بلبرینگ‌ها (Bearings) اجزای مکانیکی مهمی هستند که برای ایجاد حرکت چرخشی یا خطی روان در دستگاه‌ها طراحی شده‌اند. این قطعات با کاهش اصطکاک بین بخش‌های متحرک، موجب افزایش سرعت، بازدهی و عمر مفید سیستم می‌شوند. علاوه بر این، بلبرینگ‌ها وظیفه دارند بارها و تنش‌های مختلف را در ماشین‌ها تحمل کرده و از سایر قطعات پشتیبانی کنند.
وقتی دو قطعه فلزی در تماس مستقیم با یکدیگر حرکت می‌کنند، اصطکاک زیادی ایجاد می‌شود که به مرور باعث سایش و تخریب مواد خواهد شد. بلبرینگ‌ها با استفاده از دو سطح که روی یکدیگر می‌غلتند، این اصطکاک را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند و حرکت نرم و کنترل‌شده‌ای را فراهم می‌سازند.
ساختار کلی بلبرینگ‌ها
در ساختار بلبرینگ معمولاً اجزای زیر وجود دارد:
- دو حلقه (رینگ داخلی و خارجی) که مسیر حرکت (Raceway) را تشکیل می‌دهند. المان‌های غلتشی (Rolling Elements) مانند ساچمه‌ها یا رولرها که بین دو رینگ حرکت می‌کنند.قفسی (Cage) که فاصله بین المان‌های غلتشی را حفظ کرده و حرکت آن‌ها را هدایت می‌کند.
بلبرینگ‌ها در اصل مانند چرخ عمل می‌کنند و دو نقش کلیدی دارند:
- انتقال حرکت از طریق چرخش آزاد بین قطعات
- انتقال نیروها به روش لغزشی یا غلتشی
بار وارد بر بلبرینگ می‌تواند از نوع شعاعی (Radial) یا محوری (Thrust) باشد که نوع طراحی بلبرینگ آن را تعیین می‌کند.
هدف این راهنما آن است که شما را با انواع متداول بلبرینگ‌ها، طراحی، نحوه عملکرد، روش نصب و نگهداری صحیح، و همچنین دلایل خرابی رایج آن‌ها آشنا کند.
۱. طبقه‌بندی بلبرینگ‌ها
بلبرینگ‌ها از نظر ساختار، نحوه عملکرد، نوع حرکت مجاز و جهت بار وارده دسته‌بندی می‌شوند.
الف) از نظر طراحی
۱. بلبرینگ ساده (Plain Bearings)
که با نام‌های بوش، بوشینگ یا یاتاقان لغزشی نیز شناخته می‌شوند. این نوع ساده‌ترین نوع بلبرینگ است و فاقد قطعات متحرک است. معمولاً در ماشین‌هایی با محور چرخان یا لغزنده استفاده می‌شود.
جنس آن‌ها می‌تواند فلزی یا پلاستیکی باشد و برای کاهش اصطکاک معمولاً از روانکارهایی مانند روغن یا گرافیت استفاده می‌شود. بلبرینگ‌های ساده برای حرکات لغزشی، چرخشی، نوسانی یا رفت‌وبرگشتی کاربرد دارند.
۲. بلبرینگ‌های غلتشی (Rolling-Element Bearings)
این نوع بلبرینگ دارای طراحی پیچیده‌تر و توان تحمل بار بالاتری است. درون آن المان‌های غلتشی مانند ساچمه یا استوانه بین رینگ ثابت و متحرک قرار دارند.
حرکت نسبی بین رینگ‌ها باعث غلتش المان‌ها شده و در نتیجه اصطکاک و لغزش به حداقل می‌رسد.
بر اساس شکل المان غلتشی، این گروه به زیرشاخه‌های زیر تقسیم می‌شود:
- بلبرینگ ساچمه‌ای (Ball Bearing)
- رولربرینگ استوانه‌ای (Cylindrical Roller Bearing)
- رولربرینگ بشکه‌ای (Spherical Roller Bearing)
- رولربرینگ مخروطی (Tapered Roller Bearing)
- رولربرینگ سوزنی (Needle Roller Bearing)
- رولربرینگ دنده‌ای (Gear Bearing)
۳. بلبرینگ سیال (Fluid Bearings)
در این نوع، لایه‌ای از سیال (مایع یا گاز) بین سطوح داخلی و خارجی وجود دارد. این لایه بسیار نازک ولی پرفشار است و باعث می‌شود تماسی بین سطوح فلزی وجود نداشته باشد. به همین دلیل، اصطکاک و سایش در این نوع بلبرینگ‌ها بسیار کمتر از نوع غلتشی است.
۴. بلبرینگ مغناطیسی (Magnetic Bearings)
این بلبرینگ‌ها با استفاده از نیروی شناوری مغناطیسی بار را تحمل می‌کنند و هیچ تماس فیزیکی بین قطعات وجود ندارد. به دلیل حذف اصطکاک، طول عمر بالا و سرعت چرخش بسیار زیاد از مزایای اصلی این نوع بلبرینگ‌هاست.
کاربرد آن‌ها در صنایع سنگین مانند نفت و گاز، نیروگاه‌ها، تجهیزات اپتیکی با سرعت بالا و سیستم‌های خلأ بسیار رایج است.
ب) بر اساس جهت بار
بلبرینگ‌ها از نظر جهت نیروی واردشده به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
- بلبرینگ‌های شعاعی (Radial Bearings)
- بلبرینگ‌های محوری (Thrust Bearings)
- بلبرینگ‌های خطی (Linear Bearings)
زاویه تماس بین محور و سطح بلبرینگ، نوع آن را تعیین می‌کند:
- زاویه کمتر از ۴۵ درجه → شعاعی
- زاویه بیشتر از ۴۵ درجه → محوری
بلبرینگ‌های خطی نیز وظیفه هدایت حرکت در یک مسیر مستقیم را دارند و معمولاً در دو شکل گرد و مربعی تولید می‌شوند.
بلبرینگ‌های شعاعی
این بلبرینگ‌ها بارهایی را تحمل می‌کنند که عمود بر محور شفت وارد می‌شود. بسته به طراحی، ممکن است تا حدی بار محوری را نیز در یک یا دو جهت تحمل کنند.
بلبرینگ‌های ساده (Journal Bearings) معمولاً در این گروه قرار می‌گیرند.
بلبرینگ‌های محوری
این نوع برای تحمل بارهایی طراحی شده که در راستای محور شفت (محوری) وارد می‌شود.
برخی مدل‌ها می‌توانند بار محوری را در یک یا هر دو جهت تحمل کنند و در مواردی بار شعاعی اندکی نیز بپذیرند، اما برای سرعت‌های بسیار بالا مناسب نیستند.
نکته: از آنجا که هر دو نوع بلبرینگ ساده و غلتشی می‌توانند بارهای شعاعی و محوری را منتقل کنند، انتخاب نوع بلبرینگ کاملاً به نیاز و شرایط کاربرد بستگی دارد.
مجموعه کامل بلبرینگ‌ها در رادین بلبرینگ ایرانیان
در وب‌سایت رادین بلبرینگ ایرانیان می‌توانید مجموعه‌ای گسترده از انواع بلبرینگ‌ها، یاتاقان‌ها و روانکارهای تخصصی را از معتبرترین برندهای جهانی مانند SKF، FAG، INA، NSK و TIMKEN مشاهده کنید.
اگر به دنبال انتخاب دقیق و تخصصی بلبرینگ برای کاربرد صنعتی خود هستید، کارشناسان ما آماده‌اند تا بهترین گزینه را با توجه به نوع بار، سرعت، دما و شرایط کاری، به شما پیشنهاد دهند.
مبانی مهندسی: راهنمای جامع بلبرینگ ها (بخش دوم)
مبانی مهندسی: راهنمای جامع بلبرینگ ها (سوم)