بیرینگ
بیرینگ (یاتاقان) یک مجموعه مکانیکی می باشد که واسطه ای میان دو قطعه است که دارای حرکت چرخشی نسبی می باشند.
به عبارت دیگر در صورتیکه ماشین یا دستگاه مورد نظر دارای روتور و استاتور باشد، حدفاصل بین روتور و استاتور به شدت دچار اصطکاک می گردد و نیاز به وجود قطعه ای واسط وجود دارد که ارتباط بین روتور و استاتور را برقرار نماید.
بیرینگ ها علاوه بر کاهش اصطکاک، وظیفه تحمل (Bear) نیروهای محوری، نیروهای شعاعی یا ترکیب این دو را بر عهده دارند که نام Bearing نیز برگرفته از این مساله می باشد. به طور کلی می توان بیرینگ ها را در سه دسته بیرینگ لغزشیف بیرینگ غلطشی و بیرینگ تراست دسته بندی نمود.
انتخاب نوع برینگ (Selection of bearing type)
هر کدام از برینگ ها برای منظور خاصی طراحی می شود و به همین دلیل کاربرد ویژه ای دارد.
برای نمونه بلبرینگ های شیار عمیق قادر به تحمل بارهای نیمه سنگین شعاعی و بارهای محوری هستند.
اصطکاک در این نوع بلبرینگ ها کم و امکان تولید آنها با دقت زیاد وجود دارد، لذا از آنها در موتورهای الکتریکی کوچک و متوسط استفاده می شود.
رولبرینگ های بشکه ای قادر به تحمل بارهای سنگین بوده و دارای خاصیت خود تنظیمی هستند.
این ویژگی آنها را برای کاربردهای سنگین مهندسی که بارها بزرگ و باعث ناهمراستایی شافت می شود، مناسب می سازد.
فضای موجود (Available space)
در بیشتر موارد، یکی از ابعاد اصلی برینگ در طراحی ماشین(معمولاً قطر داخلی) معین شده است.
بر همین اساس اندازه های برینگ همواره استاندارد است. در شافت های کم قطر از تمامی برینگ ها میتوان استفاده کرد که متداولترین نوع آنها بلبرینگ های شیار عمیق است.
رولبرینگ های سوزنی نیز در اینگونه موارد مناسب هستند.
در شافت های قطور رولبرینگ های استوانه ای، مخروطی و بشکه ای مناسب هستند. بلبرینگ های شیار عمیق در اینگونه موارد هم کاربرد دارند.
در مواردی که فضای شعاعی محدود باشد، از برینگ های با ضخامت کم باید استفاده نمود، نظیر رولبرینگهای سوزنی بدون حلقه داخلی و بیرونی و نیز رولبرینگ های سوزنی با پوسته کشیده شده.
گروه خاصی از بلبرینگ های شیار عمیق و تماس زاویه ای، رولبرینگ های استوانه ای و بشکه ای نیز در اینگونه موارد کاربرد دارند.
وقتی محدودیت فضای محوری داشته باشیم گروه خاصی از رولبرینگ های استوانه ای و بلبرینگ های شیار عمیق در مورد بارهای مرکب شعاعی و محوری بکار می روند.
اگر در این حالت فقط بار محوری داشته باشیم از رولبرینگ سوزنی کف گرد، رولبرینگ های استوانه ای کف گرد و بلبرینگ های کف گرد می توان استفاده نمود.
اجزای بیرینگ کدامند؟
بیرینگ ها در صورتیکه از نوع غلطشی باشند از چهار جزء اصلی رینگ داخلی (Inner ring)، رینگ خارجی (Outer Ring)، قطعات واسط در حال چرخش (Roller, Ball or Needle) و جداکننده (Cage or Retainer) تشکیل می شوند.
در شکل زیر اجزای اصلی بیرینگ و همچنین اصطلاحات رایج مورد استفاده در بیرینگ ها آورده شده است.
رینگ داخلی بیرینگ در تماس با شافت می باشد و با سرعتی برابر با روتور در حال چرخش می باشد. رولر یا ساچمه های واسط بین رینگ داخلی و رینگ خارجی با سرعت مشخص در حال چرخش می باشند و مهمترین نقش در کاهش اصطکاک را دارند.
در صورتیکه در بیرینگ از رولر استفاده شده باشد تماس به صورت خطی و در صورتیکه از ساچمه استفاده شده باشد تماس به صورت نقطه ای خواهد بود. رینگ خارجی بیرینگ در تماس با استاتور می باشد و معمولا دارای چرخش نمی باشد در بیرینگ های لغزشی ساختار ساده تری وجود دارد و قطر داخل بیرینگ معمولا به صورت بابیت ریزی شده می باشد و در حضور روغن چرخش شافت روی این سطح به صورت روان انجام می شود.
روانکاری و نگهداری بلبرینگ ها در تجهیزات صنعتی
بلبرینگ ها در هر تجهیز صنعتی نیاز به روانکاری داشته و این روانکاری جهت ایجاد فیلم روغن بین سطوح قطعات الزامی است. عدم روانکاری مناسب بلبرینگ باعث کاهش راندمان و افزایش فرسایش بین قطعات شده و در نتیجه هزینه نگهداری و تعمیرات و مصرف انرژی را بسیار بالا می برد.
بلبربنگ ها جهت انجام قابل قبول کارشان نیازمند روانکاری خوب بوده تا پدیده خوردگی در آنها به حداقل برسد. تحقیقات انجام شده نشان می دهد که در حدود 80 الی 90 درصد خرابی های بلبرینگ ناشی از آلوده شدن روغن و عدم تعویض به موقع روغن و یا گرفتگی سوراخ های سیستم روانکاری اجباری می باشد.
سیستم هایی رونکاری باید به گونه ای طراحی گردند که بلبرینگ ها بدون نقض روانکاری شده و وظیفه خود را به خوبی انجام دهند. مبحث طراحی سیستم های روانکاری بلبرینگ ها به پارامتر های زیادی بستگی دارد. از جمله این پارامترها می توان به سرعت دورانی، بار وارده به بلبرینگ و گرانروی مورد استفاده و دمای محیط کاری و سیستم و غیره اشاره نمود.