وجود اصطکاک بین اجزای دستگاههای صنعتی و ماشین‌آلات در اکثر موارد باعث ایجاد خوردگی، ساییدگی، خراشیدگی و… میشود؛ یکی از قطعه‌هایی که برای جلوگیری از این مشکلات و کاهش اصطکاک کاربرد دارد بلبرینگ یا Ball Bearing است. بلبرینگ از مهم‌ترین قطعه‌های به کار رفته در هر وسیله متحرک است که با داشتن ساچمه یا توپ‌های حامل به عنوان عضو غلتشی، قادر هستند اجزای نوسانی موجود در سیستم را با حداقل اصطکاک و نیروهای ایجاد شده، منتقل کنند؛ درنتیجه افزایش عمر مفید قطعات، سرعت، کاهش ایجاد گرما و کاهش صدا در حین کارکرد دستگاه را به دنبال خواهد داشت.
در ادامه قصد داریم تا به بررسی اینکه «بلبرینگ چیست؟»، ساختار، اهمیت، وظایف و کاربرد آن بپردازیم.
آنچه در این مقاله مطالعه خواهیم کرد:
بلبرینگ چیست؟
این قطعه مهم در ابزارها و به طور کلی هر چیزی که دوران دارد، برای کاهش اصطکاک کاربرد دارند. وظیفه آنها تحمل بارهای وارده به محورهای دورانی است؛ البته برای بارهای سنگین مناسب نیستند و اغلب در جاهایی استفاده میشوند که بار وارد شده زیاد نباشد.
ساچمه‌ها اجزای اصلی تشکیل‌دهنده آنها هستند که باعث میشوند بلبرینگ در خانواده یاتاقان‌ها (از نوع غلتکی) قرار گیرد. این گوی‌های کوچک برای کاهش سایش و اصطکاک بین شافت و چرخ دنده قرار می‌گیرند.
به طور کلی اگر بیرینگ یا یاتاقان دارای ساچمه‌های غلتان کروی باشد به آن بلبرینگ و اگر دارای ساچمه استوانه‌ای باشد به آن رولبرینگ گفته میشود. طراحی هر دوی این قطعات ساده است و بسیار مشابه هم هستند. (شکل‌های مختلف ساچمه: گرد، استوانه، بشکه‌ای، مخروطی و سوزنی)
اشکال مختلف در پارامترهای سنجشی مانند سرعت چرخش، میزان تحمل بار، جهت تحمل بار و اندازه آنها موثر هستند.
اجزای تشکیل‌دهنده بلبرینگ
بلبرینگ ها از اجزای اصلی زیر تشکیل شده‌اند:
- کُنس یا رینگ یا ساچمه‌رو (Rings) شامل (کنس داخلی و کنس خارجی)
- ساچمه یا رول (rolling elements)
- قفسه (Cage)
کنس
کنس یا رینگ، دو حلقه خارجی و داخلی هستند که توپ های فلزی را بین خود نگه می‌دارند. در بیشتر کاربردها یکی از کنس‌ها، به بخش چرخشی متصل میشود و با آن دوران می‌کند و کنس دیگر ثابت است، در نتیجه ساچمه‌ها بین این دو می‌غلتند.
ساچمه
بار از طریق کنس متحرک به ساچمه‌ها و توسط ساچمه‌ها به کنس ثابت منتقل میشود. در نتیجه ساچمه‌ها برای اتصال دو حلقه به هم وجود دارند.
قفسه
در بعضی از بلبرینگ‌ها سحطی بین ساچمه‌ها قرار می‌گیرد که به آن قفسه گفته میشود. قفسه باعث قرارگرفتن ساچمه‌ها در مرکز میشود که روانکاری و روغن‌کاری یاتاقان را آسان‌تر می‌کند و باعث هدایت دقیق‌تر ساچمه‌ها در سرعت زیاد، لرزش زیاد، نیروهای زیاد ناشی از حرکت میشود.
وظیفه قفسه نگهدارنده ساچمه:
- جدا کردن ساچمه‌ها برای کم‌کردن اصطکاک و کاهش گرمای تولید شده ناشی از آن
- نگه‌داشتن ساچمه‌ها با فاصله بهینه
- هدایت ساچمه‌ها به محدوده بارگذاری نشده
- نگهداری ساچمه‌ها موقع جاگذاری یا برداشتن رینگ‌ها
انواع قفسه نگهدارنده ساچمه‌ها:
- ورق فلزی پرسکاری شده (Stamped metal cages)
- قفسه ماشین‌کاری شده فلزی (Machined metal cages)
کاسه نمد
در بلبرینگ کاسه نمد هم وجود دارد که مانند یک عایق عمل می‌کند. این قطعه بین رینگ و ساچمه قرار می‌گیرد و یکی از وظایف اصلی آن جلوگیری از نشتی روغن است. (کاسه نمد چیست و چگونه از نشت مایعات جلوگیری می‌کند؟)
کاربرد بلبرینگ
در ادامه به بعضی از کاربردهای این قطعه مهم و کاربردی در زندگی روزمره و سیستم‌های با تگنولوژی پیشرفته اشاره شده است.
- مخلوط کن
- تجهیزات ورزشی
- دستگاه پخش DVD
- پمپ آب (پمپ هیدرولیک چیست؟ (+))
- پنکه و فن‌ها
- ماشین ظرفشویی
- اسکیت برد
- لوکوموتیو‌ها
- تلسکوپ‌هابل
- مریخ نوردها
- ماهواره‌های تشخیص آب و هوا
- خودرو (بلبرینگ‌ها در قسمت‌های مختلف خودرو که امکان ایجاد اصطکاک وجود دارد از جمله دینام، پلوس، گیربکس، فرمان (جعبه فرمان چیست؟ (+))، دنده هرزگرد، چرخ و اکسل به کار می‌روند.)
کاربرد بلبرینگ در خودرو
یکی از کاربردهای مهم و متداول بلبرینگ‌ها، استفاده در صنعت خودروسازی است که در بخش‌های مختلف نقش‌های زیر را ایفا می‌کند.
- کمک به انتقال نیرو و چرخش نرم قطعات
- کاهش اصطکاک و گرمای ناشی از آن
- حفاظت از بخش‌های پشتیبانی چرخش در خودرو در برابر نیروها و ضربه‌ها
بلبرینگ چرخ
چرخ‌های خودرو یکی از اصلی‌ترین بخش‌های دوار هستند، پس بلبرینگ چرخ که به یاتاقان خودرو هم معروف است یکی از مهم‌ترین قسمت‌های خودرو است و باید در صورت بروز خرابی بلبرینگ چرخ و کوچک‌ترین آسیب، تعمیر و یا تعویض شوند تا از چرخ‌ها در برابر بارهای شعاعی و زاویه‌ای (ناشی از نیروی گرانش، مشکلات جاده‌ای،کیفیت نامناسب بلبرینگ، لاستیک‌های نامتعادل و…) محافظت کنند.
نیروی اضافه وزن وارد شده به ماشین (با توجه به اینکه فشار وزن ابتدا به حلقه خارجی، سپس به توپ‌ها و در آخر به حلقه داخلی وارد میشود؛ در موقعیت‌هایی که این فشار چند برابر شود، حلقه داخلی که فشار زیادی را تحمل می‌کند آسیب خواهد دید؛ راه‌حلی که برای این شرایط در نظر گرفته شده، استفاده از رولبرینگ به جای بلبرینگ است. رولبرینگ‌ها با توجه به این که فشار را به طور خطی بین دو حلقه جا‌به‌جا می‌کنند، تحمل وزن بیشتری خواهند داشت.)
در ادامه ویدئویی جهت مشاهده کاربرد بلبرینگ در قسمت چرخ خودرو قرار داده شده است.
انواع بلبرینگ در خودرو
این قطعات در اصلی‌ترین دسته‌بندی، به دو نوع بلبرینگ و رولبرینگ تقسیم میشوند که هر دو در دسته یاتاقان‌های چرخشی قرار می‌گیرند. اما دسته‌بندی‌های دیگری هم وجود دارد.
دسته‌بندی بر اساس نوع رینگ‌ها و راستای اعمال بار:
۱. بلبرینگ‌های شعاعی
۲. بلبرینگ‌های محوری
دسته‌بندی بر اساس محور مرکزی یا شفت آنها:
۱. بلرینگ‌های تماس زاویه‌ای
۲. بلبرینگ‌های تماس عمودی
انتخاب انواع این بلبرینگ‌ها در سیستم‌های مختلف فنی خودرو با توجه به کارایی آنها در هر سیستم صورت می‌گیرد.
انواع بلبرینگ صنعتی
بلبرینگ‌های صنعتی با توجه به کاربردهای متنوع، انواع مختلفی دارند که در ادامه با آنها آشنا خواهیم شد.
شیار عمیق (Deep Groove Ball Bearings) یا شش هزاری
از پر مصرف‌ترین انواع بلبرینگ دارای قدرت و استحکام بالا در سرعت‌های زیاد، ظرفیت تحمل بار زیاد و کارکرد بی صدا که به خاطر محبوبیت و کاربرد زیاد، انواع مختلفی دارند (شیار عمیق یک‌ردیفه، دوردیفه، شیار عمیق با جنس فولاد، شیار عمیق با شیار جازدنی).
تماس زاویه‌ای (Angular Contact Ball Bearings) یا هفت هزاری
دارای کاربری محدودتر نسبت به انواع دیگر و مقاومت خوب در برابر بارهای شعاعی و محوری.
این دسته معمولا در ابزارهای صنعتی کاربرد دارند و داراری انواع مختلفی هستند (تماس زاویه ای یک‌ردیفه، دوردیفه و تماس زاویه‌ای با چهار نقطه تماس).
کف‌گرد (Thrust Bearing) یا پنجاه و یک هزاری
کف‌گرد‌ها بهترین عملکرد در تحمل بار محوری را دارند چون در انواع یک‌طرفه و هم دوطرفه ساخته میشود و دقت عملکردی بالایی دارند. میزان سایش و اصطکاک بین سطح‌ها را تا حد زیادی کاهش می‌دهند و حرکت نرمی دارند؛ در مصارف صنعتی بیشتر دیده میشود. از ویژگیهای آنها می‌توان به ناتوانی در حمل بارهای شعاعی، مونتاژ ساده و ظرفیت تحمل بار محوری بالا اشاره کرد.
یاتاقان بلبرینگ
بلبرینگ‌های یاتاقانی که با نام بلبرینگ ایگرگ و UC هم شناخته میشوند نوع تغییریافته شیار عمیق‌ها هستند که رینگ داخلی پهن‌تری دارند و در مصارف صنعتی کاربرد بیشتری دارند. همچنین در برقراری تعادل هنگام عدم تطابق محور شافت، کاربرد دارند و فشار محوری، شعاعی و شعاعی/محوری را تحمل می‌کنند.
این دسته شامل یاتاقان بلبرینگ با طوقه قفلی نامتقارن و پیچ بی‌سر، با سیستم قفل‌کننده و پیچ بی‌سر، با بوش تبدیل و با انطباق تداخلی میشود. رفع ناهماهنگی‌های اولیه شافت، استحکام مناسب و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری از ویژگیهای آن است.
خودتنظیم (Self-Aligning Bearings)
این دسته دارای دو ردیف ساچمه با یک شیار مشترک است. علت خودتنظیم بودن آن شیارهای منحنی موجود در ساچمه است که در زمان انحراف و یا عدم تطابق محور شافت کاربرد دارد. از ویژگیهای آن می‌توان به تحمل محدوده دمایی بالا، تحمل بارهای شعاعی و تنوع در ساخت اشاره کرد.
این دسته شامل خودتنظیم بدون کاسه نمد، خودتنظیم با کاسه نمد و خودتنظیم با حلقه داخلی عریض است.
کاربرد بلبرینگ در ماشین لباسشویی و چهار تا از علائم خرابی آن
بلبرینگ ماشین لباسشویی یا همان یاتاقان قطعه‌ای است که باعث چرخش دیگ ماشین لباسشویی میشود. اگر به خرابی بلبرینگ ماشین لباسشویی توجه نشود سایر قطعات هم ممکن است آسیب ببینند. در ادامه نشانه‌هایی از خرابی بلبرینگ ماشین لباسشویی آورده شده است.
- سروصدای زیاد
بلبرینگ ماشین لباسشویی با گذشت زمان و زیاد شدن عمر ماشین لباسشویی از بین می‌رود و منجر به سروصدای زیاد در هنگام شست‌وشو میشود؛ این صدا مثل برخورد دو تکه آهن به یکدیگر است و گاهی ممکن است آنقدر صدای ماشین لباسشویی بالا برود که به نظر برسد موتور ماشین لباسشویی ایراد پیدا کرده است.
- حرکت زیاد دیگ‌های داخلی و خارجی
با دست دیگ ماشین لباسشویی را کمی حرکت دهید. اگر دیگ ماشین لباسشویی بیشتر از چند میلی‌متر حرکت کرد، به احتمال زیاد بلبرینگ ساییده شده و باید به فکر تعویض بلبرینگ ماشین لباسشویی باشید!
- وجود لکه روغن روی لباس
در صورت دیدن لکه روغن روی لباس بعد از شستشوی آنها، باید به خرابی بلبرینگ‌های لباسشویی شک کرد؛ پس بهتر است بعد از بررسی این قطعه، در صورت خرابی تعویض شوند.
- نشت‌کردن آب
از نشانه‌های دیگر خرابی بلبرینگ ماشین لباسشویی نشت‌کردن آب است. اگر نشتی آب شدید مشاهده شد، باید بلبرینگ‌ها و کاسه نمد دستگاه با دقت بررسی شوند.
در صورت مشاهده هر یک از موارد بالا برای جلوگیری از خرابی سایر قطعات، بهتر است نسبت به تعویض بلبرینگ ماشین لباسشویی اقدام کنید.
علت خرابی بلبرینگ ماشین لباسشویی
برای اینکه مدت زیادی نیاز به تعویض بلبرینگ ماشین لباسشویی نباشد و این قطعه عمر طولانی‌تری داشته باشد، بهتر است در ادامه با دلایل خرابی آن آشنا شویم.
- استفاده از لباسشویی بیش از توان آن: این کار عمر مفید دستگاه را کاهش داده و به بلبرینگ آسیب وارد می‌کند.
- پر کردن لباسشویی بیش از ظرفیت آن: این کار در طولانی‌مدت باعث آسیب رساندن به دستگاه میشود؛ بهتر است لباسشویی با توجه به ظرفیت مشخص‌شده پر شود.
- تراز نبودن ماشین لباسشویی: در صورتی نصب اشتباه دستگاه امکان تراز نبودن آن افزایش پیدا می‌کند. این مسئله باعث میشود تا هنگام چرخش دیگ به شدت تکان بخورد که به‌وسیله کمک‌فنرها هم قابل خنثی‌کردن نیست. این وضعیت به‌مرور به بلبرینگ لباسشویی و سایر قطعات دستگاه آسیب می‌زند.
- سرویس نکردن سالیانه لباسشویی: این کار علاوه بر جلوگیری از خراب شدن بلبرینگ ماشین لباسشویی، از سایر مشکلات احتمالی هم جلوگیری می‌کند.
خرید و قیمت بلبرینگ
قیمت این قطعه با توجه به انواع و کاربردهای آن متفاوت است و خرید آن نیاز به آگاهی و تجربه دارد. فروشگاه آرکا چرخش با ارائه مقالات در زمینه آشنایی با قطعات، عملکرد و انواع آنها، دانش مورد نیاز و راهنمای خرید را به شما اهدا کرده است.
همچنین برای خرید محصولات نیازی به حضور فیزیکی و مراجعه به فروشگاه‌های قطعات خودرو نیست، بلکه جهت رفاه حال مراجعین و صرفه‌جویی در زمان، می‌توان تنها با مراجعه به سایت آرکا چرخش و رفتن به بخش محصولات، قطعه مورد نیاز را جست‌وجو و مشخصات آن را مطالعه کرد. سپس برای خرید یا دریافت پاسخ سوالات خود با شماره 09126627040 یا 021-33930031 تماس حاصل فرمایید.
نتیجه‌گیری و جمع‌بندی
در این مقاله بررسی کردیم یکی از قطعات ضروری در دستگاههای بزرگ و کوچک خانگی یا صنعتی، بلبرینگ است که در محورهای چرخان، از اصطکاک جلوگیری می‌کند. در مواقعی که نیاز به حمل بارهای محوری وجود دارد، طراحی بلبرینگ‌ها آنها را قادر می‌‌سازد تا بارهای محوری را تحمل کنند.
استفاده از بلبرینگ در دستگاههای مختلف مزایایی از جمله مقاومت در برابر سایش، نیاز کم به روغن‌کاری، اصطکاک کمتر و اتلاف انرژی کمتر، قیمت مناسب در ازای عمر طولانی و نصب آسان را به همراه دارد.
امیدواریم مقاله مفید واقع شده باشد. مجموعه آرکا چرخش با بیش از دو دهه سابقه در زمینه واردات و عرضه لوازم یدکی خودرو یکی از معتبر‌ترین فروشگاه‌ها در حوزه خرید قطعات یدکی با ضمانت اصالت و سلامت فیزیکی آنهاست.
برای دریافت مشاوره و خرید بلبرینگ با ما در تماس باشید.