بلبرینگ چیست؟ ( کاربرد+عملکرد و انواع)

بلبرینگ ها گونه‌ای از چرخنده‌ها و از خانواده‌ی یاتاقان ها می‌باشند که برای چرخش، کاهش اصطکاک و افزایش سرعت به کار می‌روند و کاربرد وسیعی در ابزارهای مختلف و هر چیزی که می‌چرخد و همچنین صنایع بزرگ، خودروها، موتور ها و … دارند، به همین دلیل اختراع آن در کنار اختراع چرخ، از نقطه عطف‌های تاریخ صنعت به شمار می‌رود.

بلبرینگ چیست؟

بلبرینگ‌ها نوع خاصی از حرکت را، در سیستمی که ممکن است تحت بارگذاری استاتیک یا داینامیکی باشد، پشتیبانی یا حمایت می‌کنند. مثل درب کشویی. از آنجا که درب کشویی را نمی‌توان بلند کرد یا از جای خود درآورد و فقط اجازه می‌دهد تا به صورت کشویی آن را باز کرد، حرکت احتمالی محدود به حرکت کشویی است که توسط یاتاقان‌ها انجام می‌پذیرد.

کاربرد بلبرینگ و یاتاقان در صنعت، ماشین‌ها و زندگی روزمره به قدری مهم است که در صورت نبودن آن‌ها، قطعات مورد استفاده در صنعت و ماشین‌ها و هر آنچه که نیاز به چرخیدن دارند به دلیل سایش به سرعت فرسوده و مستهلک می‌شوند و از طرفی سرعت مورد نیاز برای زندگی امروزه‌ی بشر فراهم نمی‌شود. کاربرد بلبرینگ باعث به گردش درآوردن چرخ‌های صنعت و اجسام سنگین، به ساده‌ترین شکل ممکن و بدون سایش شده است. نوع خاصی از بلبرینگ‌ها وجود دارد که قابلیت تحمل بار بیشتر و سرعت پایین‌تر را دارند. به این نوع بلبرینگ‌ها رولبرینگ گفته می‌شود.

اجزای اصلی بلبرینگ

بلبرینگ‌ها از قفسه، ساچمه، رینگ خارجی، رینگ داخلی و کاسه نمد فلزی تشکیل شده‌اند.

عملکرد بلبرینگ‌ها

بلبرینگ‌ها قادرند هم بارهای شعاعی و هم بارهای محوری را تحمل کنند و معمولاً در جاهایی که بار به نسبت کوچک باشد به کار می‌روند.
در یک بلبرینگ بار از لایه‌ی خارجی به گوی‌ها اعمال می‌شود و از آنجا فشار به لایه‌ی داخلی منتقل می‌گردد. با توجه به کروی‌بودن گوی‌ها، نقطه‌ی تماس آن‌ها با لایه‌های درونی و بیرونی بسیار کوچک و به صورت خطی یا نقطه‌ای خواهد بود، در نتیجه این توان را دارند که بسیار نرم حرکت کنند.

باید به این نکته‌ی مهم توجه کرد که به دلیل کوچک بودن محل تماس، اگر فشار بیش از حد به گوی‌ها وارد شود، موجب تغییرشکل یا خردشدن بلبرینگ‌ها می‌گردد. در این گونه موارد باید از یاتاقان‌های غلطکی یا یاتاقان‌های غلطکی مخروطی‌شکل استفاده کرد. در مواردی که تماس زیاد بین سطح و چرخ برقرار است موجب افزایش اصطکاک و درنتیجه کاهش سرعت می‌گردد. گونه‌ی خاصی از بلبرینگ‌ها، که بلبرینگ محوری نام دارند، برای سرعت‌های پایین در نظر گرفته می‌شوند و این توانایی را ندارند که بارهای محوری شدید را تحمل کنند.

در بلبرینگ‌ها ساچمه‌های ریز یا درشتی وجود دارند که نقش اساسی در ساختمان بلبرینگ ایفا می‌کنند و در انتخاب نوع بلبریگ باید به اندازه‌ی ساچمه‌ها توجه شود. در فشارهای کم، بلبرینگ‌هایی که ساچمه‌های ریز دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای فشارهای زیاد، بلبرینگ‌هایی که ساچمه‌های گرد تخته‌ای دارند، به کار برده می‌شود که به آن بلبرینگ غلتکی می‌گویند. به نوعی از این بلبرینگ‌ها که دارای غلتک نازک هستند، یاتاقان سوزنی می‌گویند. در صورتی که بلبرینگ‌ها به درستی انتخاب نشوند، در حین فعالیت بر بلبرینگ‌ها فشار زیادی وارد می‌شود و ساچمه‌های داخل آن خرد می‌گردند.

هدف استفاده از بلبرینگ

هدف اصلی از به کار بردن بلبرینگ یا یاتاقان جلوگیری از تماس مستقیم فلز به فلز در بین دو عنصری است که در حرکت نسبی قرار دارند و این امر باعث می‌شود از اصطکاک، تولید گرما و در نهایت سایش قطعات جلوگیری شود و همچنین با جایگزینی حرکت لغزشی به وسیله‌ی غلتک، اصطکاک را کم و مصرف انرژی را کاهش دهد.

بلبرینگ بار عنصر چرخان را به محفظه منتقل می‌کند. این بار ممکن است شعاعی‌، محوری یا ترکیبی از هر دو باشد و همچنین آزادی حرکت قطعات متحرک را به جهات از پیش تعیین شده محدود می‌کند.

انواع بلبرینگ

بلبرینگ‌ها انواع مختلفی دارند که بر اساس نوع کاربرد و قابلیت تحمل بار محوری، شعاعی یا هر دو تقسیم‌بندی می‌شوند.

بلبرینگ‌های شیار عمیق
بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای
بلبرینگ‌های کف گرد یک ردیف و دو ردیف
بلبرینگ‌های خود تنظیم
بلبرینگ ایگرگ که نوع تغییر شکل یافته‌ی بلبرینگ‌های شیار عمیق هستند.

کاربرد بلبرینگ‌ها

کاربرد اصلی بلبرینگ و یاتاقان برای تنظیم حرکت و کاهش اصطکاک در قسمت متحرک یک وسیله است. عملکرد اصلی این قطعه اتصال دو عضو متحرک یک دستگاه یا وسیله به گونه‌ای است که مقاومت و اصطکاک در برابر حرکت را به حداقل برسد. اجسام سنگین و چرخ‌های صنعت به واسطه‌ی بلبرینگ ‌ها به چرخش در می‌آیند و قادرند، اجسام بزرگ و وسایل مکانیکی و چرخ‌های اتومبیل و ماشین‌های سنگین را به راحتی به حرکت در آورند و به نرمی حرکت کنند. از نمونه‌ کاربردهای بلبرینگ، می‌توان به استفاده در واگن‌های برقی، نیروگاه‌های عظیم، میزهای گردان، صندلی‌های چرخان ادارات، کشوهای کابینت، به گردش در آوردن چرخ‌های اتومبیل، در صنایع کوچک و بزرگ و توربین‌ها اشاره کرد.

بلبرینگ شیار عمیق یا ساده یا شش هزاری

از این نوع بلبرینگ در صنایع مختلف استفاده های زیادی می شود. اجزایی که این بلبرینگ از آن ساخته شده عبارت است از: ساچمه، رینگ داخلی و خارجی، قفسه. همانطور که مشاهده می کنید اجزای ساختمانی آن ساده و تعویض آن راحت و آسان است. بلبرینگ شیار عمیق به صورت استاندارد کاربرد های متداولی داشته و استفاده های خاصی می شود. این وسیله در ابعاد و نوع های مختلفی ساخته و در بازار عرضه می شوند که از لحاظ هزینه و کارکردی که دارند، مقرون به صرفه هستند.

بلبرینگ شش هزاری، به عنوان پرمصرف ترین بلبرینگ شناخته شده و صنعت های زیادی از جمله: صنایع سنگین و سبک را تحت پوشش خود قرار می دهد. که این صنایع تعداد بسیار زیادی از این نوع مدل بلبرینگ را به کار میبرند. دلیل مهم به کارگیری این مدل از بلبرینگ، ساده بودن در طراحی و غیر تفکیک پذیری. قدرت کارکرد و توانایی لازم چرخش در سرعت های بالا. محکم بودن حین کارکرد و نداشتن نیاز به نگهداری و تعمیر است.

بلبرینگ شیار عمیق شش هزاری در دو نوع یک ردیف ساچمه و دو ردیف ساچمه طراحی و ساخته می شوند. که دارای ویژگی هایی از جمله: کیفیت مقاوم، ظرفیت تحمل بار زیاد، اصطکاک کم و کارکرد بدون صدا است.

بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه یا بلبرینگ شش هزاری

همانطور که از نام این بلبرینگ پیدا است. دارای یک شیار عمیق و یک پارچه است که ساچمه و شیار موجود در آن، تطابق هندسی کاملی باهم دارد. به گونه ای که بار شعاعی را تحمل، و بار محوری را نیز از هر دو جهت می تواند تحمل نماید. اغلب بلبرینگ های شیار عمیق با کاسه نمد لاستیکی و فلزی با پسوند Z ساخته شده. و بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه در دو طرف خود کاسه نمد پر شده با گریس دارند.

بنابراین گرم کردن آن، برای جا زدن و شستن توصیه نمی شود. چون مقدار گریس موجود در داخل بلبرینگ، به مقدار ۳۵% فضای خالی آن است. همچنین بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه فاصله ای با کنس داخلی داشته،رو هنگام استفاده باید کنس های داخلی بچرخد.

بلبرینگ شیار عمیق دو ردیفه یا دو تایی

وقتی که دو طرف شفت با لق بودن مشخص شده ای مهار شده و یا قدرت تحمل بار برای یک بلبرینگ شیار عمیق مناسب و کافی نباشد. از این نوع بلبرینگ یعنی شیار عمیق دو ردیفه استفاده می گردد. هنگام ساخته شدن در کارخانه، این بلبرینگ ها با هم جفت شده و مطابقت داده می شود. به طوری که جهت توزیع یک نواخت بار بر روی هر دو بلبرینگ، بعد از جا زدن و نصب آن ها. به استفاده از بوش یا حلقه فاصله گذار همچنین لایی فلزی و چنین وسیله هایی نیاز نمی باشد.

حالت و چیدمان های مختلفی برای قرارگیری و نصب بلبرینگ با توجه به نوع کاربرد آن، وجود دارد که عبارت است از:

حالت پشت سرهم: این نوع چیدمان که با پسوند DT شناخته می شود در شماره فنی بلبرینگ مشخص گردیده و تحمل بار محوری از یک جهت یا طرف را بر عهده دارد.
حالت پشت به پشت: پسوند DB مخصوص حالت مذکور بوده و در شماره فنی بلبرینگ مشخص می گردد. همچنین بار محوری را از دو جهت متحمل می شود. محکم بودن و صلبیت زیاد، باعث خنثی کردن بارهای ممان بوده و کاملاً مناسب این کار است.
حالت رو به رو: این چیدمان نیز مانند حالت پشت به پشت بوده اما برای بارهای ممان کاربرد نداشته و استحکام لازم را ندارد.

بلبرینگ تماس زاویه ای یا هفت هزاری

این نوع بلبرینگ ها نیروهای محوری را تنها در یک جهت و سمت متحمل می شود. در رینگ های داخلی و خارجی بلبرینگ های هفت هزاری سطح غلتش، نسبت به هم در جهت محور بلبرینگ جابه جا میگردد. بنابراین بلبرینگ هفت هزاری برای این ساخته شده اند تا بارهای ترکیبی را همزمان تحمل نمایند.

بلبرینگ تماس زاویه ای نیز در دو نوع تک ردیفه و دو ردیفه وجود دارد. در بلبرینگ یک ردیفه با تماس زاویه ای، نحوه قرار گرفتن شیارها برای انتقال نیرو از یک رینگ به رینگ دیگر به گونه ای است. که تحت زاویه تماس مشخصی انجام می شود. به همین منظور بلبرینگ زاویه تماس یک ردیفه نسبت به بلبرینگ شیاردار عملکرد بهتری داشته و قادر است تا بارهای محوری زیادی را تحمل کند.

بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفه

از این نوع بلبرینگ برای تحمل بار شعاعی و بار محوری در یک جهت بهره گرفته می شود. اگر بار شعاعی بر بلبرینگ اعمال شود، یک نیروی محوری به وجود می آید که باید به نحوری آن نیرو مهار گردد. بنابراین به ناچار مجبور می شوند تا از این نوع وسیله به صورت دوتایی استفاده کنند. زاویه تماس بلبرینگ تک ردیفه ۴۰ درجه بوده و بر اساس نیاز می تواند با سرعت بالایی کار کند.

بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه

این بلبرینگ دارای لقی نرمال به صورت استاندارد دارد و متناسب با اندازه بلبرینگ بین ۵ الی ۵۵ میکرون است. اما بعضی از آن ها از لقی کمتر و یا بیشتر از حد نرمال برخوردار هستند. برخی از تولید کنندگان بلبرینگ تماس زاویه ای، آن را به گونه ای طراحی می کنند. که تحمل بارهای محوری و شعاعی سنگین را از دو طرف داشته باشد. طراحی بدین صورت است که، دو بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیف را به طور پشت به پشت جفت کرده و زاویه تماس در اکثر آنها ۳۲ درجه می باشد.

رولبرینگ

رولبرینگ‌ها نیز از خانواده‌ی بلبرینگ‌ها هستند با این تفاوت که قابلیت تحمل بار بیشتر و سرعت پایین‌تری را دارند.

انواع رولبرینگ

رولبرینگ‌های استوانه‌ای کف گرد، ضربدری و پرغلتک
رولبرینگ‌های سوزنی با پوسته‌ی کشیده و کف گرد
رولبرینگ‌های مخروطی تک ردیف و دو ردیف
رولبرینگ‌های بشکه‌ای کف گرد

چگونگی تشخیص بلبرینگ اصل از غیر اصل

برای تشخیص یک بلبرینگ اصل از یک بلبرینگ فرع باید برخی از پارامترها را در نظر گرفت. بلبرینگ اصلی را می توان از نوع و شکل بسته بندی ظاهری، برند حک شده و نوع حکاکی روی بلبرینگ، سریال نامبر و کشور سازنده تشخیص داد. اما برای تهیه یک بلبرینگ اصلی باید آن را از محلی معتبر تهیه کرد. البته استفاده از تجربه یک متخصص هم در این زمینه می تواند بسیار سودمند باشد.

بلبرینگ برای حمل کدام نوع بار عملکرد بهتری دارد؟

تفاوت میان این دو که به لحاظ ظاهری بسیار به یک دیگر شباهت دارند در میزان فشار و تحمل باری است که بر هر کدام یک از آن ها وارد می شود. اگر قرار بر آن است که شما وظیفه حمل بارهای شعاعی را بر عهده یکی از این دو وسیله بگذارید، بهترین انتخاب رولبرینگ است. زیرا طراحی رولبرینگ به گونه ای است که توانایی حمل بارهای سنگین شعاعی را دارد و در انجام این کار هیچ گونه مشکلی ندارد. پس اگر قرار حمل بار شعاعی باشد رولبرینگ می تواند این مسئولیت نه چندان خطیر را بر عهده بگیرد.

آلیاژها و مواد سازنده بلبرینگ

آلیاژ و مواد استفاده شده در ساخت بلبرینگ‌ها تاثیر مستقیمی روی مقاومت، درجه سختی و کارکرد آنها دارد. معمولا آلیاژ استفاده شده جهت ساخت قسمت‌های مختلف مثل قفسه یا رینگ و بخش‌های غلطان مثل ساچمه‌ها، فولاد کرومدار با درجه سختی بالا است. علت استفاده از این آلیاژ، بیشتر کردن مقاومت در برابر ساییدگی به خاطر کربن موجود در آن است. گاهی از فولاد سخت شونده سطحی استفاده می‌کنند که به آنها بلبرینگ استیل می‌گوید. این نوع بلبرینگ‌ها مقاومت خوبی در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارند اما میزان تحمل بار در آنها کمتر است. از طرفی بلبرینگ‌هایی که از سرامیک ساخته شده‌اند وزن کمتر را در کنار عملکرد و کارایی بهتر برای استفاده در سرعت و دوره‌های بالا ارائه می‌دهند که از نظر تحمل دما هم عملکرد خوبی دارند.

استاندارد آلیاژ مواد سازنده بلبرینگ

معمولاً سازندگان بلبرینگ در ساخت این قطعه از دو استاندارد ASI 52100 و ASI 420 استفاده می‌کنند. نوع آلیاژ استفاده شده برای تولید بلبرینگ‌ها با توجه به کاربرد و نوع آن تعیین می‌شود. برای ساخت بلبرینگ‌هایی که در معرض حرارت و دمای زیادی قرار می‌گیرند یا به خاطر محیط استفاده در اثر گذر زمان امکان زنگ زدگی آنها وجود دارد؛ از فولاد مقاوم در برابر زنگ زدگی یا مقاوم به حرارت استفاده می‌شود. همچنین جهت افزایش میزان مقاومت بلبرینگ‌ها می‌توان مواد سرامیکی و پلاستیکی هم به کار برد. از ورق‌های فولادی به روش بلبرینگ در بعضی بلبرینگ‌ها استفاده شده و در برخی دیگر آلیاژ سبک ترکیب شده با فولاد، پلاستیک، ورق برنجی و … هم استفاده می‌شود.

چرا خرید بلبرینگ مهم است؟

استفاده از بلبرینگ محدود به شرایط و مکان مهمی نیست. شما همه روزه با وسایلی در ارتباط هستید که نوعی از بلبرینگ در آن به کار رفته است. کشوهای کابینت خانه، درب خودرو، گیربکس ماشین، گیربکس های صنعتی، انواع پمپ آب، انواع الکتروموتورها، نوار نقاله، در کارخانه ها و حتی در ساخت خانه های ضد زلزله (که از بلبرینگ های غول پیکری برای این کار بهره گرفته می شود) همگی با وسیله ای به نام بلبرینگ کار می کنند. به همین دلیل است که نمی توان ضرورت خرید یک بلبرینگ را نادیده گرفت.

از آن روی که بلبرینگ ها انواع مختلفی دارند و همانطور که در مقاله مشاهده کردید مدل های زیادی را شامل می شوند که هر کدام بسته به شرایط و مکان مورد استفاده متفاوت است و همینطور برندهای مختلفی از کشورهای دنیا را شامل می شود، بهتر است که مشورت با یک متخصص را در الویت قرار دهید تا متناسب با نیاز و بودجه خود بتوانید گزینه درست تری را انتخاب نمایید.

سوالات متداول

حرارت ایجاد شده در کدام بلبرینگ دیده می شود؟

در بلبرینگ های تماس زاویه ای به دلیل بالا بودن سرعت گردشی زیاد، حرارت نیز بالا است.

کدام یک از بلبرینگ ها نیروهای محوری را فقط در یک جهت تحمل می کند؟

در بلبرینگ تماس زاویه ای این اتفاق روی می دهد.

پر مصرف ترین بلبرینگ در صنایع کدام است؟

بلبرینگ شیار عمیق شش هزاری در صنایع سنگین و سبک کاربرهای زیادی دارد.