بلبرینگ ها که برای فعال کردن حرکت چرخشی یا خطی در یک دستگاه طراحی شده اند، عناصر ماشینی هستند که برای کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک و افزایش سرعت و کارایی یک سیستم استفاده می شوند. در عین حال، از یاتاقان ها برای پشتیبانی از سایر قسمت های ماشین با تحمل مقادیر مختلف تنش استفاده می شود.

هنگامی که دو قطعه فلزی در داخل دستگاه با هم تماس پیدا می کنند، مقدار زیادی اصطکاک ایجاد می شود و این می تواند منجر به ساییدگی و پارگی به موقع مواد شود. بلبرینگ ها اصطکاک را کاهش می دهند و حرکت را با داشتن دو سطح که روی هم می غلتند تسهیل می کنند.

بسته به طراحی یاتاقان، این سطوح ممکن است متفاوت باشد، اما به طور کلی بلبرینگ ها از دو حلقه یا دیسک با مسیرهای دریچه ای، عناصر غلتشی مانند غلتک ها یا توپ هایی که روی سطوح فلزی داخلی و خارجی می غلتند و یک قفس که غلتک ها را نگه می دارد، ساخته می شوند. جدا می کند و آنها را هدایت می کند.

بلبرینگ‌ها مانند چرخ‌ها، دو عملکرد کلیدی در داخل یک سیستم دارند: آنها انتقال حرکت را با اجازه دادن به اجزای سازنده نسبت به یکدیگر امکان می‌دهند و نیروها را با لغزش یا غلتش منتقل می‌کنند. باری که بر یاتاقان وارد می شود بسته به ساختار یاتاقان می تواند بار شعاعی یا رانشی باشد.

هدف از این راهنما این است که به شما کمک کند تا با رایج ترین انواع بلبرینگ ها، ویژگی های طراحی و نحوه عملکرد آنها، نحوه برخورد آنها با نیروها، روش های صحیح نصب و نگهداری، و همچنین متداول ترین مشکلاتی که می تواند باعث شود، آشنا شوید. آسیب یاتاقان های داخل دستگاه

1. طبقه بندی بلبرینگ ها

یاتاقان ها را می توان بر اساس معیارهای مختلفی مانند طراحی و حالت کار، حرکت مجاز یا جهت بار طبقه بندی کرد. از دیدگاه طراحی، بلبرینگ ها را می توان به موارد زیر طبقه بندی کرد:

یاتاقان های ساده - که به آنها بوش، بوشینگ یا بلبرینگ آستین نیز گفته می شود، اینها ساده ترین نوع بلبرینگ هستند. با شکل استوانه‌ای و بدون قطعات متحرک، معمولاً در ماشین‌هایی با اجزای محور چرخشی یا کشویی استفاده می‌شوند. بلبرینگ‌های ساده می‌توانند از فلز یا پلاستیک ساخته شوند و می‌توانند از روان‌کننده‌ای مانند روغن یا گرافیت برای کاهش اصطکاک بین شفت و سوراخی که در آن می‌چرخد استفاده کنند. معمولاً از آنها برای حرکت لغزشی، چرخشی، نوسانی یا رفت و برگشتی استفاده می‌شود.

یاتاقان های نورد - این یاتاقان ها طراحی پیچیده تری دارند و برای تحمل بارهای بالاتر استفاده می شوند. آنها از عناصر نورد مانند توپ ها یا استوانه هایی تشکیل شده اند که بین یک چرخش و یک مسابقه ثابت قرار می گیرند. حرکت نسبی نژادها باعث حرکت عناصر غلتشی با اصطکاک کم و لغزش کم می شود.

بسته به شکل عناصر نورد، این یاتاقان ها را می توان بیشتر به بلبرینگ ها و غلتک ها با انواع فرعی تقسیم کرد: غلتک استوانه ای، غلتک کروی، غلتک مخروطی، غلتک سوزنی و یاتاقان چرخ دنده.

یاتاقان‌های رانش بارهایی را تحمل می‌کنند که موازی با محور یاتاقان هستند، بنابراین به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر نیروهای هم جهت محور (بارهای محوری) مقاومت کنند.

این یاتاقان ها بسته به نوع طراحی خود می توانند بارهای محوری خالص را در یک یا دو جهت و گاهی اوقات برخی از بارهای شعاعی را تحمل کنند، اما برخلاف یاتاقان های شعاعی، این قطعات نمی توانند سرعت های بسیار بالایی را تحمل کنند.

توجه: با توجه به اینکه یاتاقان‌های ساده و یاتاقان‌های غلتشی می‌توانند بارها را در جهت‌های شعاعی و محوری منتقل کنند، انتخاب طرح یاتاقان به الزامات کاربرد بستگی دارد.یاتاقان های سیال - همانطور که از نام آنها پیداست، این بلبرینگ ها حاوی لایه ای از مایع بین سطوح یاتاقان هستند. سیال می تواند یک مایع تحت فشار یا گاز باشد و در یک لایه نازک که به سرعت بین نژادهای داخلی و خارجی حرکت می کند، توزیع می شود. از آنجایی که سطوح یاتاقان تماس مستقیم ندارند، در این نوع یاتاقان‌ها اصطکاک لغزشی وجود ندارد، بنابراین اصطکاک و سایش کلی این قطعات بسیار کمتر از یاتاقان‌های عنصر نورد است.

یاتاقان های مغناطیسی - این یاتاقان ها از شناور مغناطیسی برای تحمل بارها استفاده می کنند، به این معنی که هیچ تماس سطحی با یاتاقان وجود ندارد. با حذف اصطکاک و سایش مواد، یاتاقان های مغناطیسی عمر بسیار طولانی تری دارند و می توانند بالاترین سرعت را در بین انواع بلبرینگ ها پشتیبانی کنند. این قطعات اغلب در کاربردهای صنعتی مانند پالایش نفت، انتقال گاز طبیعی یا تولید برق، اما همچنین در سیستم‌های نوری با سرعت چرخش بالا و کاربردهای خلاء ترجیح داده می‌شوند.

ما در فصل های بعدی این راهنما در مورد رایج ترین انواع بلبرینگ ها با جزئیات بیشتری صحبت خواهیم کرد، اما در حال حاضر به طبقه بندی بلبرینگ ها ادامه می دهیم.

معیار دیگر برای دسته بندی یاتاقان ها جهت باری است که می توانند تحمل کنند. از این دیدگاه، یاتاقان ها به سه دسته اصلی یاتاقان های شعاعی، یاتاقان های رانش و یاتاقان های خطی تقسیم می شوند.

زاویه تماس بین یاتاقان و شفت نوع یاتاقان را تعیین می کند: یاتاقان های شعاعی دارای زاویه تماس کمتر از 45 درجه هستند، در حالی که یاتاقان های رانش دارای زاویه تماس بالاتر از 45 درجه هستند.

بلبرینگ های خطی قسمت های متحرک را در یک خط مستقیم هدایت می کنند. آنها همچنین به عنوان راهنمای خطی شناخته می شوند و به دو شکل اصلی هستند: گرد و مربع.

یاتاقان های شعاعی می توانند بارهایی را که به صورت عمود بر محور می افتد تحمل کنند. بسته به طراحی، ممکن است برخی از بارهای محوری را نیز در یک یا دو جهت در خود جای دهند. یاتاقان های شعاعی به صورت عمود بر خط محوری شفت نصب می شوند. یاتاقان های ساده - که یاتاقان های ژورنال نیز نامیده می شوند - اغلب به عنوان یاتاقان های شعاعی استفاده می شوند.

2. طراحی بلبرینگ ساده و برنامه های کاربردی

همانطور که قبلاً گفته شد، دو نوع اصلی سازه یاتاقان وجود دارد: یاتاقان‌های ساده و یاتاقان‌های عنصر نورد. بیایید ببینیم که رایج ترین زیرشاخه ها برای هر یک از این دسته ها کدام است و تفاوت آنها از نظر طراحی، مواد و کاربردها چیست.

یاتاقان های ساده از یک سطح یاتاقان واحد ساخته می شوند، بدون قطعات نورد. طراحی به نوع حرکت مورد نیاز و باری که بلبرینگ باید تحمل کند بستگی دارد. این اجزای دستگاه نسبت به یاتاقان های نورد در عملکرد بی صداتر هستند، هزینه کمتری دارند و به فضای کمتری نیاز دارند.

از طرف دیگر، اصطکاک بیشتری بین سطوح دارند که می تواند منجر به مصرف انرژی بیشتر در دستگاه شود و در صورت ورود ناخالصی ها به روان کننده، آسیب بیشتری می بینند.

بلبرینگ‌های ساده را می‌توان از مواد مختلفی ساخت، اما باید بادوام، سایش کم و اصطکاک کم، مقاوم در برابر دما و خوردگی باشند. اغلب، سطوح یاتاقان حداقل از دو جزء ساخته می‌شوند که یکی نرم‌تر و دیگری سخت‌تر است. مواد متداول عبارتند از بابیت، یک ماده دوگانه که از یک پوسته فلزی و یک سطح پلاستیکی، چدن، برنز، گرافیت، و همچنین سرامیک و پلاستیک تشکیل شده است.

اگرچه یاتاقان های ساده اغلب به روغن کاری نیاز دارند، آنها - حداقل از نظر تئوری - می توانند به طور نامحدود کار کنند، بنابراین می توان از آنها در برنامه هایی استفاده کرد که خرابی این قطعات منجر به عواقب شدید می شود. به عنوان مثال، توربین‌های صنعتی بزرگ مانند توربین‌های بخار نیروگاهی، کمپرسورهایی که در کاربردهای حیاتی کار می‌کنند، موتورهای خودرو، کاربردهای دریایی و غیره.

در مورد انواع اصلی بلبرینگ ساده، از نظر ساختاری سه دسته مهم وجود دارد: آستین یا بوش، یاتاقان یکپارچه و یاتاقان ساده دو تکه. طبقه بندی دیگری از یاتاقان های ساده آنها را به یاتاقان های هیدرودینامیکی و هیدرواستاتیکی دسته بندی می کند.