رولبرینگ که به عنوان ” اجزای غلتنده بیرینگ ” نیز شناخته شده است ، شبیه بلبرینگ هستند که برای حمل بار و در عین حال به حداقل رساندن اصطکاک طراحی شده اند. با این حال، رولبرینگ ها بارها را با استفاده از عناصر غلتشی سیلندر ، به جای ساچمه ، انتقال می دهند تا جدایی بین قسمت های متحرک بلبرینگ را حفظ کنند.
این بلبرینگ های همه کاره می توانند شامل یک یا چند ردیف اجزای غلتنده باشند. ردیف های متعدد می توانند ظرفیت بار شعاعی را به طور قابل توجهی بهبود بخشند. همچنین، استفاده از اشکال مختلف غلتک می تواند اصطکاک را کاهش دهد و بارهای شعاعی و محوری را تحمل کند.
در حالی که رولبرینگ ها می توانند بارهای بیشتری را نسبت به بلبرینگ های معمولی تحمل کنند ، کاربردهای آنها عموما محدود به عملیات با سرعت کم است. بسیاری از انواع رولبرینگ ها خود تراز هستند و به راحتی می توانند بر عدم تراز و مشکلات نصب غلبه کنند – نیازهای تعمیر و نگهداری ، سرویس و نیروی کار را کاهش دهند.
رولبرینگ ها در طیف گسترده ای از اشکال و اندازه ها هستند و می توانند برای موقعیت های تخصصی سفارشی شوند. همچنین استفاده از فلنج ها ، قفسه ها و ردیف های متعدد بیرینگ می تواند عملکرد بالاتری را برای رفع نیازهای کاربردی خاص فراهم کند.
رولبرینگ چیست ؟
رولبرینگ ها Roller Bearings قطعاتی هستند که امکان حرکت نسبی بین دو قطعه را از طریق غلطش فراهم می کنند. در رولبرینگ ها سطح تماس ساچمه با سطوح ، به صورت یک خط می باشد و به همین دلیل آن ها قادر خواهند بود فشار شعاعی بسیار زیادی را تحمل کنند ، ولی قادر به تحمل فشار محوری نمی باشند.
تفاوت اصلی رولبرینگ و بلبرینگ در مقاومت آنها در برابر انواع بارهای وارده است. به طور کلی بار وارده بر انواع رولبرینگ ها و بلبرینگ ها به دو صورت شعاعی radial و محوری thrust می باشد و بسته به موقعیت و شرایطی که بلبرینگ مورد استفاده قرار می گیرد ، یکی از این دو بار و یا هردو بار بر آن وارد می شوند.
اکنون می دانیم رولبرینگ چیست. در مواقعی که فشار از نوع شعاعی باشد ، می توان از رولبرینگ ها استفاده کرد زیرا رولبرینگ ها در برابر این نوع بارها بسیار مقاوم هستند و در صورتی که هر دو بار شعاعی و محوری وارد شود ، از بلبرینگ ها می توان استفاده کرد. در ادامه انواع رولبرینگ ها را برایتان شرح می دهیم :
انواع رولبرینگ
اکنون می دانیم رولبرینگ چیست و باید با انواع آن آشنا شویم. مدل استوانه ای رولبرینگ تا دمای 150 درجه سانتی گراد بدون تغییر بوده و شامل دو نوع است :
یک ردیفه استوانه ای
پر غلتک استوانه ای
هزاران نوع مختلف رولبرینگ برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص موجود است. به طور کلی از نمونه رولبرینگ استوانه ای در سرعت های بالا و یا بار شعاعی سنگین استفاده می کنیم. مدل استوانه ای یک ردیفه دارای حلقه های بیرونی و درونی است که این حلقه ها از یک طرف آن یا هر دو طرفش لبه ای ندارد و همین مزیت باعث شده تا رولبرینگ قابل تفکیک باشد.
رولبرینگ پرغلتک برعکس سایر رولبرینگ ها به دلیل نداشتن قفسه قسمت های خالی با غلتک پر شده و شاید علت این نام گذاری همین باشد. با اینکه پهنا ( عرض ) آن زیاد است ، اما ضخامت ( قطر ) کمی دارد و این ویژگی موجب شده تا به مقدار قابل ملاحظه توانایی حمل بار را داشته باشد و در مقدار فضای موجود برای جا زدن رولبرینگ صرفه جویی و بهینه سازی شود.
مدل پرغلتک دارای انواع یک ردیفه ، دو ردیفه و چند ردیفه است و مسلما سرعت دورانی آن به اندازه سایر رولبرینگ های معمولی نیست. همچنین به دلیل نداشتن پنجره ساچمه ای غلتک ها مستقیما با هم در تماس هستند و همین موضوع باعث افزایش اصطکاک و وجود مشکلاتی در در لایه هیدرودینامیکی روانکار در فاصله ما بین غلتک ها و در نتیجه باعث افزایش میزان ساییدگی خواهد شد. معمولا برای جلوگیری از این خسارت ها بر روی غلتک ها عملیات حرارتی انجام می دهند.
رولبرینگ استوانه ای.
این بیرینگ ها دارای غلتک هایی هستند که از قطرشان بلندتر هستند و می توانند بارهای بیشتری را نسبت به بلبرینگ تحمل کنند. رولبرینگ های استوانه ای می توانند بارهای شعاعی سنگین را حمل کنند و می توانند در کاربردهای با سرعت بالا مورد استفاده قرار گیرند.
رولبرینگ کروی.
این ها می توانند بارهای سنگینی را حتی در هنگام مواجهه با ناهماهنگی و انحراف شفت حمل کنند. آنها را می توان به گونه ای طراحی کرد که دارای سوراخ های استوانه ای یا مخروطی برای نصب با یا بدون گلویی وفق دهنده باشد. رولبرینگ های کروی که با فاصله های داخلی مختلف و گزینه های نگهدارنده موجود می باشند ، می توانند بار محوری را در هر جهت و همچنین بارهای ضربه سنگین را تحمل کنند. این بلبرینگ ها در ابعاد حفره ای از 20 میلی متر تا 900 میلی متر موجود هستند.
رولبرینگ سوزنی.
این نوع بلبرینگ نسبت به رولبرینگ های معمولی نازک تر است و می توان آن را با یا بدون حلقه داخلی طراحی کرد. رولبرینگ های سوزنی برای مقابله با محدودیت های فضای شعاعی در کاربردهای با بار سنگین و با سرعت بالا ایده آل هستند. سبک های رولبرینگ سوزنی با رینگ داخلی از جنس ورق کشیده شده ظرفیت‌های بار بالا و مخازن گریس بزرگ را امکان پذیر می سازند ، در حالی که هنوز طراحی مقطع باریکی را ارائه می دهند. این بیرینگ ها با آب بند اینچی یا متریک عرضه می شوند.
رولبرینگ مخروطی.
این بیرینگ ها می توانند بارهای شعاعی و رانش را تحمل کنند. آنها فقط می توانند بارهای محوری یک طرفه را تحمل کنند ، بنابراین یک بیرینگ دوم معکوس جانبی برای متقابل لازم است. رولبرینگ های مخروطی در اندازه های اینچ و متریک موجود هستند. رولبرینگ ها در طیف گسترده ای از کاربردها ، از تجهیزات و ماشین آلات سنگین گرفته تا تولید برق ، تولید و هوافضا استفاده می شوند.
شرح رولبرینگ استوانه ای
ساده ترین نوع رولبرینگ ، رولبرینگ استوانه ای است. این بیرینگ ها می توانند با چالش های بارگذاری شعاعی سنگین و سرعت بالا روبرو شوند. آنها همچنین سفتی عالی ، انتقال بار محوری ، اصطکاک کم و مدت زمان خدمات طولانی را ارائه می دهند. ظرفیت بار را می توان با اجتناب از استفاده از قفسه ها یا نگهدارنده هایی که معمولا برای نگه داشتن غلتک های استوانه ای در محل قرار دارند ، افزایش داد. این اجازه می دهد تا غلتک های بیشتری برای حمل بار نصب شوند.
آنها به صورت تک ردیف ، دو ردیفه و چهار ردیفی موجود هستند. آنها همچنین در انواع جداگانه و آب بند شده هستند. انواع جداگانه برای مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است مانند میل لنگ موتور استفاده می شود. در انواع آب بند شده ، از آلودگی یاتاقان جلوگیری می شود و روان کننده حفظ می شود و آن را گزینه ای بدون نیاز به تعمیر و نگهداری است.
رولبرینگ کروی چیست ؟
بارهای شعاعی و محوری سنگین زمانی که شفت مستعد ناهماهنگی است می تواند چالش بزرگتری باشد. این وضعیت را می توان به خوبی با رولبرینگ های کروی کنترل کرد. آنها ظرفیت حمل بار بالایی دارند و می توانند ناهماهنگی بین شفت و محفظه را مدیریت کنند. این باعث کاهش هزینه تعمیر و نگهداری و بهبود طول عمر سرویس می شود.
مسیر غلتش رولبرینگ کروی نسبت به محور بلبرینگ مایل هستند. به جای ضلع های مستقیم ، غلتک ها دارای ضلع های کروی هستند که بر روی مسیرهای کروی قرار می گیرند و ناهماهنگی های کوچک را در خود جای می دهند. رولبرینگ های کروی دارای طیف وسیعی از موارد استفاده هستند. آنها در کاربردهایی استفاده می شوند که بارهای سنگین ، سرعت های متوسط تا زیاد و ناهماهنگی احتمالی رخ می دهد. برخی از مصارف آن عبارتند از وسایل نقلیه خارج از جاده ، پمپ ها ، فن های مکانیکی ، پیشرانه های دریایی ، توربین های بادی و گیربکس ها.
رولبرینگ مخروطی چیست ؟
رولبرینگ مخروطی شامل بخش هایی از یک مخروط به عنوان یک عنصر حمل بار است. این غلتک ها بین دو مسیر غلتش قرار می گیرند که همچنین بخش هایی از یک مخروط توخالی هستند. اگر مسیرهای غلتش و محورهای غلتک ها گسترش می یافتند ، همه آنها در یک نقطه مشترک به هم می رسیدند. رولبرینگ های مخروطی برای تحمل بارهای محوری بالاتر علاوه بر بارهای شعاعی طراحی شده اند. هرچه نیم زاویه این مخروط معمولی بزرگتر باشد ، بار محوری بیشتری می تواند تحمل کند. بنابراین آنها به عنوان بیرینگ های کف گرد و همچنین بیرینگ های بار شعاعی کار می کنند.
رولبرینگ سوزنی چیست ؟
رولبرینگ سوزنی نوع خاصی از رولبرینگ ها است که به دلیل قطر کم ، غلتک های استوانه ای شکلی دارد که شبیه سوزن هستند. به طور معمول ، طول غلتک در رولبرینگ فقط کمی بیشتر از قطر آن است. وقتی صحبت از بیرینگ سوزنی می شود ، طول غلتک ها حداقل چهار برابر از قطر آنها بیشتر می شود.
از آنجایی که بیرینگ های سوزنی قطر کمتری دارند ، غلتک های بیشتری را می توان در همان فضا قرار داد که باعث افزایش سطح در تماس با مسیرهای غلتش می شود. بنابراین ، آنها قادر به تحمل بارهای بالا هستند. اندازه کوچک همچنین می تواند در کاربردهایی که فضا محدود است مفید باشد ، زیرا به فاصله کمتری بین محور و محفظه نیاز دارند. بیرینگ های سوزنی در قطعات خودرو مانند گیربکس و محورهای بازوی راکر استفاده می شود. آنها همچنین در کمپرسورها و پمپ ها استفاده می شوند.
خواص رولبرینگ بشکه ای کف گرد :
- وجود زوایه در شیارغلتک برای قابل تحمل بودن بارهای شعاعی و بارهای محوری
- قابلیت تنظیم خودکار ( در نتیجه از حساست رولبرینگ نسبت به ناهمراستایی شافت جلوگیری می کند )
- قابلیت تفکیک شدن از هم
- خاصیت نامتقارن بودن
- قدرت بالا برای تحمل بار محوری
- سرعت دورانی بالا
رولبرینگ های مخروطی شکل :
اکنون می دانید رولبرینگ چیست و باید با مدل مخروطی آن آشنا شوید. مدل مخروطی آن دارای شیارهایی بر روی غلتک یا همان ساچمه آن در کنس های بالا و پایین است که خود این ساچمه ها نیز به صورت مخروطی هستند. از ویژگی های مهم آنها قابلیت جداسازی آن می باشد و می تواند آن را به دو بخش مجزای مخروط ( دارای کنس های داخلی به همراه قفسه و ساچمه ها ) و کاپ ( تنها کنس بیرونی دارد ) تفکیک کرد.
رولبرینگ های مخروطی شکل در سه نمونه یک ردیفه ، دو ردیفه و چهار ردیفه طراحی شده اند و از نظر اندازه دارای متریک و اینچی می باشند. نوع یک ردیفه آن فقط توانایی تحمل بارهای محوری را از یک جهت داشته و همانطور که گفته شد اندازه آن به صورت اینچی و متریک هست. استفاده از مدل مخروطی شکل نسبت به سایر نمونه های موجود یک سری مزایا دارد. به عنوان مثال روانکاری آن ساده بوده ، از دقت بالایی در هدایت محوری شفت برخوردار است و همچنین تحمل بالایی در مقابل بارهای محوری و شعاعی دارد.
دلایل عمده خرابی رولبرینگ ها و روش های پیشگیری
بار کف گرد :
بیرینگ های کف گرد برای تحمل بارهای محوری مانند شفت های عمودی استفاده می شوند. طرح های متداول عبارتند از : بلبرینگ های کف گرد ، رولبرینگ های کروی کف گرد ، رولبرینگ های مخروطی کف گرد یا رولبرینگ های استوانه ای کف گرد. همچنین اجزای غیر غلتنده مانند بیرینگ های هیدرواستاتیک یا مغناطیسی در مواردی که به بارهای سنگین یا اصطکاک کم نیاز است کاربرد دارند.
بار شعاعی :
اجزای غلتنده بیرینگ اغلب برای محورها به دلیل اصطکاک غلتشی کم استفاده می شوند. برای بارهای سبک مانند دوچرخه ، اغلب از بلبرینگ استفاده می شود. برای بارهای سنگین و جاهایی که بارها می توانند در حین پیچیدن به شدت تغییر کنند ، مانند خودروها و کامیون ها از رولبرینگ های مخروطی استفاده می شود.
حرکت خطی :
رولبرینگ های حرکت خطی معمولا برای شفت ها یا سطوح صاف طراحی می شوند. بلبرینگ های سطح صاف اغلب از غلتک ها تشکیل شده و در یک قفسه نصب می شوند که سپس بین دو سطح صاف قرار می گیرد. رولبرینگ ها برای شفت از گلوله‌های بلبرینگ در شیاری استفاده می‌کنند که برای چرخش مجدد آنها از یک سر به سر دیگر در حین حرکت یاتاقان طراحی شده است. به این ترتیب، آنها را بلبرینگ خطی یا بلبرینگ چرخشی می نامند.
مزایای رولبرینگ چیست ؟
- نگهداری آسان
- اصطکاک کم
- می تواند بارهای شعاعی بالایی را تحمل کند
- رولبرینگ های مخروطی می توانند بارهای محوری بالایی را تحمل کنند
- دقت عالی
- برای تنظیم جابجایی محوری استفاده می شود
- ارتعاشات کم
معایب رولبرینگ چیست ؟
- پر سر و صدا
- قیمت بالا
چه زمانی از رولبرینگ استفاده کنیم ؟
رولبرینگ رایج ترین جایگزین برای بلبرینگ است. بنابراین بیایید تعیین کنیم که چه نوع شرایط کاری برای این نوع بیرینگ مناسب است :
بار های سنگین. رولبرینگ سطح تماس بسیار بیشتری را فراهم می‌کنند و بار را به طور یکنواخت تر توزیع می‌کنند. بنابراین ، آنها کمتر مستعد شکست هستند و می توانند نیروهای زیاد را تحمل کنند.
سرعت های پایین تر. این دوباره،ه منطقه تماس می رسد. اصطکاک بیشتری وجود دارد که می تواند منجر به تولید دمای بالاتر و سایش سریعتر شود