نحوه انتخاب بیرینگ
چگونه باید بلبرینگ و رولبرینگ را انتخاب نماییم؟ نحوه انتخاب بیرینگ (بلبرینگ و رولبرینگ) به چه صورت می باشد؟ بهترین، جامع ترین و کامل ترین راهنمای انتخاب بلبرینگ و رولبرینگ در این صفحه می باشد.
نحوه انتخاب صحیح بیرینگ چگونه می باشد؟
بلبرینگ ها انواع مختلفی دارند و اندازه آنها می تواند از چند میلی متر تا قطر بیش از ده متر باشد.
هنگام انتخاب بیرینگ مناسب دستگاه شما، دو معیار زیر بسیار مهم است.
- باید متناسب با محیط استفاده از دستگاه و شرایط عملیاتی مورد نیاز بیرینگ انتخاب شود.
- تعویض باید آسان باشد و نگهداری و بازرسی دستگاه را تسهیل کند.
فاکتورهای انتخاب بیرینگ
مهم ترین پارامترهایی که باید در انتخاب بیرینگ استاندارد مورد توجه قرار گیرد، عبارتند از:
- بارهای وارده به بیرینگ
- فضای موجود جهت نصب
- شرایط محیطی
- عدم همراستایی
- سرعت دورانی
- دقت در کار
- سختی
- نصب و پیاده سازی
- روانکاری و سیستم آب بند
- هزینه نصب
- دمای محیط کار
بارهای وارده به بیرینگ
از آنجا که انواع مختلف بار بر روی یاتاقان ها اعمال می شود، برای انتخاب، باید مقدار بار، انواع (شعاعی یا محوری و ترکیبی) و جهت کاربرد (هر دو جهت یا یک جهت در صورت بار محوری)، همچنین لرزش و ضربه باید در نظر گرفته شود.
انواع بارهای وارده به بیرینگ
- بار محوری: موازی با محور چرخش
- بار شعاعی: عمود بر محور چرخش
- بارهای ترکیبی: اعمال همزمان یک بار شعاعی و یک بار محوری روی یاطاقان
یک بار ترکیبی سبک یک بلبرینگ شیار عمیق یا یک بلبرینگ تماس زاویه ای را می طلبد، در حالی که یک بار ترکیبی سنگین یک رولبرینگ مخروطی نیاز دارد.
بیرینگ های شعاعی
بیرینگ های کف گرد
اگر بار محوری زیادی از هر دو جهت اعمال شود، می توان دو یا بیشتر بلبرینگ را ترکیب کرد یا از یاتاقان دو ردیفه استفاده کرد.
به عنوان مثال، اگر از بار ترکیبی پشتیبانی شود، توصیه می شود یک رولبرینگ مخروطی را انتخاب کنید. اگر به یاتاقان نیاز دارید که بتواند بار شعاعی زیادی را تحمل کند، رولبرینگ استوانه ای طرح NU و N و رولبرینگ های سوزنی و رولبرینگ های توریدال را توصیه می کنیم. از طرف دیگر، اگر یاتاقان شما نیاز به تحمل بارهای کمتری دارد، یک بلبرینگ کافی است زیرا غالباً از قیمت کمتری برخوردار هستند.
تحمل بار شعاعی، محوری، مرکب، ارتعاشی و ضربه ای که به عنوان مثال نتیجه گیری زیر را جهت بارهای شعاعی می توان عنوان نمود:
بلبرینگ های شیار عمیق <بلبرینگ ساچمه ای زاویه ای < بلبرینگ استوانه ای < بلبرینگ غلتکی مخروطی < بلبرینگ غلتکی کروی
علاوه بر سه نوع بار فوق که بر بیرینگ ها اعمال می شود بارهای یکطرفه (نیرو در یک جهت) و دوطرفه (نیرو در دو جهت) و متغیر (نیرو در همه جهات) هم باید در نظر گرفت.
رولبرینگ ها (ساچمه استوانه ای و غلتکی) توانایی و قدرت تحمل بار بیشتری نسبت به بلبرینگ ها (ساچمه گرد) با ابعاد یکسان دارند. رولبرینگ ها هم برای شافت های با قطر زیاد به کار می روند.
بیرینگ های تحمل کننده بار محوری شامل بلبرینگ های کف گرد یک طرفه و دو طرفه و بلبرینگ های تماس زاویه ایی می باشد.
بیرینگ های تحمل کننده بار محوری یک جهته متوسط و سنگین شامل رولبرینگ های کف گرد سوزنی، رولبرینگ های استوانه ای، مخروطی و رولبرینگ های بشکه ای می‌باشند.
بیرینگ های تحمل کننده بار های ترکیبی شامل انواع بلبرینگ تماس زاویه ای یک ردیفه و دو ردیفه و رولبرینگ های مخروطی یک ردیفه و در موارد نادر بلبرینگ های شیار عمیق و رولبرینگ های بشکه ایی می باشد.
- فضای موجود جهت نصب
یکی دیگر از پارامتر های مهم در انتخاب بیرینگ ها فضای موجود برای نصب بیرینگ است. در اکثر موارد بیرینگ ها را براساس قطر داخلی آن که بر اساس قطر شافت ماشین مورد نظر از قبل تعیین شده است (تصویر a) یا قطر خارجی یاتاقان متناسب با ابعاد محفظه (تصویر b) انتخاب می کنند.
بلبرینگ های شیار عمیق پر استفاده ترین برای شافت های سایز کوچک و رولبرینگ ای استوانه ای، مخروطی، بشکه ای و برای سایز بزرگ به کار گرفته می شود.
- شرایط محیطی
شرایط کارکرد هنگام انتخاب بیرینگ ایده آل بسیار مهم است. بنابراین لازم است محیطی که در آن از بیرنگ استفاده می کنید تجزیه و تحلیل شود. ممکن است بیرینگ شما در معرض آلودگی های زیادی باشد. برخی موارد استفاده می توانند منجر به اختلال صدا، ضربه یا لرزش شوند.
درصورتی که شرایط کار بیرینگ دارای محیط های با دمای زیاد، محیط غبار آلود، خلاء، حلالهای شیمیایی، گازی و مغناطیسی، آب دریا، و غیره باشد، نحوه انتخاب نوع بیرینگ با در نظر گرفتن شرایط محیط کارکرد انتخاب می شود.
- عدم همراستایی
شرایط عملیاتی که باعث عدم هم ترازی (انحراف شافت ناشی از بار، عدم صحت شافت و محفظه، خطاهای نصب) می تواند بر عملکرد تحمل تأثیر بگذارد. حلقه های داخلی و خارجی به دلیل انحراف شافت ناشی از بارهای وارد شده، خطای ابعادی شافت و محفظه و خطاهای نصب، کمی ناهموار هستند. مقدار مجاز عدم انطباق بسته به نوع تحمل و شرایط کار متفاوت است، اما معمولاً زاویه کوچک کمتر از 0.0012 رادیان است. بار داخلی ناشی از عدم انطباق بیش از حد به بلبرینگ ها آسیب می رساند. هنگامی که انتظار می رود یک عدم انطباق بزرگ وجود داشته باشد، یاتاقانهایی که دارای قابلیت خود تراز شدن هستند، مانند بلبرینگ های خود تنظیم، باید انتخاب شوند.
- سرعت دورانی
پاسخ به سرعت چرخش تجهیزاتی که بلبرینگ در آن نصب می شود در انتخاب نوع بیرینگ تعیین کننده است.
(سرعت محدود کننده برای تحمل به عنوان سرعت مجاز بیان می شود و این مقدار در جدول مشخصات تحمل مشخص شده است.)
از آنجا که سرعت مجاز نه تنها به نوع دمای کارکرد، بلکه به اندازه یاطاقان، قفسه، دقت، بار و روغن کاری بسیار متفاوت است، در انتخاب یاتاقان ها باید تمام فاکتورها را در نظر گرفت.
وجود قفسه برای رولبرینگ های استوانه ای و بلبرینگ های سوزنی سرعت بیشتری را نسبت به بیرینگ های بدون قفسه فراهم می کند.
بلبرینگ های زیر بیشترین استفاده را برای کار با سرعت بالا دارند:
بلبرینگ های شیار عمیق، یاتاقان توپ، زاویه تماس، یاطاقان غلتکی استوانه ای
- دقت در کار
با توجه به عملکرد مورد نیاز بسته به تجهیزاتی که در آن بیرینگ ها، نصب شده اند دقت متفاوت است و به صورت کلاس تلرانسی بلبرینگ معرفی می گردد، به عنوان مثال: اسپیندل های ماشین ابزار نیاز به دقت بالا برای عمکرد دارند.
در زیر پرکاربردترین بلبرینگ ها با دقت عملکردی بالا آورده شده است:
بلبرینگ های شیار عمیق، بلبرینگ های تماس زاویه ایی، رولبرینگ های استوانه ای
- سختی
عامل بعدی که در انتخاب بیرینگ مورد توجه قرار می گیرد، سختی که عملکرد تحمل مورد نیاز را ارائه می دهد (وقتی بار به یاتاقان وارد می شود، تغییر شکل الاستیک در نقطه تماس عناصر نورد (ساچمه ها یا رول ها) آن با سطح مسیر حرکت ایجاد می شود).
هرچه بلبرینگ ها، مقاومت (صلبیت و سختی) بیشتری داشته باشد، بهتر می توانند تغییر شکل الاستیک را کنترل کرد.
تغییر شکل الاستیک در رولبرینگ ها کمتر از بلبرینگ ها هست.
استحکام را می توان برای بلبرینگ های تماس زاویه ایی و رولبرینگ های مخروطی با قراردادن پیش بار افزایش داد.علاوه بر این، پیش بارگذاری تأثیر مثبتی بر روی عمر تحمل و سطح نویز سیستم شما خواهد داشت.
نکته: مراقب باشید، برای انتخاب پیش بارگذاری (شعاعی یا محوری) باید از سختی تمام قطعات از طریق نرم افزار یا آزمایش مطلع شوید. در معیارهای انتخاب خود، شما همچنین باید مواد ایده آل برای تحمل خود را در نظر بگیرید. بلبرینگ ها می توانند از فلز، پلاستیک یا سرامیک ساخته شوند. مواد یاتاقان به کاربرد مورد نظر بستگی دارد. ما توصیه می کنیم که مقاوم ترین در برابر فشار را تحمل کنید. به خاطر داشته باشید که مواد استفاده شده بر قیمت یاتاقان تأثیر دارد.
- نصب و پیاده سازی
روش های نصب و پیاده سازی مورد نیاز برای بازرسی دوره ای بیرینگ ها، در انتخاب نوع بیرینگ موثر است.
بلبرینگ های استوانه ای، رولبرینگ های سوزنی و بلبرینگ های مخروطی و بیرینگ هایی با حلقه های داخلی و خارجی قابل تفکیک، برای کاربردهایی که در آنها نصب و پیاده سازی به طور مکرر انجام می شود، توصیه می شود.
استفاده از آستین باعث سهولت در نصب بلبرینگ های خود تنظیم و رولبرینگ های مخروطی می شود.
- روانکاری و سیستم آب بند
انتخاب سیستم آب بندی برای اطمینان از عملکرد صحیح و طولانی مدت یاتاقان ضروری است. بنابراین مهم است که اطمینان حاصل شود که یاتاقان همیشه از هرگونه ناخالصی و عوامل خارجی مانند گرد و غبار، آب، مایعات خورنده یا حتی روان کننده های استفاده شده به خوبی محافظت می شود. این انتخاب به نوع روان کننده، شرایط محیط (و بنابراین نوع آلودگی)، فشار سیال و سرعت چرخش بستگی دارد.
فشار سیال یک عامل تعیین کننده در انتخاب سیستم آب بندی است. اگر فشار زیاد باشد (به عنوان مثال در محدوده 2-3 بار) یک آب بند مکانیکی ایده آل است. در غیر این صورت، انتخاب مستقیماً به نوع روان کننده، گریس یا روغن مرتبط خواهد بود.
بسیاری از یاتاقانهای مختلف با مهر و موم داخلی برای پیش روان سازی در دسترس هستند. بعضی از آنها مادام العمر هستند. در برنامه های مصرف کننده و برنامه هایی که ممکن است نگهداری در آنها ناچیز باشد، به این نوع توجه ویژه داشته باشید.
- هزینه نصب
به طور کلی، بلبرینگ ها نسبت به رولبرینگ ها برای سوراخ های کوچک و بارهای کم هزینه تر هستند، در حالی که رولبرینگ ها در اندازه های بزرگتر و بارهای سنگین تر، قیمت کمتری دارند.
- دمای محیط کار
همه ی بیرینگ ها قابلیت تحمل دمایی در بازه ۳۰- درجه تا ۵۰ دارند و در دماهای بالاتر توانایی تحمل بار کم می شود که در این شرایط باید از بیرینگ های سرامیکی، بلبرینگ نسوز و غیره استفاده شود.
سوالات متدوال در انتخاب نوع بیرینگ
لطفا توجه داشته باشید که دستور زیر فقط یک راهنما است. هنگامی که شما واقعاً یاتاقان مورد استفاده را انتخاب می کنید، مهمترین فاکتورها تاریخچه موفقیت گذشته و نقاط پیشرفت هستند، بنابراین لازم نیست این دستور را به صورت حروف دنبال کنید.
- به چه بزرگی و جهت باری نیاز دارید؟ آیا در فضای نصب جای می گیرد؟
- آیا از دو (یا بیشتر) یاتاقان در یک شافت استفاده می کنید؟
- آیا ابعاد و عمر مفید نیازهای شما را برآورده می کند؟
- آیا دقت و سختی لازم برای عملکرد دستگاه را دارد؟
- آیا برای برآوردن عمر مفید خود از تناسبات و ترخیص داخلی برخوردار است؟
- آیا از سختی لازم برای دستگاه برخوردار است؟
- آیا یاتاقان می تواند در مدت زمان طولانی پایدار بچرخد؟
- به دنبال چه سازه / مونتاژ پیرامونی هستید؟
- آیا تعمیر و نگهداری / بازرسی دستگاه را تسهیل می کند؟
