تفاوت رولبرینگ و بلبرینگ

تفاوت رولبرینگ و بلبرینگ در نیروهای وارده به بیرینگ به دو صورت محوری (Thrust) و شعاعی (Radial) هستند و بسته به اینکه چه نیرویی به محصول مورد نظر ما وارد می شود یا دو نیرویی که بین رولبرینگ و بلبرینگ اعمال می شود، اگر نیروی ورودی شعاعی باشد از رولبرینگ استفاده می کنیم زیرا همانطور که قبلا ذکر شد رولبرینگ در برابر این نوع نیرو بهتر عمل می کند و در نتیجه زمانی که نیرو هم شعاعی و هم محوری باشد از بلبرینگ استفاده می شود.

انواع رولبرینگ

انواع رولبرینگ ها که به 4 مورد آن اشاره خواهیم کرد

رولبرینگ سوزنی
رولبرینگ مخروطی
رولبرینگ استوانه ای
رولبرینگ بشکه ای

شناخت کامل اجزای تشکیل دهنده رولبرینگ چیست

به طور کلی رولبرینگ ها از 4 قطعه داخلی تشکیل شده اند:

حلقه داخلی (Inner Race) یا کنس داخلی
حلقه خارجی (outer Race) یا کنس خارجی
قطعات غلتان (Rolling Element)
نگهدارنده یا قفس (Cage)
با ترکیب این قطعات، رولبرینگ ساخته شده و در کاربردهای مورد نظر مورد استفاده قرار می گیرد. وجود تمام اجزاء در تولید و مونتاژ رولبرینگ الزامی است، اگرچه تولید و استفاده از رولبرینگ ها مشابه بلبرینگ ها خواهد بود، اما در کاربرد و شرایط استفاده آن تفاوت هایی بین بلبرینگ و رولبرینگ وجود دارد.

نحوه قرار گیری اجزای رولبرینگ

در ساخت رولبرینگ ها معمولاً قفسی بین حلقه های داخلی و خارجی قرار می دهند تا همه قسمت ها را در کنار هم نگه دارد و از مخلوط شدن یا بیرون آمدن آنها جلوگیری کند. به این ترتیب قطعات غلتان توسط کُنس حمل می شوند. در بسیاری از کاربردها و روش های ساخت، بوش داخلی به قسمت متحرک متصل می شود، یعنی شفت دوار که با آن می چرخد. اما پوشش بیرونی به قسمت بیرونی دستگاه متصل شده و ثابت می ماند.
هنگامی که شفت می چرخد، قسمت داخلی حرکت می کند و قسمت های اطراف تحت تأثیر این حرکت می چرخند. در نتیجه این حرکات بار اصلی از قسمت های داخلی به قسمت های سایش و در نهایت به قسمت خارجی که یاتاقان است منتقل می شود. به همین ترتیب، بلبرینگ ها می توانند بار روی خود را تحمل کرده و به همان نسبت آن را کاهش دهند. یکی از دلایل استفاده از رولبرینگ کاهش بار شعاعی است. به لطف این فرآیند، بار شعاعی کاهش می یابد و در نهایت حرکات انجام شده آسان و پایدار می شوند.
لطفا توجه داشته باشید که سطوح تماس عناصر نورد و لنت های داخلی و خارجی خطوط مستقیم هستند. به همین دلیل گفته می شود که آنها فقط بارهای شعاعی را پشتیبانی می کنند.

رولبرینگ سوزنی چیست کاربرد و انواع آن:

در واقع رولبرینگ سوزنی، یک غلتک استوانه ای با غلتک بلند و قطر کم است. آنها فقط در برابر بارهای شعاعی مقاومت می کنند و در نهایت قطر غلتک سوزن را کاهش می دهند و سطح سوزن را صاف یا گرد می کنند. حرکت محوری توسط رینگ چرخ یا رینگ وسیله نقلیه کنترل می شود. به دلیل ضخامت کم ذرات، این نوع پکینگ معمولاً در تجهیزات سبک یا زمانی که ناحیه شعاعی کوچک است استفاده می شود.
به طور معمول، رولبرینگ های سوزنی دارای تحمل بار بالا و ضخامت کم هستند. بیرینگ های سوزنی ممکن است رینگ داخلی داشته باشند یا رینگ داخلی نداشته باشند. این بیرینگ ها بدون رینگ داخلی معمولا برای کم کردن فضای اشغال شده بیرینگ مورد استفاده قرار می گیرند. در مواردی که این قطعه بدون رینگ داخلی می باشد باید شفت، سخت کاری و صیقلی شود. در مواردی که روغن کاری شفت مقرون به صرفه نیست، از رولبرینگ های سوزنی دارای رینگ داخلی استفاده می شود. این نوع رولبرینگ ها اجازه حرکت محوری شفت را داده و در سایز و انواع مختلفی تولید می شوند. در تمام رولبرینگ های سوزنی شکل سطح استوانه ای به گونه ای انتخاب و طراحی می شود تا از ایجاد تنش در لبه ها جلوگیری کند.

انواع رولبرینگ سوزنی

رولبرینگ های سوزنی با قطر بیرونی بیشتر از 19 میلی متر دارای یک لبه حلقه بیرونی هستند که با حلقه بیرونی یکپارچه شده است یا به صورت حلقه های تعبیه شده است. رولبرینگ های بزرگتر دارای یک لبه قفل و یک شیار سر تا سر و یک سوراخ روانکاری در حلقه بیرونی هستند. بلبرینگ های سوزنی به دو روش زیر تولید می شوند:

سوزنی تک ردیفه
سوزنی دو ردیفه

رولبرینگ مخروطی چیست کاربرد و انواع آن:

این محصول دارای شیارهای داخلی و خارجی و فلنج های مخروطی است و قابلیت حمل بارهای محوری و شعاعی را دارد. رولبرینگ های مخروطی در یک یا دو ردیف ارائه می شوند. بلبرینگ های میله ای مخروطی برای حمل بارهای محوری و شعاعی به طور همزمان طراحی شده اند. این بیرینگ در دو اندازه متریک و اینچ تولید می شود، از مزایای استفاده از رولبرینگ مخروطی می توان به نگهداری و روانکاری آسوده، تحمل بالای بار محوری و شعاعی و نصب و جا زدن راحت اشاره کرد.

انواع رولبرینگ های مخروطی

تک ردیفه
دو ردیفه
سه ردیفه

لازم به ذکر است که رولبرینگ های مخروطی تک ردیفی تنها می توانند بار محوری را در یک جهت حمل کنند، بنابراین در کنار بلبرینگ دیگری که بار محوری را در جهت مخالف حمل می کند، استفاده می شود.

رولبرینگ مخروطی (Tapered Roller Bearing) یک نوع بلبرینگ (Bearing) است که برای کاهش اصطکاک و سایش در بین قطعات متحرک استفاده می‌شود. این نوع بلبرینگ‌ها برای تحمل بارهای شعاعی (Radial Load) و بارهای محوری (Thrust Load) کاربرد دارند. طراحی مخروطی بلبرینگ‌ها به گونه‌ای است که شعاعی و محوری بودن آنها امکان‌پذیر است.

تعاریف انواع رولبرینگ ها

رولبرینگ چیست(Roller Bearings): به تعداد ردیف‌ های غلتک‌ (رول‌ ها)، که در رینگ ها قرار دارند، تقسیم می‌ شوند. رولبرینگ تک ردیفه، دو ردیفه و سه ردیفه از این نظر تفاوت دارند. در ادامه، به توضیح هر نوع بلبرینگ می‌ پردازیم:

رولبرینگ تک ردیفه (Single-Row Roller Bearings): این نوع بلبرینگ‌ ها دارای یک ردیف از غلتک‌ ها (رول‌ ها) هستند. که در حلقه‌ی داخلی و حلقه‌ ی بیرونی یکسانی از آنها استفاده می‌ شود. بلبرینگ‌ های تک ردیفه معمولاً برای تحمل بارهای شعاعی (بارهای عمودی به محور بلبرینگ) استفاده می‌ شوند. این بلبرینگ‌ ها از عمده‌ ترین انواع بلبرینگ‌ ها هستند و در بسیاری از کاربرد ها مانند خودروها، ماشین‌ آلات، الکتریکی و صنایع مختلف استفاده می‌ شوند.
رولبرینگ دو ردیفه (Double-Row Roller Bearings): این نوع بلبرینگ‌ ها دارای دو ردیف از غلتک‌ ها (رول‌ ها) هستند، که در حلقه‌ی داخلی و حلقه‌ی بیرونی قرار دارند. این طراحی به بلبرینگ امکان تحمل بارهای شعاعی و محوری را می‌ دهد. بلبرینگ‌ های دو ردیفه به دلیل داشتن ظرفیت باربری بیشتر نسبت به تک ردیفه، در کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای بیشتری دارند، مورد استفاده قرار می‌ گیرند. این بلبرینگ‌ ها معمولاً در صنعت‌ های سنگین، معدن، فلزی، و ماشین‌ آلات بزرگ استفاده می‌ شوند.
رولبرینگ سه ردیفه (Triple-Row Roller Bearings): این نوع بلبرینگ‌ ها دارای سه ردیف از غلتک‌ ها (رول‌ ها) هستند، که به صورت متقارن در حلقه‌ ی داخلی و حلقه ی بیرونی قرار دارند. بلبرینگ‌ های سه ردیفه قدرت تحمل بار بسیار بالایی دارند و برای کاربردهایی با بارهای فوق‌ العاده بزرگ مورد استفاده قرار می‌ گیرند. این بلبرینگ‌ ها عمدتاً در صنعت‌ های سنگین و کاربردهایی که نیاز به باربری بالا و طول عمر بلبرینگ بیشتر است، مورد استفاده قرار می‌ گیرند.
استفاده از هر نوع بلبرینگ به توجه به نیازها و شرایط کاربرد محصول مرتبط است. هر یک از این انواع بلبرینگ‌ ها مزایا و محدودیت‌ های خاص خود را دارند که در انتخاب و استفاده از آنها باید مد نظر قرار گیرد.

ویژگی‌ های اصلی رولبرینگ مخروطی

شکل هندسی: این بلبرینگ‌ ها دارای شکل مخروطی هستند، به این معنی که داخلی و بیرونی قطر آنها متفاوت است. این اختلاف در قطرها باعث می‌ شود که در زمان چرخش، نیروها به طور متناسب بر روی قطعات بلبرینگ توزیع شوند.
رولبرینگ‌ های مخروطی ممکن است به صورت یک صفه یا صفهای چند گانه (Double or Multi-Row) طراحی شوند. این ویژگی به بلبرینگ این امکان را می‌ دهد که بارهای بزرگتر را تحمل کند و عمر مفید آن را افزایش دهد.
تحمل بار شعاعی و محوری: رولبرینگ‌ های مخروطی قادر به تحمل بارهای شعاعی و محوری هستند که از طریق آنها به بلبرینگ منتقل می‌ شود.
قابلیت تنظیم پیشبار: برخی از رولبرینگ‌ های مخروطی دارای قابلیت تنظیم پیشبار هستند، که این ویژگی به آنها این امکان را می‌ دهد تا اثرات تغییر دما و تغییرات رطوبت را جبران کنند و عملکرد بهتری داشته باشند.
از رولبرینگ‌ های مخروطی به عنوان بلبرینگ‌ های کلیدی در انتقال قدرت و دستگاه‌ های مکانیکی مختلف استفاده می‌ شود، مانند خودروها، قطارها، ماشین‌ آلات سنگین، و صنایع مختلف. این بلبرینگ‌ ها به دلیل دوام، تحمل بار بالا و کارایی برترشان، در بسیاری از کاربرد ها مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

رولبرینگ استوانه ای چیست کاربرد و انواع آن:

در مقاله رولبرینگ چیست به ویژگی ها، کاربرد ها و تعاریف آن خواهیم پرداخت. تغییراتی در رولبرینگ استوانه ای ایجاد شد تا بار بیشتری را حمل کند و به نوعی رولبرینگ های استوانه ای را کاربردی تر کند. این تغییرات به وضوح برای بیرینگ هایی با پسوند E تعریف شده است. در همین نمونه از رولبرینگ های یکسان اصلاح‌ شده، تغییری در قطر و برخی از ویژگی‌ های این نوع رولبرینگ برای تحمل بار بیشتر نسبت به نوع اصلاح نشده وجود دارد.
رولبرینگ های استوانه ای در انواع مختلفی با شکل گرد تولید می شوند. اما به دلایل مختلف، این نوع رولبرینگ ها با هندسه سطح لگاریتمی تولید شده اند. از جمله دلایل کاهش تمرکز و افزایش عمر باربری است. سطح داخلی لبه رینگ به سمت بیرون مایل است زیرا باعث افزایش روانکاری و ضخامت لایه روغن در هنگام روانکاری می شود. این نوع رولبرینگ ها در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند و در نسبت های بسیار زیادی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله زمینه هایی که از این رولبرینگ استفاده می شود می توان به تجهیزات انتقال نیرو، ویبراتور ها، کارگیر های ماشین ابزار، شفت های دستگاه برش و غیره اشاره کرد.

انواع رولبرینگ استوانه ای

همانطور که قبلا ذکر شد از رولبرینگ استوانه ای برای انتقال بارهای شعاعی و نیمه شعاعی استفاده می شود و با توجه به کاربرد و طراحی آنها می توان در انواع پروژه های صنعتی از آنها استفاده کرد. این رولبرینگ ها به انواع مختلفی تقسیم می شوند که از جمله آنها می توان به رولبرینگ استوانه‌ ای شناور و غیر شناور اشاره کرد. رولبرینگ های شناور دو نوع NU و N دارند و نوع غیر شناور را می توان در رولبرینگ های NJ خلاصه کرد.
در طراحی NU دو لبه در لبه بیرونی و هیچ لبه ای در لبه داخلی وجود ندارد. طرح دیگری از این رولبرینگ ها وجود دارد که لبه داخلی آن مانند طرح قبلی دو طرفه بوده و در لبه بیرونی هیچ لبه ای وجود ندارد. در طرح NJ که در مورد آن صحبت کردیم، بر خلاف این دو طرح، لبه داخلی وجود ندارد.
تفاوت این دو نوع رولبرینگ در این است که گونه های شناور می توانند بار محوری را در دو جهت حمل کنند، اما گونه های غیر شناور فقط می توانند بار محوری را در یک جهت حمل کنند.

رولبرینگ بشکه ای چیست کاربرد و انواع آن:

رولبرینگ های بشکه ای دارای ویژگی خود تراز است و برای بارگذاری شوک شعاعی مناسب است. این بیرینگ ها خود تراز می‌ شوند و در نتیجه به دلیل هم راستا نبودن یاتاقان (بلبرینگ) یا به دلیل چرخش شفت در حین کار، نسبت به ناهماهنگی زاویه شفت حساس نیستند و از این نظر دارای ویژگی‌ های مشترک هستند با یک سری یاتاقان های خود تراز، اما رولبرینگ های بشکه ای ظرفیت باربری بسیار بالاتری از نظر بارهای محوری و شعاعی دارند.
این سری از بیرینگ ها یک زحمتکش واقعی برای حمل بارهای سنگین هستند. در این سری از رولرها، از ساچمه های متقارن دراز با قطر زیاد استفاده می کنند که این امر توانایی بیشتر بار بلبرینگ را افزایش می دهد.
امروزه طراحی داخلی آنها بر اساس آخرین نو آوری های روز و ویژگی هایی مانند وجود حلقه راهنما برای هدایت بهتر غلتک ها در حرکت و چرخش است. سطح لغزنده کروی منحنی شکل و انجام تصحیحات سطوح بیرینگ (انواع بلبرینگ و رولبرینگ) موجب می شود که بیرینگ بتواند با سرعت زیاد و تولید حرارت کم فعال باشد.

میزان تحمل رولبرینگ بشکه ای

رولبرینگ های بشکه ای به دلیل طراحی داخلی و روش های خاص ساخت خود می توانند بارهای محوری بسیار بالایی را تحمل کنند. در طراحی ساختار و بدنه این نوع بیرینگ ها از ساچمه و غلتک های بلند و ضخیم استفاده شده است. که این نوع غلتک ها را قادر به تحمل بارهای محوری بزرگ می کند. نکته بسیار جالب در مورد این نوع رولبرینگ ها این است که می توانند ناهماهنگی را تحمل کنند.

بیرینگ های بشکه ای درون ساختار خود دو ردیف ساچمه به شکل استوانه ای دارند که این دو ردیف زمینه ای را فراهم کرده است که این قطعات بتوانند نسبت به محور زاویه بسازند. در حقیقت نبودن همراستایی زاویه ای بین کنس داخلی و خارجی رولبرینگ می تواند تاثیر خود را در عملکرد و کارایی رو لبرینگ نشان دهد.

نتیجه گیری

پس در نتیجه بر اساس توضیحات داده شده در مقاله رولبرینگ چیست کاربرد و انواع آن قطعات بسیار کاربردی و تاثیر گذاری در صنعت هستند. این محصولات طیف گسترده و انواع گوناگونی دارند که از لحاظ خصوصیات ظاهری و کارکرد با یکدیگر متفاوت هستند.