مبانی مهندسی: راهنمای جامع بلبرینگ ها (بخش اول)
مبانی مهندسی: راهنمای جامع بلبرینگ ها (بخش دوم)
مبانی مهندسی: راهنمای جامع بلبرینگ ها (سوم)
مبانی مهندسی: راهنمای جامع بلبرینگ ها (چهارم)
دلایل رایج آسیب به بلبرینگ‌ها
راهنمای تخصصی از رادین بلبرینگ ایرانیان
بلبرینگ‌ها، اگر به‌درستی نصب، روانکاری و نگهداری شوند، می‌توانند تا پایان عمر طراحی‌شده‌ی خود بدون نقص کار کنند. اما در بسیاری از مواقع، خرابی زودهنگام بلبرینگ‌ها نه به‌دلیل نقص ساخت، بلکه ناشی از نصب نادرست، روانکاری نامناسب یا شرایط کاری غیر استاندارد است. شناخت دلایل اصلی آسیب، نخستین گام در افزایش عمر مفید و کارایی بلبرینگ است.
انواع خرابی‌های اصلی بلبرینگ
بر اساس استاندارد بین‌المللی ISO 15243، حالت‌های خرابی بلبرینگ شامل موارد زیر است:
- خستگی (Fatigue): سطحی یا زیرسطحی
- سایش (Wear): سایشی و چسبنده
- خوردگی (Corrosion): ناشی از رطوبت یا اصطکاک
- فرسایش الکتریکی (Electrical Erosion): ناشی از جریان یا ولتاژ اضافی
- تغییرشکل پلاستیکی (Plastic Deformation): بر اثر ضربه یا بار بیش از حد
- شکست و ترک‌خوردگی (Fracture and Cracking): بر اثر تنش، گرما یا نصب نادرست
۱. خستگی سطحی و زیرسطحی (Surface & Subsurface Fatigue)
خستگی بلبرینگ یکی از شایع‌ترین دلایل خرابی زودهنگام است. این نوع خرابی در اثر اعمال مکرر بارهای دینامیکی و چرخه‌ای به اجزای غلتشی و مسیر غلتش ایجاد می‌شود. به مرور زمان، فشارهای تماسی باعث بروز ترک‌های ریز در لایه‌های زیرسطحی فولاد می‌گردد که در نهایت منجر به جدا شدن ذرات از سطح (پدیده‌ی Spalling) می‌شود.
این پوسته‌پوسته شدن معمولاً به صورت نواحی بی‌نظم و زبر در سطح مسیر غلتش دیده می‌شود و در مراحل پیشرفته، باعث افزایش صدا، ارتعاش و دمای عملکرد می‌شود.
علل اصلی:
- روانکاری ناکافی یا استفاده از گریس نامناسب
- آلودگی ذرات فلزی یا گرد و غبار در روانکار
- بار بیش از حد طراحی یا ناهماهنگی در نصب
- بارگذاری شوکی یا تغییرات دمایی ناگهانی
راه‌حل‌ها و توصیه‌های تخصصی:
- انتخاب روانکار با ویسکوزیته مناسب دمای کاری و سرعت دوران
- کنترل کیفیت گریس و تعویض دوره‌ای آن
- بررسی آب‌بندی‌ها برای جلوگیری از نفوذ آلودگی
- استفاده از بلبرینگ با سختی سطحی بالا یا طراحی ویژه برای بارهای متناوب
۲. سایش (Wear)
سایش در بلبرینگ زمانی رخ می‌دهد که بین سطوح در تماس، اصطکاک مکانیکی پیوسته و بدون لایه روانکار کافی وجود داشته باشد. این پدیده می‌تواند باعث افزایش لقی داخلی، کاهش دقت چرخش، صدا و ارتعاش غیرعادی شود.
وجود ذرات ساینده مانند گرد و غبار، براده‌های فلزی یا زنگ‌زدگی قبلی می‌تواند این فرآیند را تسریع کند. همچنین، سایش ممکن است به شکل سایش سایشی (Abrasive Wear) یا سایش چسبنده (Adhesive Wear) بروز پیدا کند.
علل اصلی:
- نفوذ آلودگی به داخل بلبرینگ
- فیلتر یا آب‌بند معیوب
- روانکاری نامناسب یا خشک شدن گریس
- هم‌محوری نادرست شفت و پوسته
راه‌حل‌ها و اقدامات پیشگیرانه:
- استفاده از آب‌بندهای چندلایه و مقاوم در برابر گرد و غبار
- انتخاب گریس‌های مقاوم در برابر ذرات و اکسیداسیون
- اجرای برنامه‌های نگهداری منظم (PM) و کنترل آلودگی محیطی
- در کاربردهای سنگین، استفاده از بلبرینگ‌های با قفسه پلیمری یا برنزی
۳. خوردگی (Corrosion)
خوردگی یکی از آسیب‌های مخرب و تدریجی در بلبرینگ‌هاست که معمولاً ناشی از نفوذ آب، رطوبت یا بخارات شیمیایی است. تماس مداوم سطوح فلزی با رطوبت باعث تشکیل زنگ آهن (Fe₂O₃) می‌شود و با گذشت زمان، باعث تخریب لایه سخت سطحی و افزایش سایش می‌گردد.
نوعی دیگر از خوردگی با نام خوردگی فرتینگ (Fretting Corrosion) در محل اتصال حلقه‌ها با شفت یا پوسته رخ می‌دهد که در اثر حرکات ارتعاشی بسیار کوچک و پیوسته ایجاد می‌شود.
نشانه‌ها:
- لکه‌های قهوه‌ای یا تیره روی مسیر غلتش
- صدای ناهنجار در دوران
- زبری و افت راندمان در حرکت
راه‌حل‌ها و توصیه‌ها:
- استفاده از گریس‌های مقاوم در برابر آب و رطوبت
- کنترل دقیق آب‌بندی‌ها و جلوگیری از تعریق یا نشتی بخار
- در محیط‌های شیمیایی، استفاده از بلبرینگ‌های استیل ضدزنگ (Stainless Steel)
- کنترل هم‌محوری و جلوگیری از لرزش‌های ریز برای پیشگیری از Fretting
۴. فرسایش الکتریکی (Electrical Erosion)
زمانی که جریان برق از مسیر بلبرینگ عبور کند، در نقاط تماس اجزای غلتشی و مسیر غلتش قوس‌های الکتریکی بسیار کوچک (Micro Arcs) ایجاد می‌شود. این پدیده باعث ذوب شدن موضعی سطح فلز و تشکیل حفره‌های ریز یا خطوط موجی‌شکل می‌گردد که به‌تدریج باعث زبری سطح، نویز و کاهش عمر کاری می‌شود.
در سیستم‌های موتوری، ژنراتور یا اینورترها، این نوع خرابی بسیار رایج است.
علل اصلی:
- اتصال زمین ناقص یا اشتباه
- استفاده از موتورهای الکتریکی بدون عایق شفت
- عبور جریان نشتی از طریق بلبرینگ
راه‌حل‌های مهندسی:
- استفاده از بلبرینگ‌های عایق‌دار (Insulated Bearings) یا با پوشش سرامیکی
- نصب سیستم اتصال زمین مستقل برای محور
- استفاده از حلقه‌های انحراف جریان (Grounding Rings)
- کنترل منبع تغذیه و بررسی جریان‌های نشتی در موتور
۵. تغییر شکل پلاستیکی (Plastic Deformation)
تغییر شکل پلاستیکی یا فرورفتگی سطح، زمانی رخ می‌دهد که بلبرینگ در حالت بی‌حرکت یا کم‌حرکت تحت بار زیاد یا ضربه‌ی مکانیکی قرار گیرد. این نوع خرابی معمولاً به صورت فرو رفتگی‌های منظم روی مسیر غلتش دیده می‌شود که دقیقاً با فاصله‌ی ساچمه‌ها یا رولرها منطبق است.
در بسیاری موارد، این آسیب ناشی از نصب نادرست با چکش، افتادن بلبرینگ یا اعمال بار لحظه‌ای بیش از حد است.
علائم و پیامدها:
- افزایش صدای دوران و ارتعاش
- توزیع غیریکسان بار روی ساچمه‌ها
- افت شدید دقت چرخش و عمر مفید
راه‌حل‌ها و توصیه‌ها:
- استفاده از ابزار نصب تخصصی (مانند هیتراست یا بوش فشاری)
- رعایت گشتاور استاندارد در مونتاژ
- جلوگیری از ضربه مستقیم به حلقه‌ها یا اجزای غلتشی
- در بارهای سنگین، استفاده از رولبرینگ‌های با سطح سخت‌تر و طراحی مخصوص بار ضربه‌ای
۶. شکست و ترک‌خوردگی (Fracture & Cracking)
شکست یا ترک‌خوردگی در بلبرینگ‌ها یکی از خطرناک‌ترین حالت‌های خرابی است، زیرا به سرعت منجر به از کار افتادن کل سیستم می‌شود. این پدیده معمولاً در اثر بارگذاری بیش از حد، نصب ناصحیح یا تنش‌های حرارتی شدید ایجاد می‌شود. ترک‌ها ممکن است در حلقه‌ها، ساچمه‌ها یا قفسه ظاهر شوند و اغلب از نواحی تمرکز تنش (مثل لبه‌ها یا شیارها) شروع می‌شوند.
علت‌های رایج:
- استفاده از بلبرینگ کوچک‌تر از ظرفیت موردنیاز
- انبساط حرارتی ناهمگون بین حلقه داخلی و بیرونی
- ضربه یا لرزش شدید در حین عملکرد
- مواد اولیه یا عملیات حرارتی نامناسب
راهکارهای مؤثر:
- انتخاب بلبرینگ با ظرفیت بار و کلاس دقت مناسب کاربرد
- اطمینان از نصب دقیق با ابزارهای استاندارد
- استفاده از سیستم‌های خنک‌کاری یا تهویه برای کنترل دمای عملیاتی
- بررسی منظم ارتعاش و صدا برای شناسایی زودهنگام ترک‌ها
جدول تشخیص خرابی و راه‌حل‌ها
| علامت خرابی | علت احتمالی | راه‌حل پیشنهادی |
|---|---|---|
| پوسته‌پوسته شدن مسیر غلتش | بار بیش از حد یا نصب ضعیف | انتخاب بلبرینگ با ظرفیت بالاتر و بهبود روانکاری |
| تغییر رنگ سطح | دمای زیاد یا روانکاری ناکافی | بررسی سیستم روانکاری و بهبود خنک‌سازی |
| سایش یکنواخت سطح | آلودگی یا ذرات فلزی در گریس | استفاده از گریس تمیز و آب‌بند مطمئن |
| زنگ‌زدگی یا خوردگی سطحی | نفوذ رطوبت یا نگهداری نامناسب | بهبود شرایط آب‌بندی و انبارداری |
| ترک در حلقه یا ساچمه | بار بیش از حد یا ضربه | کنترل بار و استفاده از ابزار مناسب |
| قفل شدن اجزا | روانکاری ضعیف یا لقی کم | تنظیم فاصله داخلی و بهبود دفع حرارت |
| شکست قفسه | ارتعاش یا سرعت بیش از حد | کاهش لرزش و کنترل سرعت کاری |
توصیه تخصصی رادین بلبرینگ ایرانیان
- از ابزارهای حرفه‌ای برای نصب و جداسازی استفاده کنید.
- از گریس‌ها و روانکارهای اصلی با ویسکوزیته مناسب شرایط کاری بهره ببرید.
- بلبرینگ‌ها را در محیط خشک، خنک و عاری از گردوغبار نگهداری کنید.
- پس از هر دوره کاری، لرزش، صدا، دما و وضعیت گریس را بررسی کنید.
رادین بلبرینگ ایرانیان
نماینده رسمی برندهای معتبر جهانی و تأمین‌کننده تخصصی بلبرینگ، رولبرینگ و یاتاقان‌های صنعتی در ایران.
برای مشاوره فنی یا سفارش خرید با کارشناسان ما تماس بگیرید.