رولبرینگ چیست؟ انواع، اجزا و کاربرد رولبرینگ در خودرو و صنعت

با توجه به شکل‌های 1 و 5، ملاحظه می‌شود که رینگ داخلی رولبرینگ خودرو 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 غلتک استوانه‌ای یا مخروطی 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 می تواند به دوران خود ادامه دهد و از آسیب‌های مکانیکی همچون سایش نیز در امان باشد.

انواع رولبرینگ خودرو؛ از مدل‌های چرخ تا گیربکس و دیفرانسیل

دسته‌بندی‎‌های مختلفی برای رولبرینگ‌ها توسط شرکت‌های سازنده رولبرینگ ارائه شده است که در ذیل به تشریح آن پرداخته می‌شود.

• رولبرینگ استوانه‌ای تک ردیفه؛ تحمل بارهای شعاعی در گیربکس خودرو

این نوع رولبرینگ‌ها در واقع ساده‌ترین نوع رولبرینگ  خودرو می باشند که عمدتا برای تحمل بارهای شعاعی تولید و عرضه می‌شوند. شکل 6 نوعی رولبرینگ ساده را نشان می‌دهد. این رولبرینگ بدون درپوش می‌باشد و بنابراین حین عملکرد نمی‌تواند روغن و گریس را در فضای بین رینگ داخلی و بیرونی حفظ کند و نیاز است که به طور دائم در محیطی آغشته به روغن یا گریس به کار ادامه دهد.

شکل 6-رولبر ینگ ساده

مطابق شکل 7، از قفسه‌ای در رولبرینگ‌ها استفاده می‌شود که باعث می‌شود، غلتک‌ها را در فاصله ایمن نسبت به یکدیگر قرار دهد تا حین کارکرد، ساچمه‌ها به یکدیگر برخورد نکرده و تولید صدا و اصطکاک نکند.

قفسه فولادی پرسی    قفسه پلی‌آمید و فایبرگلسی      قفسه برنجی دوپارچه      قفسه برنجی یکپارچه
شکل 7-انواع قفسه نگهدارنده غلتک‌ها

به منظور افزایش بهره‎‌وری رولبرینگ‌ها و طول عمر آنها، مطابق شکل 8 از دو درپوش در طرفین آنها استفاده می‌شود. وجود این درپوش‌ها باعث می شود که ضمن پیشگیری از نفوذ گرد و خاک، رطوبت و ناخالصی به منطقه اصلی بلبرینگ، از خروج گریس روانکار بلبرینگ هم پیشگیری شود.

شکل 8- رولبر ینگ درپوش‌دار

ریل راهنمای غلتک‌ها که به صورت شیاری داخل رینگ داخلی یا رینگ خارجی ایجاد شده است دارای لبه‌ای می‌باشد که این لبه مطابق شکل 9 دارای شیبی می‌باشد که تماس سطحی را به تماس خطی تبدیل کند و حداقل نیروی اصطکاک بین لبه ریل و غتلک‌ها ایجاد شود.

شکل 9-لبه شیبدار ریل راهنمای غلتک‌ها به منظور کاهش نیروی اصطکاک

شکل 10، انواع ریل‌های غلتک‌ها که براساس دستورالعمل شرکت SKF دسته‌بندی شده است را نشان می‌دهد.

شکل 10-انواع ریل‌های غلتک‌ها، نامگذاری شده توسط شرکت SKF

• رولبرینگ با غلتک کامل (Full Complement)؛ حداکثر ظرفیت تحمل بار

در مواردی که انتظار تحمل نیروهای شعاعی زیاد و سنگین با دور پایین وجود دارد از رولبرینگ ساده با غلتک کامل استفاده می‌شود. شکل 11 دو نوع از این روبلبرینگ را نشان می‌دهد. همانگونه که ملاحظه می‌شود، فضای مابین رینگ‌های داخلی و بیرونی توسط غلتک به صورت کامل پر شده است و طبیعتا برخورد غلتک‌ها حین کارکرد رولبرینگ خودرو ایجاد خواهد شد و به همین دلیل این نوع رولبرینگ برای دورهای بالا توصیه نمی‌شود.

رولبر ینگ ساده غلتک کامل نوع NCF         رولبر ینگ ساده غلتک کامل نوع NJG
شکل 11-انواع رولبرینگ ساده با غلتک کامل

• رولبرینگ دو ردیفه؛ پایداری بالا در محورهای تحت فشار سنگین

این نوع رولبرینگ‌ها مطابق شکل 12 در 4 گروه مختلف تولید و عرضه می‌شوند و مناسب برای تحمل بارهای بسیار زیاد و دور کم می‌باشند.

نوع NNCL             نوع NNCF             نوع NNC             نوع NNF
شکل 12-انواع رولبر ینگ دو ردیفه با غلتک کامل

لازم به توضیح است که مطابق شکل 13، رولبرینگ‌های ساده چند ردیفه نیز وجود دارد که با توجه به نیاز می‌توان از آنها استفاده کرد.

شکل 13-رولبر ینگ ساده چند ردیفه

• رولبرینگ مخروطی تک‌ردیفه (Tapered)؛ قطعه استراتژیک در چرخ خودرو

رولبرینگ‌های مخروطی تک‌ردیفه، ساده‌ترین نوع رولبرینگ‌های مخروطی هستند که علاوه بر تحمل نیروهای شعاعی، قابلیت تحمل مقادیر زیاد نیروی محوری هم دارند و برای تحمل نیروهای ترکیبی متوسط به بالا با میزان دوران متوسط و بالا توصیه می شوند. شکل 14 این نوع رولبرینگ خودرو را نشان می‌دهد.

شکل 14- رولبر ینگ مخروطی تک‌ردیفه

• رولبرینگ مخروطی جفت شده؛ تحمل بارهای محوری دوطرفه

برای افزایش قابلیت تحمل نیروهای شعاعی و محوری، می‌توان مطابق شکل 15 از ترکیب‌های مختلف یک جفت رولبرینگ مخروطی تک‌ردیفه استفاده کرد که نیروهای شعاعی و محوری به صورت مساوی توسط هر دو رولبرینگ خودرو تحمل می‌شود.

جفتی ساده          پشت به پشت            رو به رو
شکل 15-ترکیب‌های مختلف رولبر ینگ مخروطی تک‌ردیفه جفتی

در ترکیب رو به رو، قابلیت تحول نیروی شعاعی افزایش یافته و قابلیت تحمل نیروی محوری در هر دو جهت نیز وجود دارد ولی به دلیل همگرا شدن نقاط تمرکز نیرو در نزدیکی محل اتصال دو رولبرینگ، قابلیت تحمل گشتاورهای خمشی توسط این ترکیب کاهش می‌یابد. در حالیکه در ترکیب پشت به پشت که خصوصیات ترکیب رو به رو را دارا می‌باشد ولی به دلیل واگرا بودن نقاط تمرکز نیرو به دو سمت، قابلیت تحمل گشتاور خمشی در آن افزایش می‌یابد. در حالت جفتی ساده قابلیت تحمل نیروهای شعاعی افزایش می‌یابد ولی قابلیت تحمل نیروهای محوری فقط در یک جهت وجود خواهد داشت و باید برای تحمل نیروی محوری در جهت عکس از روشی دیگر استفاده کرد.

• رولبرینگ خودتنظیم؛ راه‌حل انحراف شفت در ماشین‌آلات سنگین

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 می شود، در این موارد رولبرینگ‌های کروی یا خودتنظیم با قابلیت تحمل نیروهای شعاعی و محوری، بهترین گزینه برای پوشش دادن ‌هم‌راستایی محور می‌باشند و طول عمر محور، رولبرینگ و دستگاه افزایش می‌یابد.
شکل 16 نوعی از رولبرینگ  خودرو دو ردیفه خودتنظیم را نشان می‌دهد.

شکل 16- رولبر ینگ دوردیفه کروی یا خودتنظیم

همانگونه که در شکل 16 قابل ملاحظه می باشد، رینگ بیرونی این نوع رولبرینگ دارای شیار کروی می باشد به نحوی که علاوه بر انحنای محیطی که راهنمای دوران راحت غلتک‌ها می‌باشد دارای انحنایی در راستای پهنای رینگ بیرونی نیز می‌باشد که این موضوع باعث می‌شود که رینگ داخلی به همراه غلتک‌ها و قفسه بتوانند نسبت به رینگ بیرونی در زاویه دلخواه قرار گیرند و بنابراین اجازه تغییرات زاویه محدود محور نسبت به پوسته ماشین یا دستگاه را بدهند و نهایتا دوران محور تسهیل می‌گردد ضمن آنکه طول عمر رولبرینگ خودرو نیز افزایش می‌یابد و از داغ شدن بیش از حد آن نیز پیشگیری می‌شود.

• رولبرینگ بشکه‌ای؛ عملکرد ایده‌آل در شرایط نوسانی و لرزش بالا

این نوع رولبرینگ که در واقع نوع ساده رولبرینگ کروی یا خودتنظیم می‌باشد در شکل 17 قابل ملاحظه می‌باشد که برای تحمل بارهای سنگین با قابلیت تنظیم زاویه توصیه می‌شود و قابلیت کاهش ارتعاشات نیز دارد.

شکل 17- رولبر ینگ با غلتک بشکه‌ای

هر یک از این مدل‌های رولبرینگ (مانند سری‌های ۳۰، ۳۱ و ۳۲ در مدل‌های مخروطی) دارای کدهای اختصاصی هستند که ابعاد و مشخصات فنی آن‌ها را تعیین می‌کند. برای اینکه بدانید هر عدد روی بدنه رولبرینگ چه معنایی دارد، مقاله تفسیر شماره فنی و نام‌گذاری رولبرینگ‌ها را بخوانید.

راهنمای انتخاب رولبرینگ خودرو؛ معیارهای فنی و استانداردهای خرید

انتخاب صحیح رولبرینگ برای خودرو یا تجهیزات صنعتی، مستلزم بررسی دقیق پارامترهایی نظیر میزان بار، سرعت دوران و فضای در دسترس است. از آنجایی که اصول مهندسی در نحوه انتخاب رولبرینگ شباهت بسیار زیادی به بلبرینگ‌ها دارد، ما چک‌لیست کامل این معیارها را در مقاله اصلی منتشر کرده‌ایم. برای مشاهده جدول مقایسه‌ای و پارامترهای انتخاب، حتماً مقاله مرجع راهنمای جامع بلبرینگ را مطالعه کنید تا با دقت ۱۰۰٪ قطعه موردنظر خود را خریداری نمایید.

طول عمر رولبرینگ خودرو به شدت به نصب اصولی و روانکاری صحیح وابسته است. برای یادگیری مراحل عملی جا زدن و درآوردن این قطعات بدون آسیب به محور، به راهنمای نحوه نگهداری و باز و بستن بلبرینگ و رولبرینگ مراجعه کنید.