بلبرینگ
نوعی بلبرینگ است که از توپ برای حفظ فاصله بین نژادهای بلبرینگ استفاده می کند.
هدف یک بلبرینگ کاهش اصطکاک چرخشی و تحمل بارهای شعاعی و محوری است. این امر با استفاده از حداقل دو مسابقه برای نگه داشتن توپ ها و انتقال بارها از طریق توپ ها به این هدف می رسد. در بیشتر برنامه ها ، یک مسابقه ثابت است و مسابقه دیگر به مجموعه چرخان وصل می شود (به عنوان مثال ، یک توپی یا شفت). با چرخش یکی از مسابقات بلبرینگ باعث چرخش توپ ها نیز می شود. از آنجایی که توپها در حال چرخش هستند ، ضریب اصطکاک بسیار کمتری نسبت به زمانی که دو سطح صاف به یکدیگر می لغزند ، دارند.
به دلیل مساحت تماس کوچکتر بین توپ ها و مسابقات ، ظرفیت باربری بلبرینگ نسبت به سایر انواع یاتاقان های نورد دارای اندازه کمتری است. با این حال ، آنها می توانند برخی ناهماهنگی نژادهای داخلی و خارجی را تحمل کنند.
تاریخچه:
اگرچه بلبرینگ ها از زمان های قدیم توسعه یافته بودند ، اما اولین ثبت اختراع ثبت شده در مورد بلبرینگ به فیلیپ وان ، مخترع و آهنگر ولزی تعلق گرفت که اولین طرح را برای یک بلبرینگ در کارمارتن در ۱۷۹۴ ایجاد کرد. او اولین بلبرینگ مدرن بود. طراحی ، با توپ در امتداد شیار در مجموعه محور.
ژول سوریرای ، مکانیک دوچرخه سواری پاریس ، اولین بلبرینگ به سبک شعاعی را در سال ۱۸۶۹ طراحی کرد ،که سپس بر روی دوچرخه برنده ای که توسط جیمز مور در اولین مسابقه جاده دوچرخه سواری جهان ، پاریس-روئن ، در نوامبر ۱۸۶۹ ، سوار شد ، نصب شد.
طرح های رایج:
چندین طرح متداول از بلبرینگ وجود دارد که هر کدام عملکردهای متفاوتی را ارائه می دهند. آنها را می توان از مواد مختلفی تهیه کرد ، از جمله: فولاد ضد زنگ ، فولاد کروم و سرامیک (نیترید سیلیکون (Si3N4)). بلبرینگ ترکیبی یک بلبرینگ با توپ های سرامیکی و نژادهای فلزی است.
تماس زاویه ای:
یک بلبرینگ زاویه ای تماس از مسابقات نامتقارن محوری استفاده می کند. یک بار محوری در یک خط مستقیم از یاتاقان عبور می کند ، در حالی که یک بار شعاعی یک مسیر مورب را طی می کند که برای جداسازی نژادها به صورت محوری عمل می کند. بنابراین زاویه تماس در نژاد داخلی با زاویه بیرونی یکسان است. یاتاقان های تماس زاویه ای بارهای ترکیبی (بارگذاری در دو جهت شعاعی و محوری) و زاویه تماس یاتاقان را باید با نسبت نسبی هریک تطبیق دهند. هرچه زاویه تماس (معمولاً در محدوده ۱۰ تا ۴۵ درجه) بیشتر باشد ، بار محوری بیشتر پشتیبانی می شود ، اما بار شعاعی کمتر است. در کاربردهای با سرعت بالا ، مانند توربین ها ، موتورهای جت و تجهیزات دندانپزشکی ، نیروهای گریز از مرکز تولید شده توسط توپ ها ، زاویه تماس را در مسابقه داخلی و خارجی تغییر می دهد. سرامیک هایی مانند نیترید سیلیکون به دلیل چگالی کم (۴۰ درصد فولاد) در حال حاضر به طور مرتب در چنین مواردی استفاده می شود. این مواد نیروی گریز از مرکز را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند و در محیط های با دمای بالا به خوبی عمل می کنند. آنها همچنین تمایل به پوشیدن فولاد دارند – نه اینکه مانند شیشه یا پرسلن خرد شوند یا خرد شوند.
اکثر دوچرخه ها از بلبرینگ های تماس زاویه ای در هدست استفاده می کنند زیرا نیروهای وارد بر این بلبرینگ ها در دو جهت شعاعی و محوری هستند.
محوری:
یک بلبرینگ محوری یا رانشی از مسابقات دو طرفه استفاده می کند. بار محوری مستقیماً از طریق بلبرینگ منتقل می شود ، در حالی که بار شعاعی ضعیف پشتیبانی می شود و تمایل دارد مسابقات را از هم جدا کند ، به طوری که بار شعاعی بزرگتر احتمالاً به بلبرینگ آسیب می رساند.
شیار عمیق:
در یاتاقان شعاعی با شیار عمیق ، ابعاد مسابقه نزدیک به ابعاد توپ هایی است که در آن اجرا می شوند. بلبرینگ های شیار عمیق بارهای بیشتری را نسبت به شیار کم عمق تر تحمل می کنند. مانند یاتاقان های تماس زاویه ای ، یاتاقان های شیار عمیق بارهای شعاعی و محوری را تحمل می کنند ، اما بدون انتخاب زاویه تماس اجازه انتخاب نسبت نسبی این ظرفیت ها را می دهد.
جفت های از پیش بارگذاری شده
انواع اصلی یاتاقان های فوق معمولاً در روشی از جفت های از پیش بارگذاری شده استفاده می شوند ، که در آن دو یاتاقان جداگانه به طور محکم در امتداد یک محور چرخشی محکم می شوند تا رو به روی یکدیگر قرار گیرند. این امر با برداشتن (پیش بارگذاری) فاصله اندک لازم بین توپ های بلبرینگ و مسابقه ها ، دوام محوری را بهبود می بخشد. جفت شدن همچنین مزیت توزیع یکنواخت بارها را دارد و تقریباً ظرفیت کل بار را در مقایسه با یک یاتاقان تک برابر می کند. یاتاقان های تماس زاویه ای تقریباً همیشه در جفت های مخالف استفاده می شوند: طراحی نامتقارن هر یاتاقان بارهای محوری را فقط در یک جهت تحمل می کند ، بنابراین اگر برنامه از هر دو جهت پشتیبانی می خواهد ، به یک جفت مخالف نیاز است. نیروی پیش بارگذاری باید با دقت طراحی و مونتاژ شود ، زیرا از ظرفیت نیروی محوری یاتاقان ها کسر می کند و در صورت اعمال بیش از حد می تواند به یاتاقان ها آسیب برساند. مکانیزم جفت شدن ممکن است به سادگی یاطاقان ها را مستقیماً روی هم قرار دهد ، یا آنها را با ویژگی لبه ، بوش یا شفت جدا کند.
انواع ساختمان بلبرینگ:
کنراد
نام بلبرینگ به سبک کنراد برگرفته از مخترع آن ، روبرت کنراد است که در سال ۱۹۰۳ حق ثبت ۱۲۲۰۶ انگلستان و در سال ۱۹۰۶ حق ثبت اختراع ایالات متحده ۸۲۲،۷۲۳ را دریافت کرد. این بلبرینگ ها با قرار دادن حلقه داخلی در موقعیت غیر عادی نسبت به حلقه بیرونی مونتاژ می شوند. دو حلقه در یک نقطه در تماس هستند و در نتیجه یک فاصله بزرگ در مقابل نقطه تماس ایجاد می شود. توپ ها از طریق شکاف وارد شده و سپس به طور مساوی در اطراف مجموعه بلبرینگ توزیع شده و باعث می شوند که حلقه ها متحدالمرکز شوند. مونتاژ با اتصال قفس به توپ ها برای حفظ موقعیت خود نسبت به یکدیگر تکمیل می شود. بدون قفس ، توپها سرانجام در حین کار از موقعیت خارج می شوند و باعث خرابی بلبرینگ می شوند. قفس بدون بار است و فقط برای حفظ موقعیت توپ عمل می کند.
بلبرینگ های کنراد این مزیت را دارند که می توانند بارهای شعاعی و محوری را تحمل کنند ، اما به دلیل محدودیت تعداد توپ هایی که می توانند در مجموعه بلبرینگ بارگیری شوند ، از بار کمتری برخوردارند. احتمالاً آشنا ترین بلبرینگ صنعتی سبک کنراد با شیار عمیق است. بلبرینگ در بیشتر صنایع مکانیکی استفاده می شود.
پر کردن شکاف:
در یاتاقان شعاعی پر از شکاف ، نژادهای داخلی و خارجی بر روی یک صفحه قرار می گیرند تا هنگامی که بریدگی ها تراز شوند ، توپ ها را می توان در شکاف حاصله لغزید تا بلبرینگ را جمع کند. یاتاقان پر از شکاف این مزیت را دارد که می توان توپ های بیشتری را مونتاژ کرد (حتی اجازه طراحی کامل مکمل را داد) ، در نتیجه ظرفیت بار شعاعی بالاتری نسبت به بلبرینگ کنراد با ابعاد و نوع یکسان دارد. با این حال ، یاتاقان پر از شکاف نمی تواند بار محوری قابل توجهی را حمل کند و شکاف ها باعث ناپیوستگی در مسابقات می شود که می تواند تأثیر کمی اما منفی بر قدرت داشته باشد.
بلبرینگ های مسابقه ای:
بلبرینگ های مسابقه ای تسکین یافته همانطور که از نام آن مشخص است با کاهش OD حلقه داخلی در یک طرف یا افزایش ID حلقه بیرونی در یک طرف “تسکین” می یابد. این اجازه می دهد تا تعداد بیشتری از توپ ها در داخل یا خارج مسابقه جمع شوند و سپس بر روی برجسته فشار دهید. گاهی حلقه خارجی گرم می شود تا مونتاژ را تسهیل کند. مانند ساختمان پر از شکاف ، ساختن مسابقه بدون نیاز به تعداد بیشتری توپ نسبت به ساختمان Conrad ، تا حداکثر و شامل مکمل کامل ، و شمارش توپ اضافی ظرفیت بار اضافی را می دهد. با این حال ، یاتاقان مسابقه تخلیه شده فقط می تواند بارهای محوری قابل توجهی را در یک جهت (“دور از” مسابقه تسکین یافته) تحمل کند.
نژاد شکسته:
روش دیگر برای قرار دادن توپ های بیشتر در یک بلبرینگ شعاعی عبارت است از “شکستگی” (برش) شعاعی یکی از حلقه ها در تمام طول ، بارگذاری توپ ها ، مونتاژ مجدد قسمت شکسته و سپس استفاده از یک جفت نوار فولادی برای قسمتهای حلقه شکسته را در یک راستا در کنار هم نگه دارید. باز هم ، این اجازه می دهد تا توپ های بیشتری ، از جمله مکمل توپ کامل ، با این حال بر خلاف هر دو شکاف پر شده یا سازه های مسابقه تسکین یافته ، می تواند بار محوری قابل توجهی را در هر جهت پشتیبانی کند.
ردیف ها:
دو طرح ردیف وجود دارد: یاتاقان تک ردیف و یاطاقان دو ردیف. اکثر بلبرینگ ها یک ردیف هستند ، به این معنی که یک ردیف توپ بلبرینگ وجود دارد. این طرح با بارهای شعاعی و رانشی کار می کند.
طرح دو ردیف دارای دو ردیف توپ بلبرینگ است. مزایای یاتاقان های دو ردیف در مقایسه با تک ردیف شامل این است که آنها می توانند بارهای شعاعی و محوری را در هر دو جهت تحمل کنند. بلبرینگ های تماس زاویه ای دو ردیف دارای یک شیب تند هستند ، که همچنین می تواند اثرات کج را تحمل کند. از دیگر مزایای بلبرینگ های دو ردیف می توان به سفتی و فشردگی آنها اشاره کرد. نقطه ضعف آنها این است که آنها نسبت به بلبرینگ های تک ردیف به تراز بیشتری نیاز دارند.
فلنج:
یاطاقان با فلنج در حلقه بیرونی موقعیت محوری را ساده می کند. محفظه برای چنین یاتاقانها می تواند شامل یک سوراخ با قطر یکنواخت باشد ، اما سطح ورودی محفظه (که ممکن است صورت بیرونی یا داخلی آن باشد) باید به طور طبیعی با محور سوراخ ماشینکاری شود. با این حال ساخت چنین فلنج هایی بسیار گران است. یک مقرون به صرفه تر از حلقه بیرونی بلبرینگ ، با مزایای مشابه ، یک شیار حلقه محکم در هر دو یا دو سر قطر خارجی است. حلقه ضربه ای عملکرد فلنج را بر عهده می گیرد.
قفسها:
قفسها معمولاً برای محکم کردن توپها در یک بلبرینگ به سبک کنراد استفاده می شوند. در انواع دیگر سازه ها ممکن است بسته به شکل قفس ، تعداد توپ ها را کاهش داده و در نتیجه ظرفیت بار را کاهش دهند. بدون قفس ، موقعیت مماسی با لغزش دو سطح محدب بر روی یکدیگر تثبیت می شود. با یک قفس ، موقعیت مماسی با لغزش سطح محدب در سطح مقعر منطبق می شود ، که از فرورفتگی توپ ها جلوگیری می کند و اصطکاک کمتری دارد. غلتک های قفسی توسط جان هریسون در اواسط قرن هجدهم به عنوان بخشی از کار خود در زمینه کرونوگراف اختراع شد.
بلبرینگ های ترکیبی با استفاده از توپ های سرامیکی:
بسته به اندازه و جنس ، توپ های بلبرینگ سرامیکی می توانند تا ۴۰ درصد کمتر از توپ های فولادی وزن داشته باشند. این امر بارگیری و لغزش گریز از مرکز را کاهش می دهد ، بنابراین بلبرینگ های سرامیکی هیبریدی می توانند ۲۰ تا ۴۰ درصد سریعتر از یاتاقان های معمولی کار کنند. این بدان معناست که شیار مسابقه خارجی هنگام چرخش بلبرینگ نیروی کمتری به داخل توپ وارد می کند. این کاهش نیرو مقاومت اصطکاک و نورد را کاهش می دهد. توپ های سبک تر باعث می شود بلبرینگ سریعتر بچرخد و از قدرت کمتری برای حفظ سرعت خود استفاده می کند.
توپ های سرامیکی معمولاً سخت تر از مسابقه هستند. به دلیل سایش ، با گذشت زمان ، آنها یک شیار در مسابقه ایجاد می کنند. این بر پوشیدن توپ ها ترجیح داده می شود که باعث ایجاد لکه های صاف احتمالی در عملکرد آنها می شود.
در حالی که یاتاقان های ترکیبی سرامیکی از توپ های سرامیکی به جای فولاد استفاده می کنند ، آنها با حلقه های داخلی و خارجی فولادی ساخته شده اند. بنابراین نام ترکیبی در حالی که مواد سرامیکی به خودی خود از فولاد قوی تر هستند ، اما سفت تر نیز هستند ، که منجر به افزایش فشار بر روی حلقه ها و در نتیجه کاهش ظرفیت بار می شود. توپ های سرامیکی عایق الکتریکی هستند که در صورت عبور جریان از یاتاقان می توانند از خرابی “قوس” جلوگیری کنند. توپ های سرامیکی همچنین می توانند در محیط هایی که روغن کاری در دسترس نیست (مانند کاربردهای فضایی) مثر باشند.
در برخی از تنظیمات فقط یک پوشش نازک از سرامیک روی یک بلبرینگ فلزی استفاده می شود.
بلبرینگ های کاملا سرامیکی:
این یاتاقان ها از توپ های سرامیکی و مسابقه استفاده می کنند. این یاتاقان ها در برابر خوردگی مقاوم هستند و به ندرت در صورت لزوم به روانکاری نیاز دارند. به دلیل سفتی و سختی توپ ها و مسابقه ، این بلبرینگ ها در سرعت های بالا سر و صدا دارند. سفتی سرامیک باعث می شود این یاتاقان ها شکننده شده و در زیر بار یا ضربه دچار ترک خوردگی شوند. از آنجا که هر دو توپ و مسابقه دارای سختی یکسانی هستند ، سایش می تواند منجر به خراشیدن در سرعت های بالا هم توپ ها و هم مسابقه شود که می تواند باعث ایجاد جرقه شود.
بلبرینگ های خود تراز:
بلبرینگ های خود تراز ، مانند بلبرینگ Wingquist که در تصویر نشان داده شده است ، با حلقه داخلی و مجموعه توپ موجود در یک حلقه بیرونی که دارای یک مسیر کروی است ، ساخته شده اند. این ساختار به یاتاقان اجازه می دهد تا یک انحراف زاویه ای کوچک ناشی از انحراف شفت یا محفظه یا نصب نادرست را تحمل کند. یاتاقان عمدتا در تنظیمات بلبرینگ با شفت های بسیار بلند مانند شفت های انتقال در کارخانه های نساجی استفاده می شد.یکی از اشکالات بلبرینگ های خود تراز ، محدودیت بار است ، زیرا مسیر بیرونی دارای چسبندگی بسیار کم است (شعاع بسیار بزرگتر از شعاع توپ است). این منجر به اختراع غلتک کروی شد که طراحی مشابهی دارد ، اما به جای توپ از غلتک استفاده می کند. یاتاقان رانش غلتکی کروی اختراع دیگری است که از یافته های Wingquist ناشی می شود.
شرایط عملیاتی:
طول عمر
بلبرینگ عنصر نورد failure خرابی بلبرینگ
عمر محاسبه شده برای یاتاقان بر اساس بار حمل شده و سرعت کار آن است. طول عمر استاندارد یاتاقان قابل استفاده در صنعت نسبت معکوس با بار یاتاقان مکعبی دارد.حداکثر بار اسمی یاتاقان ، برای طول عمر ۱ میلیون چرخش است که در ۵۰ هرتز (یعنی ۳۰۰۰ دور در دقیقه) طول عمر ۵٫۵ است. ساعات کاری. ۹۰ درصد بلبرینگ ها از آن نوع حداقل طول عمر دارند و ۵۰ درصد بلبرینگ ها حداقل ۵ برابر طول عمر دارند.
محاسبه استاندارد زندگی صنعت بر اساس کار لوندبرگ و پالمگرن در سال ۱۹۴۷ است. فرمول فرض می کند که عمر با خستگی فلز محدود می شود و توزیع عمر را می توان با توزیع وایبول توصیف کرد. تغییرات زیادی در فرمول وجود دارد که شامل فاکتورهایی برای خواص مواد ، روانکاری و بارگیری است. فاکتورگیری برای بارگیری ممکن است به عنوان یک اعتراف ضمنی تلقی شود که مواد مدرن رابطه متفاوتی را بین بار و عمر نسبت به لوندبرگ و پالمگرن نشان می دهند.
حالت های شکست:
اگر یاتاقان نمی چرخد ، حداکثر بار با نیرویی تعیین می شود که باعث تغییر شکل پلاستیک عناصر یا مسیرهای مسابقه می شود. تورفتگی ناشی از عناصر می تواند تنش ها را متمرکز کرده و ترک هایی در اجزا ایجاد کند. حداکثر بار را برای یاطاقان های چرخان نه چندان آهسته ، حداکثر بار “استاتیک” می نامند.
همچنین اگر یاتاقان در حال چرخش نباشد ، نیروهای نوسان بر روی بلبرینگ می توانند باعث آسیب ضربه ای به رینگ بلبرینگ یا عناصر نورد ، که به برینلینگ معروف است ، شوند. دومین شکل کمتر به نام برینلینگ کاذب در صورتی رخ می دهد که بلبرینگ فقط در یک قوس کوتاه می چرخد و روان کننده را از عناصر نورد به بیرون رانده می کند.
برای یاتاقان دوار ، ظرفیت بار دینامیکی نشان دهنده بار است که یاتاقان تا آن ۱٫۰۰۰٫۰۰۰ چرخه را تحمل می کند.
اگر یاتاقان در حال چرخش است ، اما بار سنگینی را تجربه می کند که کوتاهتر از یک دور طول می کشد ، حداکثر بار استاتیک باید در محاسبات استفاده شود ، زیرا بلبرینگ در طول حداکثر بار نمی چرخد. [۷]
اگر یک گشتاور جانبی به یاتاقان شعاعی شیار عمیق اعمال شود ، یک نیروی ناهموار به شکل بیضی روی حلقه بیرونی توسط عناصر نورد اعمال می شود و در دو ناحیه در طرفهای مقابل حلقه بیرونی متمرکز می شود. اگر حلقه بیرونی به اندازه کافی محکم نباشد یا به طور کافی توسط ساختار نگهدارنده مهار نشده باشد ، حلقه بیرونی از تنش گشتاور جانبی به شکل بیضی در می آید ، تا زمانی که فاصله به اندازه کافی بزرگ شود تا عناصر نورد از آن خارج شوند. سپس حلقه داخلی بیرون می آید و یاتاقان از نظر ساختاری فرو می ریزد.
گشتاور جانبی روی یاتاقان شعاعی همچنین به قفسی که عناصر نورد را در فواصل مساوی نگه می دارد فشار وارد می کند ، زیرا عناصر نورد سعی می کنند همه در محل بالاترین گشتاور جانبی به هم بچرخند. اگر قفس فرو ریزد یا از هم جدا شود ، عناصر نورد با هم جمع می شوند ، حلقه داخلی حمایت خود را از دست می دهد و ممکن است از مرکز خارج شود.
حداکثر بار:
به طور کلی ، حداکثر بار بر روی یک یاطاقان توپ متناسب با قطر بیرونی یاتاقان برابر عرض یاتاقان است (جایی که عرض در جهت محور اندازه گیری می شود).
بلبرینگ ها دارای بارهای ایستا هستند. اینها بر اساس عدم تغییر مقدار معینی از تغییر شکل پلاستیک در مسیر مسابقه است. ممکن است برای برخی از برنامه ها از این رتبه ها مقدار زیادی فراتر رود.
روغن کاری:
برای اینکه بلبرینگ به درستی کار کند ، باید روغن کاری شود. در بیشتر موارد ، روان کننده بر اساس اثر الاستوهیدرودینامیکی (توسط روغن یا گریس) است ، اما کار در دماهای بالا یاطاقان های روان کننده خشک نیز در دسترس است.
برای اینکه یاتاقان عمر اسمی خود را در حداکثر بار اسمی خود داشته باشد ، باید با یک روان کننده (روغن یا گریس) که حداقل حداقل ویسکوزیته دینامیکی را دارد.
(معمولاً با حرف یونانی {\ displaystyle \ nu} \ nu) نشان داده می شود ، روغن کاری شود. برای آن بلبرینگ توصیه می شود.
ویسکوزیته دینامیکی توصیه شده با قطر بلبرینگ نسبت عکس دارد.
ویسکوزیته دینامیکی توصیه شده با فرکانس چرخش کاهش می یابد. به عنوان یک علامت تقریبی: برای کمتر از ۳۰۰۰ دور در دقیقه ، ویسکوزیته توصیه شده با فاکتور ۶ برای کاهش سرعت ۱۰ و برای بیش از ۳۰۰۰ دور در دقیقه ، ویسکوزیته توصیه شده با ضریب ۳ برای افزایش سرعت ۱۰ کاهش می یابد.
برای یاتاقان هایی که متوسط قطر بیرونی بلبرینگ و قطر سوراخ محور ۵۰ میلی متر است و با ۳۰۰۰ دور در دقیقه می چرخد ، ویسکوزیته دینامیکی توصیه شده ۱۲ میلی متر بر ثانیه است.
توجه داشته باشید که ویسکوزیته پویای روغن به شدت با دما تغییر می کند: افزایش دما بین ۵۰-۷۰ درجه سانتی گراد باعث می شود که ویسکوزیته به میزان ۱۰ کاهش یابد.
اگر ویسکوزیته روان کننده بیشتر از حد توصیه شده باشد ، طول عمر بلبرینگ تقریباً متناسب با ریشه مربع ویسکوزیته افزایش می یابد. اگر ویسکوزیته روان کننده کمتر از حد توصیه شده باشد ، طول عمر بلبرینگ کاهش می یابد و بستگی به نوع روغن مورد استفاده دارد. برای روغنهایی با افزودنیهای EP (“فشار شدید”) ، طول عمر متناسب با ریشه مربعی ویسکوزیته پویا است ، همانطور که برای ویسکوزیته بسیار زیاد بود ، در حالی که برای روغنهای معمولی طول عمر متناسب با مربع ویسکوزیته است اگر کمتر ویسکوزیته بیش از حد توصیه شده استفاده می شود.
روانکاری را می توان با گریس انجام داد ، این مزیت هایی دارد که گریس به طور معمول در یاتاقان نگه داشته می شود و روغن روان کننده را در حالی که توسط گلوله ها فشرده می شود آزاد می کند. این یک محافظ برای فلز یاتاقان از محیط ایجاد می کند ، اما معایبی دارد که این گریس باید به صورت دوره ای تعویض شود و حداکثر بار یاتاقان کاهش می یابد (زیرا اگر یاتاقان بیش از حد گرم شود ، گریس ذوب می شود و تحمل آن تمام می شود). زمان بین تعویض گریس با قطر بلبرینگ بسیار کاهش می یابد: برای یاتاقان ۴۰ میلی متری ، گریس باید هر ۵۰۰۰ ساعت کاری تعویض شود ، در حالی که برای یاتاقان ۱۰۰ میلی متری باید هر ۵۰۰ ساعت کاری تعویض شود.
روغن کاری را می توان با روغن انجام داد ، که دارای حداکثر بار بیشتر است ، اما به طریقی برای نگه داشتن روغن در یاتاقان نیاز دارد ، زیرا به طور معمول تمایل دارد روغن آن تمام شود. برای روغن کاری روغن توصیه می شود که در مواردی که روغن از ۵۰ درجه سانتی گراد گرمتر نمی شود ، روغن باید سالی یکبار تعویض شود ، در حالی که برای کاربردهایی که روغن از ۱۰۰ درجه سانتی گراد گرمتر نمی شود ، روغن باید ۴ بار در سال تعویض شود. . برای موتورهای خودرو ، روغن ۱۰۰ درجه سانتی گراد می شود ، اما موتور دارای فیلتر روغن برای حفظ کیفیت روغن است. بنابراین ، روغن معمولاً کمتر از روغن در یاتاقان ها تعویض می شود. [۷]
اگر یاتاقان تحت نوسان استفاده می شود ، باید روغنکاری روغن ترجیح داده شود.اگر روانکاری گریس ضروری است ، ترکیب باید با پارامترهای پیش آمده سازگار شود. در صورت امکان باید از گریس هایی با میزان خونریزی بالا و ویسکوزیته روغن پایه ترجیح داده شود.
جهت بار:
بیشتر یاتاقان ها برای تحمل بارهای عمود بر محور (“بارهای شعاعی”) در نظر گرفته شده اند. این که آیا آنها می توانند بارهای محوری را تحمل کنند ، و اگر چنین است ، چقدر ، بستگی به نوع بلبرینگ دارد. بلبرینگ های رانش (معمولاً در سوسن های تنبل یافت می شوند) به طور خاص برای بارهای محوری طراحی شده اند.
در مورد بلبرینگهای تک ردیفی با شیار عمیق ، اسناد SKF می گوید که حداکثر بار محوری تقریباً ۵۰٪ حداکثر بار شعاعی است ، اما همچنین می گوید که یاطاقان های سبک و/یا “کوچک” می توانند بارهای محوری را که ۲۵٪ از حداکثر بار شعاعی.
برای بلبرینگهای تک ردیفی ، بار محوری می تواند حداکثر ۲ بار بار شعاعی باشد و برای بلبرینگهای مخروطی حداکثر بار محوری بین ۱ تا ۲ برابر حداکثر بار شعاعی است.
اغلب بلبرینگ های سبک کنراد تحت بار محوری کوتاه شدن بیضی تماس را نشان می دهند. این بدان معناست که یا شناسه حلقه بیرونی به اندازه کافی بزرگ است ، یا OD حلقه داخلی به اندازه کافی کوچک است ، به طوری که سطح تماس بین توپ ها و مسیر مسابقه را کاهش می دهد.
در این صورت ، می تواند فشارهای یاتاقان را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و اغلب قوانین کلی را در رابطه با ظرفیت بار شعاعی و محوری باطل می کند. با انواع سازه های دیگر به غیر از کنراد ، می توان شناسه حلقه بیرونی را بیشتر کاهش داد و OD حلقه داخلی را برای جلوگیری از این امر افزایش داد.
اگر بارهای محوری و شعاعی وجود داشته باشد ، می توان آنها را به صورت بردار اضافه کرد ، تا کل بار بر روی بلبرینگ ایجاد شود ، که در ترکیب با حداکثر بار اسمی می توان برای پیش بینی طول عمر استفاده کرد. با این حال ، به منظور پیش بینی صحیح عمر رتبه بلبرینگ ها ، ISO/TS 16281 باید با کمک یک نرم افزار محاسبه استفاده شود.
جلوگیری از بار محوری نامطلوب
قسمتی از یاتاقان که می چرخد (سوراخ محور یا محیط بیرونی) باید ثابت باشد ، در حالی که برای قسمتی که نمی چرخد این امر ضروری نیست (بنابراین می توان اجازه لغزش را داد). اگر یاتاقان به صورت محوری بارگیری شود ، هر دو طرف باید ثابت باشند.
اگر یک محور دو یاتاقان داشته باشد و دما متغیر باشد ، محور کوچک یا منبسط می شود ، بنابراین ثابت نمی ماند که هر دو یاتاقان در هر دو طرف خود ثابت شوند ، زیرا انبساط محور باعث اعمال نیروهای محوری می شود که این بلبرینگ ها را از بین می برد. بنابراین ، حداقل یکی از یاتاقان ها باید قابلیت لغزش داشته باشد.
“تناسب آزادانه کشویی” جایی است که حداقل ۴ میکرون فاصله وجود داشته باشد ، احتمالاً به این دلیل که زبری سطح یک سطح ساخته شده بر روی تراش معمولاً بین ۱٫۶ تا ۳٫۲ میکرومتر است.
مناسب
بلبرینگ ها تنها در صورتی می توانند حداکثر بار خود را تحمل کنند که اندازه قطعات جفت گیری مناسب باشد. تولیدکنندگان بلبرینگ تحمل تناسب شفت و محفظه را ارائه می دهند تا بتوان به این مهم دست یافت. ممکن است جنس و سختی آن نیز مشخص شود.
قطعاتی که اجازه لیز خوردن ندارند به قطرهایی ساخته شده اند که از لغزش جلوگیری می کنند و در نتیجه سطوح جفت گیری را نمی توان بدون نیرو در موقعیت خود قرار داد. برای یاتاقان های کوچک بهتر است این کار را با پرس انجام دهید زیرا ضربه زدن با چکش به یاتاقان و شفت آسیب می رساند ، در حالی که برای بلبرینگ های بزرگ نیروهای لازم آنقدر زیاد است که جایگزینی برای گرم کردن یک قسمت قبل از نصب وجود ندارد ، به طوری که انبساط حرارتی اجازه موقت می دهد. کشویی مناسب.
اجتناب از بارهای پیچشی:
اگر یک شفت توسط دو یاتاقان پشتیبانی می شود و خطوط مرکزی چرخش این یاتاقان ها یکسان نیست ، نیروهای زیادی به بلبرینگ وارد می شود که ممکن است آن را خراب کند. مقدار بسیار کمی از ناهماهنگی قابل قبول است و میزان آن بستگی به نوع بلبرینگ دارد. برای یاتاقان هایی که به طور خاص برای “خود تراز” ساخته شده اند ، ناهماهنگی قابل قبول بین ۱٫۵ تا ۳ درجه قوس است. یاتاقان هایی که به گونه ای طراحی نشده اند که بتوانند خود را تنظیم کنند ، فقط ۲ تا ۱۰ دقیقه قوس را می پذیرند.
موارد کاربردی:
به طور کلی ، بلبرینگ در بیشتر کاربردهایی که شامل قطعات متحرک است استفاده می شود. برخی از این برنامه ها دارای ویژگی ها و الزامات خاصی هستند:
بلبرینگ های فن کامپیوتر و دستگاه های چرخان در گذشته بسیار کروی بودند و گفته می شد که بهترین شکل های کروی هستند ، اما این امر دیگر برای هارد دیسک صادق نیست و بیشتر و بیشتر با یاتاقان های مایع جایگزین می شوند.
از نظر هولوژیکی ، شرکت Jean Lassale یک حرکت ساعت را طراحی کرد که از بلبرینگ برای کاهش ضخامت حرکت استفاده می کرد. با استفاده از توپ های ۰٫۲۰ میلیمتری ، کالیبر ۱۲۰۰ تنها ۱٫۲ میلی متر ضخامت داشت ، که هنوز نازک ترین حرکت ساعت مکانیکی است.
بلبرینگ های هوافضا در بسیاری از کاربردها در هواپیماهای تجاری ، خصوصی و نظامی از جمله قرقره ، گیربکس و شفت موتور جت استفاده می شود. مواد شامل فولاد ابزار M50 (AMS6491) ، فولاد کروم کربن (AMS6444) ، AMS5930 مقاوم در برابر خوردگی ، فولاد ضد زنگ ۴۴۰C ، نیترید سیلیکون (سرامیک) و کاربید تیتانیوم ۴۴۰C.
یک چرخ اسکیت برد شامل دو یاطاقان است که تحت بارهای متغیر زمان و محوری و شعاعی قرار می گیرند. معمولاً از بلبرینگ ۶۰۸-۲Z استفاده می شود (بلبرینگ شیار عمیق از سری ۶۰ با قطر سوراخ ۸ میلی متر)
بسیاری از یو یوها ، از مبتدی تا حرفه ای یا رقابتی ، از بلبرینگ استفاده می کنند.
بسیاری از اسباب بازی های fidget spinner از بلبرینگ های متعدد برای افزایش وزن و اجازه چرخش اسباب بازی استفاده می کنند.
در پمپ های گریز از مرکز.
مجلات محور لوکوموتیو راه آهن. عملکرد میله جانبی جدیدترین لوکوموتیوهای بخار با سرعت بالا قبل از تبدیل راه آهن به موتورهای دیزلی.