هدف اصلی یاتاقان‌ها در هر دستگاه این است که اصطکاک بیش از حد مجاز افزایش نیابد و همچنین شفت‌ها به راحتی بچرخند. به همین دلیل است که در سیستم‌هایی که عملکرد به این شکل است، از یاتاقان‌های نورد استفاده می‌شود. تا دهه ۱۹۴۰ میلادی از ژورنال بیرینگ‌ها در ماشین آلات صنعتی استفاده می‌شد.
با این حال به کمک پیشرفت تکنیک‌های ماشین کاری و متالورژی، بلبرینگ‌های غلتکی نیز بیش از گذشته مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه بسیاری از دستگاه‌ها دارای بلبرینگ‌های غلتکی هستند. به عبارت بهتر هر ماشین و دستگاهی که می‌چرخد، برای تسهیل چرخش نیاز به بلبرینگ‌های غلتکی دارد. حتی برای کوچک‌ترین وسایل از مدل مینیاتوری استفاده می‌شود. استفاده از بلبرینگ در صنعت بسیار زیاد است.
به طور کلی بلبرینگ شامل چهار قطعه است: کنس خارجی، کنس داخلی، قفسه و ساچمه‌ها. اجزای غلتکی موجود در این بلبرینگ‌ها شامل ساچمه‌ها و انواع غلتک‌ها می‌باشند. اکثر این قطعات در یک نقطه مشترک هستند و آن این است که باید همه قسمت‌ها از فلز ساخته شده باشند.
یکی از مهم‌ترین مزایای این مدل این است که لرزش را از خود عبور نمی‌دهند. به همین دلیل است که آن‌ها در تحمل بارهای شعاعی و محوری عملکرد خوبی ارائه می‌دهند.
کاهش لرزش در این قطعات باعث می‌شود که بتوان از آن‌ها در دستگاه‌های مختلفی استفاده کرد. با این حال هر چند که به صورت دقیق ماشینکاری شده‌اند، با این حال طول عمر محدودی دارند. اگر مشکلی در آن به وجود بیاید، فرکانس‌های خاصی را ایجاد می‌کند و به مرور فرسوده می‌گردد.
یاتاقان‌های کروی
همانطور که از نام آن مشخص است، این قطعه به شکل کروی طراحی شده است. تعداد توپی‌های به کار رفته در یاتاقان بسته به کاربرد آن متفاوت خواهد بود. این مدل به منظور حمل بارهای شعاعی و محوری طراحی شده است. حتی با تغییر طراحی این قطعات، همچنان می‌توان آن‌ها را به گونه‌ای استفاده کرد که در بارهای محوری بزرگ قرار گیرند.
یاتاقان‌های غلتکی استوانه‌ای
این نوع بلبرینگ‌ها به شکل استوانه‌ای هستند و به منظور حمل بارهای شعاعی بزرگ طراحی شده‌اند. با این حال با توجه به ساختاری که دارند برای بارهای محوری گزینه مناسبی نخواهند بود. برای برخی از دستگاه‌ها و ماشین آلات، این بلبرینگ‌ها به شکل بشکه‌ای هستند و به همین دلیل امکان تراز کردن آن‌ها وجود دارد.
یاتاقان‌های مخروطی
این طراحی اقتباسی از مدل‌های استوانه‌ای می‌باشد. آن‌ها معمولا به منظور تحمل بارهای محوری و شعاعی طراحی شده‌اند. تفاوت آن‌ها با مدل‌های استوانه‌ای و کروی این است که دارای بار شعاعی کمتری هستند.
با توجه به برنامه‌های کاربردی می‌توان از یاتاقان‌های غلتکی مختلف استفاده کرد. به همین دلیل است که کنس‌های داخلی و خارجی با زوایای متفاوت در دست است.
برنامه‌های کاربردی مانیتورینگ ارتعاش
بلبرینگ‌های غلتکی با طراحی و نصب آسان، باعث می‌شوند که مسیر انتقال سیگنال از منبع لرزش به محفظه بیرونی به خوبی فراهم شود. علاوه بر این فرکانس‌های گسل روتور، نیاز به نظارت فرکانس‌های منحصر به فرد توسط قسمت‌های مختلف بلبرینگ دارند.
محاسبه فرکانس
اگرچه یاتاقان‌های عناصر نورد به صورت دقیق ساخته شده‌اند، با این حال دارای نقایص کوچکی نیز هستند. با توجه به تحمل بار به صورت دقیق، گاهی نصب نادرست باعث می‌شود که عمر بلبرینگ کاهش یابد.
اگر ابعاد یاتاقان غلتکی درست و مشخص باشد، می‌توان فرکانس‌های نقص آن را به صورت دقیق محاسبه کرد.
نظارت بر خرابی
در صورت وجود لرزش در سیستم، توسط یاتاقان مشخص می‌شود. به کمک تکنیک‌ها و دستگاه‌های مختلف، اندازه گیری لرزش بلبرینگ ماشین آلات راه سازی و سایر بلبرینگ‌ها ممکن خواهد بود. می‌توان به کمک دامنه فرکانس، این مورد را مشخص و محاسبه کرد.
سیگنال‌ها به کمک سنسورهایی به دست می‌آیند که بر منابع فرکانسی بالا استوار هستند.
به کمک دستگاه‌های اندازه گیری، فرکانس‌های به دست آمده بررسی می‌شود. آن‌ها مشخص کننده این هستند که آیا بلبرینگ غلتکی به خوبی کار می‌کند و یا خیر.
از این رو قبل از آنکه بارهای وارد شده بر یاتاقان موجب شکست آن شوند، از فرکانس‌های اساسی تعدیل شده استفاده می‌شود.
توپی‌ها
یکی از مهم‌ترین اجزای بلبرینگ‌ها، ساچمه‌ها هستند که وظیفه اصلی آن‌ها چرخش است. این قطعات از جنس‌های مختلفی ساخته می‌شوند. به عنوان مثال مدل‌های سرامیکی مزیت برتری نسبت به همتایان استیلی خود دارند، به این دلیل که در دماهای بالا مقاوم‌تر و به طور کلی صاف‌تر می‌باشند. این موجب چرخش نرم‌تر خواهد شد و طبیعی است که گران‌تر از مواد دیگر باشند.
ساچمه‌های سرامیکی در سه نوع سیلیکون نیترید، دی اکسید زیرکونیوم و سیلیکون کاربید وجود دارند.
مدل سیلیکون نیترید از گزینه‌های دیگر بهتر است، به این دلیل که سختی بیشتری دارد. بهتر است بدانید که در بسیاری از صنایع به جای صنایع فولادی استفاده کنند، ساچمه‌های سرامیکی را به کار می‌برند. با توجه به جنس این مواد، آن‌ها نسبت به اکسیژن و رطوبت واکنشی نشان نمی‌دهند پس دچار زنگ زدگی نمی‌شوند. به همین دلیل هزینه کردن برای این مدل قطعا ارزش خواهد داشت.
پوشش بلبرینگ
این بخش باعث محافظت از بلبرینگ در برابر عوامل خارجی و محیطی می‌شود. پوشش از خروج گریس از محفظه جلوگیری می‌کند. معمولا این قطعات از فلز و یا پلاستیک ساخته می‌شوند. مدل‌های فلزی به صورت قابل تعویض و غیر قابل تعویض در بازار وجود دارند.
در زمان انتخاب بهتر است گزینه‌هایی را در نظر بگیرید که از نفوذ عوامل محیطی مانند گرد و خاک یا سایر مواد شیمیایی به داخل یاتاقان جلوگیری کند.
پوشش خوب باعث افزایش عمر بلبرینگ می‌شود. به همین دلیل بسیار مهم است که به نوع آن‌ها توجه داشته باشید.
کنس‌های داخلی و خارجی
رینگ و یا کنس‌ها، قطعاتی هستند که توپی‌ها به راحتی داخل آن‌ها حرکت می‌کنند. معمولا از فولاد ضد زنگ برای ساختن این قطعات استفاده می‌گردد. از آنجایی که بلبرینگ‌های غلتکی برای بارهای جانبی ساخته نشده‌اند، وارد شدن این نوع بار موجب می‌شود تا کنس داخلی و خارجی فشار زیادی را تحمل کنند که این احتمال موجود دارد ساچمه‌ها و رینگ تغییر شکل داده و یا خرد شوند.
نگهدارنده توپی‌ها
معمولا نگهدارنده‌ها از نایلون ساخته می‌شوند به این دلیل که قطعات فلزی باعث ایجاد اصطکاک بیشتر می‌شوند. در حالی که نایلون نسبت به فولاد و برنج ضریب اصطکاک کمی دارد، هر چند که یکی از معایب آن طول عمر کوتاهش است.
هر کدام از این قطعات در کنار هم یک یاتاقان غلتکی را تشکیل می‌دهد که امروزه در صنایع مختلف نقش مهمی دارند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.