) نصب می‌گردد و بخش بیرونی آن در داخل پوسته ماشین یا دستگاه موردنظر قرار می‌گیرد. این ساختار مهندسی، ضمن کنترل دقیق لقی شعاعی محور، نیروی اصطکاک را به حداقل ممکن می‌رساند تا دوران به سهولت انجام شود.

شناخت دقیق اجزای بلبرینگ و تفاوت عملکردی رینگ‌ها و ساچمه‌ها، اولین قدم برای انتخاب صحیح قطعه در کاربردهای مختلف است؛ از قطعات حساس صنعتی گرفته تا مشاهده عکس بلبرینگ ماشین برای تعویض قطعات خودرویی، درک این مکانیزم برای هر تکنسینی ضروری است.[/vc_column_text]

شکل 1- نحوه نصب‌بلبرینگ روی محور

آشنایی با اجزای بلبرینگ؛ قطعات داخلی و نحوه عملکرد

شناخت اجزا اولین قدم است، اما برای سفارش قطعه باید کد فنی آن را بشناسید. برای یادگیری کامل کدهای استاندارد، مقاله نحوه نام‌گذاری بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها را مطالعه کنید.شکل 2، اجزای بلبرینگ را نشان می‌دهد.

1-حلقه یا رینگ داخلی 2-حلقه یا رینگ بیرونی 3-ساچمه 4-قفسه 5-درپوش آببند‌بلبرینگ 6-محل اندازه‌گیری قطر بیرونی‌بلبرینگ 7-محل اندازه‌گیری قطر داخلی‌بلبرینگ 8-شانه رینگ داخلی 9-شانه رینگ بیرونی 10-نشیمنگاه خار حلقوی تثبیت محوری‌بلبرینگ 11-خار حلقوی تثبیت محوری‌بلبرینگ 12-پیشانی رینگ بیرونی 13-محل نصب کاسه‌نمد یا آببند‌بلبرینگ روی رینگ بیرونی 14-مسیر حرکت ساچمه روی رینگ بیرونی 15-مسیر حرکت ساچمه روی رینگ داخلی 16- محل نصب کاسه‌نمد یا آببند‌بلبرینگ روی رینگ داخلی 17-پیشانی رینگ داخلی 18-پخ لبه‌های بیرونی رینگ‌های داخلی و بیرونی 19-قطر متوسط‌بلبرینگ

شکل 2-اجزای بلبرینگ

با توجه به شکل‌های 1 و 2، ملاحظه می‌شود که رینگ داخلی بلبرینگ بر روی سطح بیرونی محور عمدتا به صورت پرسی نصب می‌شود و از اینرو سرعت رینگ داخلی با سرعت محور برابر می‌باشد در حالیکه رینگ بیرونی در داخل پوسته ماشین یا دستگاه به صورت پرسی نصب می‌شود و سرعت رینگ بیرونی برابر با سرعت پوسته ماشین یا دستگاه و صفر می باشد. از طرفی مابین رینگ‌های داخلی و بیرونی تعدادی ساچمه قرار گرفته‌اند که عمدتا غوطه‎‌ور در روغن یا گریس می‌باشند و از اینرو اصطکاک حداقلی بین پوسته ماشین و محور ایجاد می‌شود و بنابراین محور با اصطکاک حداقلی و با راندمان حداکثری می‌تواند به دوران خود ادامه دهد و از آسیب‌های مکانیکی همچون سایش نیز در امان باشد.

• بلبرینگ خودتنظیم (Self-aligning)؛ راه‌حل نهایی برای ناهمراستایی شفت

  در برخی موارد، محور دستگاه‌ها یا ماشین‌ها با بدنه یا پوسته دستگاه و ماشین تراز و هم‌راستا نمی‌شود و بعضا محور در حین کار دچار انحراف زاویه‌ای می‌شود، در این موارد بلبرینگ‌های خودتنظیم بهترین گزینه برای پوشش دادن ‌هم‌راستایی محور می‌باشند و در این حالت از اعمال بارهای ترکیبی که باعث خستگی و تخریب زودهنگام بلبرینگ می شود پیشگیری می‌شود. شکل 11 نوع دو ردیفه خودتنظیم این قطعه را نشان می‌دهد.

شکل 11- بلبرینگ‌دو ردیفه خودتنظیم

همانگونه که در شکل 10 قابل ملاحظه می‌باشد، رینگ بیرونی این نوع بلبرینگ، دارای شیار کروی می‌باشد به نحوی که علاوه بر انحنای محیطی که راهنمای دوران محیطی راحت ساچمه‌ها است دارای انحنایی در راستای پهنای رینگ بیرونی نیز است که این موضوع باعث می‌شود رینگ داخلی به همراه ساچمه‌ها و قفسه بتوانند نسبت به رینگ بیرونی در زاویه دلخواه قرار گیرند.
این موضوع باعث می‌شود امکان تغییرات زاویه محدود محور نسبت به پوسته ماشین یا دستگاه ایجاد شود و از اعمال بار خمشی به محور و بلبرینگ جلوگیری شود و نهایتا دوران محور تسهیل گردد ضمن آنکه طول عمر بلبرینگ نیز افزایش می‌یابد و از داغ شدن بیش از حد آن نیز پیشگیری می‌شود.

راهنمای تخصصی نحوه انتخاب بلبرینگ؛ معیارهای کلیدی برای خرید بهینه

در بخش‌های مختلف ماشین‌آلات، نیاز به شناخت، افزایش آگاهی بررسی، تحلیل عمیق پارامترهای مختلفی به شرح ذیل می‌باشد:

• تحلیل فضای در دسترس؛ انتخاب بر اساس قطر شفت و محفظه

  یکی از مهمترین پارامترهای انتخاب مناسب، فضای موجود به منظور سرویس، باز کردن و نصب کردن بلبرینگ و متعلقات آن می‌باشد به نحوی که با کاهش فضای در دسترس، امکان مانور کاهش یافته و طبیعتا آسیب‌های جدی به بلبرینگ، محور و ماشین وارد می‌گردد.

• نوع و میزان بار؛ تفکیک بارهای شعاعی، محوری و ترکیبی

  نوع بارگذاری(شعاعی، محوری و ترکیبی) میزان بار اعمالی به بلبرینگ، کلیدی‌ترین عامل در انتخاب مناسب می‌باشد به نحوی که عدم رعایت این موضوع باعث کاهش جدی طول عمر قطعه و نهایتا متوقف شدن ماشین‌آلات می‌گردد.

• جبران عدم هم‌راستایی؛ انتخاب بلبرینگ‌های خودتنظیم برای انحراف شفت

  از آنجایی که محورها به طور کلی دارای سه نوع عدم هم‌راستایی موازی، زاویه‌ای و ترکیبی می‌باشند، چنانچه میزان عدم هم‌راستایی محوری که بلبرینگ قرار است بر روی آن نصب گردد در نظر گرفته نشود، بلبرینگ و اجزای آن تحت بارهای خمشی در صفحات مختلف قرار گرفته و باعث می‌شود که اصطکاک داخلی آن افزایش و نهایتا دمای آن افزایش و در اثر اعمال نیروهای ضربه‌ای سایش در آن شروع گردد که منجر به کاهش جدی طول عمر آن می‌شود

• کلاس دقت و تلرانس؛ انتخاب بر اساس حساسیت عملکردی دستگاه

  بلبرینگ‌های با لقی کمتر و دقت بالاتر طبیعتا دارای قیمت بالایی می‌باشند و نصب آنها در موقعیت‌های معمولی علاوه بر افزایش هزینه منجر به کاهش طول عمر آنها نیز می‌گردد، لذا حتما باید در فرآیند انتخاب، دقت ابعادی موجود را با دقت ابعادی موردنیاز هماهنگ کرد.

• سرعت دوران (RPM)؛ محدودیت‌های سرعت در بلبرینگ و رولبرینگ

  با افزایش دور محور، طبیعتا میزان تولید حرارت توسط بلبرینگ نیز افزایش می‌یابد که منجر به انبساط اجزای آن می‌گردد و نهایتا طول عمر آن را کاهش می‌دهد. از اینرو هنگام انتخاب مناسب باید به تعداد دوران محور در دقیقه توجه کافی داشت به نحوی که با افزایش دور محور، باید از بلبرینگ‌های با دقت بالا استفاده کرد.

• لرزش و صدا؛ انتخاب کدهای سری CM برای موتورهای الکتریکی بی‌صدا

  با توجه به جایگاه استفاده از بلبرینگ، انتظار و توقع تولید صدا از آن نیز دستخوش تغییر می‌شود. به طور مثال قطعا انتظار می‌رود که بلبرینگ یک ماشین جاروبرقی یا لباسشویی حداقل صدا را تولید کند در حالیکه تولید صدای بلبرینگ‌های آسیاب کارخانه سیمان حائز اهمیت جدی نمی‌باشد چرا که محوطه آسیاب سیمان حاوی سروصداهای بسیار زیاد می‌باشد و صدای بلبرینگ در آن صداها به صورت کامل محو و نابود می‌شود. لذا حین انتخاب باید به این نکته مهم به صورت جدی توجه داشت تا در چه موقعیتی از نوع مناسب آن استفاده گردد.

• سختی و صلبیت اجزا؛ افزایش پایداری در بارهای سنگین

  میزان تغییرشکل اجزای تحت بار بسیار حائز اهمیت می‌باشد به نحوی که در صورت تغییرشکل بیش از حد اجزا، مشکلات عمده‌ای برای بلبرینگ، محور و نهایتا ماشین‌آلات ایجاد می‌شود. بدین منظور بعضا بلبرینگ‌ها را با پیش‌بار مشخصی نصب و در محل خود سفت می‌کنند تا میزان سختی بلبرینگ افزایش یافته و میزان انعطاف‌پذیری آن تحت بار کاهش یابد.

• جابه‌جایی و حرکت محوری؛ مدیریت انبساط حرارتی شفت

  سوال اصلی اینجاست که میزان حرکت محوری محورها به دلیل انبساط حرارتی یا نیروهای محوری چگونه باید کنترل شود. لذا هنگام انتخاب، باید به میزان و نحوه حرکت محوری محور، توجه داشت و متناسب با میزان نیرو و جابجایی محوری، قطعه مناسب را انتخاب کرد.

• سهولت در نصب و پیاده‌سازی؛ بررسی سوراخ‌های استوانه‌ای و مخروطی

  از آنجایی که باز کردن و بستن بلبرینگ‎‌ها عمدتا نیاز به ابزارهای خاص و دقیق دارد لذا نحوه و تعداد دفعات باز و بست، پارامتری مهم برای انتخاب می‌باشد.

• سیستم آب‌بندی؛ محافظت در برابر گردوغبار و نشت روانکار

  با توجه به محیطی که بلبرینگ قرار است در آن محیط کار کند باید بلبرینگ به آببند خاص آن شرایط انتخاب کرد. به طور مثال اگر بلبرینگی قرار است در شرایط اسیدی کار کند حتما باید آببند آن به نحوی باشد که از نفوذ اسید و بخارات آن به داخل قطعه جلوگیری کند تا افزایش طول عمر آن را به دنبال داشته باشد. نصب اشتباه یا عدم روانکاری صحیح، عامل ۸۰٪ خرابی‌های زودهنگام است. آموزش تصویری و گام‌به‌گام سرویس قطعات را در مقاله نحوه نگهداری و باز و بستن بلبرینگ دنبال کنید.