بلبرینگ چیست؟

بلبرینگ‌ها از اجزایی هستند که در مکانیک بسیار کاربرد دارند. قطعا شما نیز نام این قطعه را شنیده‌اید و استفاده از این قطعه مهم را در دستگاه‌های اطراف خود بسیار مشاهده کرده‌اید.

کد خبر: ۳۹۴۹۵۳

تاریخ: ۲۸ بهمن ۱۳۹۹ - ۱۷:۲۷

در این مقاله می‌خواهیم به معرفی بلبرینگ‌ها و موارد استفاده از آن‌ها بپردازیم. از آن جا که آشنایی با این قطعه بسیار ضروری است، پیشنهاد می‌کنیم این مقاله را از دست ندهید.

بلبرینگ (Ball Bearing)

به معنی بی‌رینگ توپی، یکی از انواع یاتاقان‌های تماس غلتشی است و به آن بی‌رینگ ساچمه‌ای هم گفته می‌شود، اما نام مصطلح آن در ایران بلبرینگ است و همه آن را به این اسم می‌شناسند.

همان طور که از اسم این نوع یاتاقان‌ پیدا است، بلبرینگ‌ها دارای ساچمه‌های گرد هستند.

یاتاقان‌ها در ابزار‌ها و ماشین‌های مختلف و به طور کلی هر چیزی که می‌چرخد و دوران دارد، برای کاهش اصطکاک کاربرد دارند.

وظیفه بی‌رینگ‌ها تحمل بارهای وارد شده به محورهای دورانی است.

بلبرینگ‌ها می‌توانند یک محور دوار را نگه داشته و ترکیبی از بارهای شعاعی و بارهای محوری را تحمل کنند، در نتیجه کاربرد وسیعی در مکانیک دارند.

بلبرینگ‌ها در جاهایی استفاده می‌شوند که بار وارد شده کم باشد و برای بارهای بسیار سنگین مناسب نیستند و در صورتی که بار سنگین به آن‌ها وارد شود، تغییر حالت داده و خرد می‌شوند.

تاریخچه بلرینگ

انسان متوجه شد که به گردش در آوردن اجسام (غلتش یا حرکت غلتشی) بسیار ساده‌تر و آسان‌تر از ساییدن آن‌ها ( لغزش یا حرکت لغزشی) بر روی هم می‌باشد. در همین زمان بود که بلبرینگ‌ها اختراع شدند.

مثلا: چرخ‌های دوچرخه را مانند نقش ساچمه در بلبرینگ‌ها تصور کنید که اگر به جای چرخ چیزی مانند اسکی را به جای آن قرار دهیم آن وقت حرکت دادن آن به دلیل وجود اصطحکاک بالا در خلاف جهت حرکت چرخ (قانون سوم نیوتن) بسیار مشکل خواهد بود.

بنابراین غلتیدن دو سطح روی هم (حرکت غلتشی) بسیار آسان‌تر از آن خواهد بود که بر روی هم بلغزند (حرکت لغزشی).

اجزای تشکیل‌دهنده بلبرینگ

بلبرینگ‌ها از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:

ساچمه رو یا کُنس داخلی (Inner Race)

ساچمه رو یا کُنس خارجی (Outer Race)

ساچمه (Ball)

دو کنس داخلی و خارجی ساچمه‌ها را بین خود نگه می‌دارند.

معمولا در اکثر کاربرد‌ها یکی از کُنس‌ها، به بخش دوار مثل محور متصل شده و با آن دوران می‌کند و کنس دیگر ثابت است، در نتیجه ساچمه‌ها بین کنس خارجی و کنس داخلی می‌غلتند. بار از طریق کنس متحرک به ساچمه‌ها و توسط ساچمه‌ها به کنس ثابت منتقل می‌شود.

سطح تماس ساچمه‌ها با کنس‌های داخلی و خارجی کوچک بوده و با حرکت محور ساچمه‌ها روی هم می‌غلتند. همین مسئله باعث ایجاد حرکتی نرم، یکنواخت و کم اصطکاک در بخش دوار می‌شود که بدون حضور ساچمه‌ها، اصطکاک هنگام حرکت محور روی سطح دیگر بسیار زیاد است.

با این که بلبرینگ‌ها به دلیل سطح تماس کم ساچمه‌ها بار کم‌تری را نسبت به سایر یاتاقان‌ها تحمل می‌کنند، اما می‌توانند مقداری از لنگی را پوشش دهند.

نحوه کار بلبرینگ

فشار حرکت در بلبرینگ‌ها  از لایه خارجی به گوی‌ها و سپس از گوی‌ها فشار به لایه داخلی منتقل می‌شود.

به دلیل کروی بودن گوی‌ها، نقطه تماس اندکی با لایه‌های درونی و بیرونی دارند. این حجم از نقطه تماس باعث نرم حرکت کردن آن‌ها می‌شود. یکی از پیامدهای این نقطه تماس کوچک این است که اگر فشار بیش از حدی به گوی‌ها وارد شود می‌تواند موجب تغییرشکل یا خردشدن آن‌ها شود. برای حل این مشکل می‌توان از یاتاقان‌های غلطکی یا یاتاقان‌های غلطکی مخروطی‌ شکل استفاده کرد.

بلبرینگ‌های محوری نوعی بلبرینگ‌ است که نمی‌تواند بار محوری شدیدی متحمل شود و برای سرعت‌های پایین در نظر گرفته شده‌اند. از این نوع بلبرینگ در میز‌های گردان استفاده می‌شود.

بلبرینگ از چه آلیاژهایی ساخته می‌شود؟

برای داشتن توانایی سختی پذیری تا مغز قطعه، بلبرینگ و رینگ‌ها و اجزای غلطتنده را معمولا از فولادهای کرم‌دار می‌سازند. در بعضی موارد نیز از فولادهای سخت شونده سطحی استفاده می‌گردد.

با وجود اینکه شرکت‌های سازنده بلبرینگ و رولبرینگ اطلاعات دقیق آلیاژ فولاد به کار رفته در محصولاتشان را به هیچ عنوان افشا نمی‌کنند، دو آلیاژ که در ساخت بلبرینگ استفاده می‌شود AISI 420 و AISI 52100 هستند.

بسته به نوع استفاده از بلبرینگ از آلیاژ به خصوصی در ساخت آن استفاده می‌شود. برای مثال بلبرینگ‌های بزرگ، مثل بلبرینگ‌های بشکه‌ایی بزرگ، از کوئچ و تمپر کردن فولاد با قابلیت سختی‌پذیری سطحی بالا تولید می‌شوند. در بی‌رینگ‌های ویژه که فشار و حرارت زیادی را متحمل می‌شوند و نباید در معرض زنگ زدن باشند، از فولادهای مقاوم به حرارت یا فولادهای زنگ نزن به همراه پلاستیک، سرامیک یا مواد مخصوص دیگر استفاده می‌شود.

با توجه به کاربرد مخصوص همچنین قفس بلبرینگ یا بی‌رینگ‌ها (بلبرینگ و رولبرینگ) نیز از مواد خاص ساخته می‌شوند. برای مثال معمولا به روش پرس‌کاری ورق و از ورق‌های فولادی ساخته می‌شوند و گاهی از ورق برنجی نیز استفاده می‌شود. همچنین از پلاستیک، برنج، آلیاژهای سبک  با فولاد و در بعضی موارد از آهن زینتر شده (تف جوشی شده) یا از رزین فنولی با لایه‌های الیاف نخی در ساخت قفسه‌های یکپارچه، استفاده می‌شود. این قفس‌های یکپارچه اما بیشتر از مواد ترموپلاست تزریق شده در قالب، خصوصا از پلی‌امید تقویت شده با الیاف شیشه ساخته می‌شوند.

انواع بلبرینگ عبارتند از:

بلبرینگ‌های شیار عمیق.

بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای.

بلبرینگ‌های کف گرد (شامل: بلبرینگ‌های کف گرد یک ردیفه، بلبرینگ‌های کف گرد دو ردیفه).

بلبرینگ‌های خود تنظیم.

اصول استفاده از بلبرینگ

استفاده از بلبرینگ بهترین راه‌ برای چرخش و کاستن اصطکاک است و بسیار راحت می‌باشد. برای مثال به گردش در آوردن چرخ‌های اتوموبیل در صورت نبود بلبرینگ، باید فلز دور چرخ با قدرت چرخیده شود و باعث حرکت خودرو خواهد شد. در صورت نبود بلبرینگ قطعات بسیار سریع‌تر فرسوده می‌شوند و حداکثر سرعت خودروها و چرخش لوازم بسیار کم‌تر خواهد شد. حرکت دستگاه‌های سنگین پس از استفاده از بلبرینگ بسیار ساده‌تر و با کاهش اصطحکاک و ساییدگی نرم‌تر شده است.

ضرورت خرید بلبرینگ

با تمام این تفاسیر می‌بینید که استفاده از بلبرینگ به شرایط و مکان بستگی ندارد. اطراف ما پر از ابزار و ماشین‌آلاتی است که بلبرینگ‌ها از اجزای ثابت آن به شمار می‌روند؛ از کشوهای یک کابینت گرفته تا به حرکت درآمدن اتومبیل شما به وجود آن بستگی دارد.

برای همین است که نمی‌توان خود را بی‌نیاز از خرید این قطعه مکانیکی دانست. همچنین داشتن اطلاعات کافی برای خرید آن ضرورت دارد. فاکتورهای مهمی که در خرید بلبرینگ‌ها باید مدنظر قرار داد، عبارتند از:

در گام اول برند تولیدکننده این محصول است. یکی از برندهای مطرح جهانی که محصولات با کیفیتی را هم تولید می‌کند؛ skf ، یک کمپانی سوئدی است. بلبرینگ skf به دوام و کارایی طولانی مدت شناخته می‌شود و بسیاری ترجیح می‌دهند این محصول گزینه نهایی آن‌ها برای خرید باشد.

بعد از برند باید به نوع بلبرینگی که نیازمند خریداری آن هستید، هم بشناسید، همان‌طور که اشاره شد برای یک کشو کمد قطعا مدل ساده و مسطح کاربرد دارد و برای کاربردهای سرعت بالا، بلبرینگ سرامیکی مانند اسپیندل موتورها نیاز هست.

همچنین در مورد فروشنده این قطعه هم باید مطمئن باشید زیرا بازار مملو از کالاهای فیک است و احتمال اینکه به جای کالای اصل به مشتری فروخته شود بالا است.

کاربردهای بلبرینگ

بلبرینگ در صنعت خودروسازی

صنعت خودروسازی که یکی از بزرگ‌ترین و حساس‌ترین صنایع در دنیا می‌باشد. امروزه بلبرینگ در این صنعت بسیار زیاد و کاربردی می‌باشد. این قطعات در تجهیزات متفاوتی از این صنعت عظیم دارای استفاده می‌باشند و کارکرد‌های زیادی نیز دارند.

از کاربردهای بلبرینگ در صنعت خودروسازی می‌توان به استفاده از آن‌ها در موارد زیر نام برد:

موتور.

چرخ‌های خودرو.

قطعات چرخنده.

کاربرد بلبرینگ در صنعت فولاد

یکی دیگر از صنایع بزرگ و تاثیر‌گذار در دنیا صنعت فولاد می‌باشد.

در هر گوشه و کناری از این صنعت عظیم را که مشاهده کنید وسایل، ابزارآلات و موتورهایی را خواهید دید که در حال کار و چرخش می‌باشند. این موتور‌ها و ابزارآلات به جهت کارکرد مناسب و عملکرد صحیح از انواع مختلفی از بلبرینگ‌ها استفاده می‌کنند.

کاربرد بلبرینگ در صنعت کشاورزی

یکی دیگر از صنایع بزرگ در دنیا صنعت کشاورزی می‌باشد. در این صنعت نیز وسایل و ماشین آلات زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در آن از بلبرینگ به شکل‌های مختلفی استفاده می‌شود. هزاران وسیله و ابزار دیگر در کشاورزی با استفاده از بلبرینگ‌های مختلف است، که دارای کارایی بالا می‌باشند.

برای مثال: کمباین‌ها، ماشین‌های کاشت و برداشت، موتور‌های پمپ آب و …

کاربرد بلبرینگ در صنعت فضایی

در صنعت فضایی که یکی از دقیق‌ترین و حساس‌ترین صنایع در دنیا می‌باشد، بلبرینگ بسیار استفاده می‌شود. در این صنعت حساس وسایل و امکاناتی بسیار مهم و با حساسیت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در صورت استفاده نشدن از بلبرینگ‌های مناسب در یکی از آن‌ها صدمات و هزینه‌های جبران ناپذیری به آن تحمیل خواهد شد. بلبرینگ در صنعت‌های مختلفی استفاده می‌شود و از جمله این صنایع می‌توان به موارد زیر  اشاره کرد:

صنایع بسته بندی مواد غذایی.

صنایع چاپ و ماشین آلات.

صنعت حمل و نقل و صنایع وابسته به آن.

صنایع تولید انواع موتورها به خصوص موتور‌های الکتریکی.

صنعت بزرگ و حساس نظامی

در این مقاله شما با بلبرینگ و اجزای تشکیل دهنده آن، تاریخچه، نحوه کار، آلیاژهای تشکیل‌دهنده، انواع مدل‌های آن، ضرورت خرید و کاربرد‌های آن در صنایعی نظیر کشاورزی و ماشین آلات و غیره آشنا شدید. امیدواریم مطالب گفته شده برای شما مفید واقع شود.