یکی از مهم‌ترین مباحث در ساخت و طراحی دستگاه‌های صنعتی استفاده از بیرینگ است. انتخاب یک بیرینگ مناسب برای ماشین نه‌تنها موجب افزایش عمر مفید دستگاه می‌شود؛ بلکه کمک می‌کند دستگاه روان و با راندمان بهتر کار کند.
اما بیرینگ چیست؟ انواع بیرینگ صنعتی کدام است؟ ما در سپکا تصمیم گرفته‌ایم در یک مقاله با استفاده از مفاهیم ساده، اما کاربردی، درباره این قطعه مهم صنعتی همراه شما باشیم.
بیرینگ چیست؟
بیرینگ قطعه تازه اختراعی نیست. به گفته باستان‌شناسان مصریان باستان، اولین افرادی بودند که برای بالابردن سنگ از چوب‌هایی استفاده کردند که زیربنای بیرینگ امروزی شد.
لئوناردو داوینچی نیز یکی از افرادی بود که در طرح هلیکوپترش از بیرینگ استفاده کرد (البته نه مانند بیرینگ‌های امروزی). گفته می‌شود گالیله اولین کسی بوده است که بیرینگ را مشابه با آنچه امروز می‌بینیم طراحی کرده است.
اما هرچه که هست چه بیرینگ را گالیله یا داوینچی طراحی کرده باشند چه افراد دیگر، مهم آن است که بیرینگ‌ها در طول تاریخ استفاده شده‌اند و امروزه نیز به همان دلیل استفاده می‌شوند که در گذشته استفاده می‌شدند.
در تعریف بیرینگ می‌توان این‌گونه گفت که بیرینگ یک قطعه یا ابزار مکانیکی است که حرکت اجزا یک دستگاه را بدون اصطکاک امکان‌پذیر می‌کند.
نکته‌‌ای که باید به آن اشاره کرد ترجمه کلمه بیرینگ است که در زبان فارسی با عنوان یاتاقان از آن یاد می‌شود.
هرچند یاتاقان نمی‌تواند به تمام بیرینگ‌ها تعمیم داده شود؛ اما در بازار و صنعت به تمام بیرینگ‌ها یاتاقان یا بلبرینگ گفته می‌شود که این نام‌گذاری اصولی نیست ولی از آن استفاده می‌کنیم.
کاربردهای بیرینگ در صنعت
شاید بهتر بود می‌نوشتیم بیرینگ در کدام صنعت کاربرد ندارد. هرچند در آن صورت نیز مطلبی قابل نوشتن نبود. می‌توان اثبات کرد که یاتاقان در تمام صنایع استفاده می‌شود از صنایع غذایی تا فضایی هرکجا صنعتی وجود دارد بیرینگ نیز حضور دارد.
مهم‌ترین کاربرد انواع بیرینگ در صنایعی مانند خودروسازی، کشاورزی، نفت و گاز و ساعت‌سازی است. شاید در هیچ دستگاهی مانند خودرو برای ما عملکرد بیرینگ ملموس نبوده است. فرمان ماشین یکی از ارکان اتومبیل است که دارای بیرینگ است. یاتاقان در فرمان اتومبیل موجب حرکت نرم و روان آن می‌شود.
در صنایع فولاد نیز از یاتاقان استفاده می‌شود. دستگاه‌های مذاب و حرکت‌دهنده‌های نورد نیاز به بیرینگ داشته تا تولید فولاد امکان‌پذیر شود.
باید اشاره کرد که در تمام صنایع بسته به مشخصات بیرینگ؛ مانند نوع تحمل بار، ساچمه و نوع شافت از بیرینگ‌های مختلفی استفاده می‌شود که در انتهای محتوا توضیح کوتاهی ارائه می‌دهیم.
راهنمای خرید و مشخصات فنی الکتروموتور فشار ضعیف
معرفی انواع بیرینگ صنعتی
همان گونه که استفاده از بیرینگ در انواع صنایع متداول است، انواع بیرینگ نیز در صنعت به‌کارگیری می‌شود. صنعتگران بیرینگ‌ها را به سه شکل گروه‌بندی می‌کنند؛ نیروی وارده، نوع حرکت نسبی و ساچمه سه مدلی است که بیرینگ‌ها بر اساس آن تقسیم‌بندی می‌شوند.
- بیرینگ بر اساس نوع ساچمه که به دو نوع رولبرینگ و بلبرینگ تقسیم می‌شود.
- بیرینگ بر اساس نوع حرکت محوری که به دو گروه بیرینگ غلتشی و لغزشی تقسیم می‌شود.
- انواع بیرینگ که بر اساس نوع نیروی وارده به دو نوع بیرینگ شعاعی و محوری تقسیم می‌شوند.
باتوجه‌به اینکه در تمام مدل‌ها بیرینگ‌ها بر اساس بلبرینگ و رولبرینگ نام‌گذاری شده است ما نیز در بررسی انواع بیرینگ صنعتی علاوه بر بررسی ساختار کلی، تفاوت بلبرینگ و رولبرینگ را هم بررسی می‌کنیم.
بیرینگ ساچمه‌ای
به آن بلبرینگ گفته می‌شود، متداول‌ترین نوع بیرینگ در جهان است. ساختار این بیرینگ از رینگ و ساچمه توپی تشکیل شده است و در واقع نام بلبرینگ به‌واسطه استفاده از دو کلمه BALL و BEARING است که به این نام خوانده می‌شود. بلبرینگ در مکان‌هایی استفاده می‌شود که نیرو زیاد نبوده و به دو شکل شعاعی و محوری بر بیرینگ و شافت وارد می‌شود.
راهنمای خرید الکتروموتور فشار قوی و مشخصات فنی آن
بلبرینگ شیار عمیق
این نوع بلبرینگ را همه ما دیده‌ایم یک جسم دایره‌ای شکل که دارای یک شیار عمیق در کناره‌های جسم است و درون شیار پر از ساچمه است. این بلبرینگ جزو گروه بیرینگ حرکت شعاعی بوده و برای سرعت‌های بالا مناسب است. البته از این بلبرینگ برای حرکت‌های محوری نیز استفاده می‌شود.
بلبرینگ شیار عمیق به دو گونه در بازار دیده می‌شود:
- بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه
- بلبرینگ شیار عمیق دو ردیفه
در نوع شیاردار یک ردیفه یک شیار برای قرارگیری ساچمه وجود دارد؛ اما در نوع دو ردیفه دو شیار وجود دارد که تعداد بیشتری ساچمه در آن قرار می‌گیرد که باعث می‌شود بار بیشتری توسط بلبرینگ تحمل شود. هم صنایع سبک و هم سنگین از این بلبرینگ استفاده زیادی می‌کنند. از ویژگی‌های این بلبرینگ عدم نیاز به نگهداری در زمان کارکرد است.
بلبرینگ تماس زاویه‌ای
این بلبرینگ نیز هم توانایی تحمل بار شعاعی و محوری را دارد. این بلبرینگ شباهت زیادی به نوع شیار عمیق دارد، اما دارای یک تفاوت است و آن خط تحمل بار زاویه‌ای را با محور بلبرینگ تشکیل می‌دهد. در حقیقت سطح غلتش رینگ داخلی و خارجی نسبت به محور بیرینگ جابه‌جا شده و همین امر موجب می‌شود بیرینگ بتواند هم حرکت شعاعی و هم محوری را تحمل کند.
بلبرینگ تماس زاویه‌ای در سه مدل طراحی می‌شوند:
- بیرینگ یک ردیفه: این بلبرینگ دارای یک ردیفه ساچمه بوده و زاویه تماس 40 درجه است. در زمانی که نیرو از دو جهت به بلبرینگ اضافه شود از جفت بلبرینگ تماس زاویه‌ای یک ردیفه استفاده می‌کنیم باید به شکل دوتایی جای‌گذاری و استفاده شود.
- بیرینگ دو ردیفه: این بلبرینگ در دو طرح امروزه تولید می‌شوند که طرح A متداول است. در طرح A بلبرینگ داری شیار ساچمه نبوده و زاویه تماس آن 32 درجه است. البته طرح دیگر نیز تولید می‌شود که تنها در یک طرف دارای شیار است. باید توجه شود که در زمان جازدن بار اصلی محوری سمت شیاردار آن وارد نشود.
- بیرینگ با چهار نقطه تماس: شیار ساچمه در این بلبرینگ شبیه به بیرینگ تماس زاویه‌ای یک ردیفه است. رینگ داخلی در این بلبرینگ دوتکه است و باعث می‌شود تعداد بیشتری ساچمه درون آن قرار گیرد. تعداد ساچمه بیشتر برابر با تحمل بار بیشتر است.
مشخصات فنی الکتروموتور ترمزدار و کاربردهای آن
بلبرینگ خودتنظیم
یکی از انواع بلبرینگ است که دارای دو ردیف ساچمه و یک شیار کروی است که شیار در رینگ خارجی بیرینگ قرار گرفته است. استفاده از این بلبرینگ برای شفت‌هایی مناسب است که باید نسبت به یاتاقان دارای انحراف باشند. برای همین از بلبرینگ خودتنظیم در مکانی استفاده می‌کنیم که شفت به‌درستی جازده نشده است.
برینگ کف‌گرد
یکی از انواع بیرینگ‌ها که بار محوری را تحمل می‌کند، بلبرینگ کف گرد است. این بلبرینگ نباید تحت بار شعاعی قرار گیرد. این بلبرینگ به شکل یک ردیفه و پرغلتک ساخته می‌شوند که شکل یک‌طرفه توانایی تحمل بار ازیک‌طرف شافت را دارند.
در نوع دیگر بیرینگ کف گرد که بلبرینگ کف گرد دو ردیفه نامیده می‌شود ما شاهد دو شیار و دو ردیف ساچمه هستیم. این بیرینگ امکان تحمل بار محوری از دو طرف را دارد و نباید بار شعاعی روی آن سوار شود.
بلبرینگ‌های کف گرد امکان دمونتاژ شدن یا تفکیک‌سازی دارند.
بیرینگ غلتکی
به این نوع از بیرینگ رولبرینگ گفته می‌شود. رولبرینگ از دو کلمه ROLL به معنای غلتک و BEARING تشکیل شده است و برعکس بلبرینگ که درون آن ساچمه کار گذاشته می‌شود از غلتک برای کاهش اصطکاک کمک گرفته می‌شود. رولبرینگ‌ها در مکان‌هایی به کار گرفته می‌شود که نیرو به شکل شعاعی وارد شده است.
رولبرینگ استوانه‌ای
این نوع از بیرینگ دارای غلتک‌های استوانه‌ای است. این رولبرینگ به شکل یک و دو ردیفه ساخته می‌شود. در مدل یک ردیفه قفسه و ساچمه‌ها به شکل حایل بین دو رینگ داخلی و خارجی قرار می‌گیرد. در نوع یک ردیفه یکی از رینگ‌ها داخلی یا خارجی لبه ندارد یعنی یک یا دو طرف رینگ دارای لبه نیست و برای همین رولبرینگ را به‌راحتی می‌توان تفکیک کرد.
در رولبرینگ استوانه‌ای پر از غلتک بیشترین مقدار غلتک داخل بیرینگ جا شده است. در این رولبرینگ قفسه وجود نداشته و به‌جای آن غلتک فضای بیرینگ را پرکرده است؛ برای همین این رولبرینگ مناسب شافت‌هایی است که نیروی بسیار بالایی بر آن وارد می‌شود. البته رولبرینگ پر از غلتک به دلیل نبود پنجره ساچمه، غلتک‌ها دارای بیشترین تماس هستند که موجب می‌شود اصطکاک در رولبرینگ زیاد شود.
رولبرینگ سوزنی
در ابتدا اشاره شد که تنوع در جهان بیرینگ‌ها بی‌نهایت است رولبرینگ سوزنی در واقع نوعی بیرینگ استوانه‌ای است با این تفاوت که طول غلتک از قطر آن بیشتر است. چیزی مانند سوزن که طول از قطر بزرگتر است. در این رولبرینگ به دلیل آنکه سطح مقطع کوچکی دارد تحمل بار نیز کمتر از دیگر رولبرینگ‌هاست.
این رولبرینگ برای سرعت‌های کم تا متوسط مناسب است و می‌تواند بار شعاعی را تحمل کند. در کنار بیرینگ‌های گفته شده می‌توان به انواع بیرینگ صنعتی دیگر نیز اشاره کرد که عبارت‌اند از:
- رولبرینگ مخروطی
- رولبرینگ کره‌ای
- رولبرینگ بشکه‌ای
می‌توان گفت که تفاوت بلبرینگ و رولبرینگ در نوع ساچمه است که در بلبرینگ ساچمه به شکل توپ است و در رولبرینگ نوع ساچمه مانند غلتک، کشیده و استوانه است.
سایر محصولات سپکا: گیربکس خورشیدی
اجزای بیرینگ
بیرینگ یک قطعه یک‌دست نیست بلکه تجهیزی است که مونتاژ می‌شود. برای مونتاژ کردن بیرینگ‌ها سه قسمت در کنار هم قرار می‌گیرند تا یک بیرینگ تشکیل شود که می‌توان گفت اجزا بیرینگ عبارت است از:
- کنس
- اجزای غلتشی
- قفسه
کنس
کنس، یاتاقان، رینگ یا حلقه از جمله اسامی است که برای قسمت اصلی بیرینگ گفته می‌شود. کنس از استیل یا فولاد ساخته می‌شود تا بتواند بارهای مختلف را تحمل کند. در ساختمان بیرینگ ما شاهد دو کنس هستیم. کنس یا رینگ داخلی و کنس یا رینگ خارجی وظیفه نگهداری از ساچمه یا غلتک را برعهده دارد. هرچه نیرو بیشتر است نیاز به آلیاژ قوی‌تر برای تحمل بار است.
اجزای غلتشی
منظور از اجزای غلتشی ساچمه یا رول است که داخل کنس قرار می‌گیرد. وظیفه ساچمه چرخیدن در محور شفت و جلوگیری از اصطکاک است. جنس اجزاء غلتشی به طور معمول از فولاد است اما امروزه ساچمه‌های سرامیکی نیز در بیرینگ‌ها به کار گرفته می‌شود. مزیت اصلی ساچمه‌های سرامیکی مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی است.
تعداد ساچمه نیز در بیرینگ متفاوت است و هرچه این تعداد بیشتر است بیرینگ با نرمی بیشتری حرکت می‌کند.
قفسه
عدم وجود قفسه در سازه بیرینگ باعث تماس اجزاء غلتشی با یکدیگر شده و باعث افزایش اصطکاک و گرما می‌شود. قفسه به‌نوعی نگهدارنده ساچمه یا غلتک است. زمانی که نیروی محوری یا شعاعی به بیرینگ وارد می‌شود، ارتعاش باعث می‌شود اجزای غلتشی از جای خود حرکت کنند برای همین از قفسه استفاده می‌شود. دلیل دیگر استفاده از قفسه، استفاده از روان‌کننده‌ها مثل گریس است که برای زدن گریس در محفظه قفسه روغن تزریق می‌شود.
خرید انواع کوپلینگ و مشخصات فنی آن ها
نکات مهمی که در خرید بیرینگ باید به آن‌ها توجه کنید
یکی از مهم‌ترین نکته‌ها در مبحث بیرینگ موضوع انتخاب و خرید بیرینگ مناسب است. کارشناسان سپکا چند عامل را به عنوان مهم‌ترین نکات معرفی کرده‌اند.
اشاره شد که صنایع مختلف نیازمند بیرینگ هستند و در تکمیل باید گفته شود بسته به صنعت نوع بیرینگ نیز متفاوت است. انتخاب بیرینگ که متناسب با همان صنعت است یک نکته تخصصی بوده و نیازمند مشورت با کارشناس است.
- نوع بار عامل دیگری است که باید در زمان خرید و فروش بیرینگ به آن توجه کرد. بار محوری و شعاعی نياز به بيرينگ متفاوت دارد.
- ميزان فضای نصب نيز در زمان انتخاب انواع بيرينگ مهم است. شافت با قطر متفاوت نيازمند بيرينگ مختلف است.
- سرعت دورانی نكته‌ای است كه حتما بايد به آن توجه شود. زمانی كه سرعت بالا می‌رود، ارتعاش و حرارت در بيرينگ زياد می‌شود؛ برای همين لازم است در زمان خريد بيرينگ به سرعت توجه شود.
- بار وارد شده به بيرينگ موجب تغيير شكل الاستيك می‌شود؛ برای همين نسبت به بار وارد شده بايد سختی بيرينگ نيز متفاوت انتخاب شود. منظور از سختی مقاومت بيرينگ در برابر نيروهای جانبی است.
- نوع آب‌بند نيز عامل مهمی است كه در زمان انتخاب بيرينگ بايد به آن توجه شود. آب‌بند اجازه نمی‌دهد كه ماده روان‌كار از ياتاقان خارج شود. برای همين اندازه و سايز آب‌بند در ساختار بلبرينگ و رولبرينگ بسيار اهميت دارد.
قيمت بيرينگ نيز عامل بسيار مهمی است كه در صنعت به آن توجه می‌شود. با توجه به آنكه در يك دستگاه تعداد زيادی بلبرينگ و رولبرينگ استفاده می‌شود انتخاب يک بيرينگ قيمت مناسب حائز اهميت است. اما آنچه بيشتر از قيمت اهميت دارد كيفيت ياتاقان است كه در اثر كاركرد مداوم دچار خردشدن و شكستگی نشود. همین نکات در خرید اسلیو بیرینگ هم باید در نظر گرفته شود.
در اين زمان نياز است در هنگام خريد اين تجهيزها از مشورت با كارشناسان خبره بهره ببريد. كارشناسان ما در سپكا اين آمادگی را دارند كه به طور رايگان پاسخگوی شما بوده و مشاوره رايگان برای شما انجام دهند.