بلبرینگ چیست و چه کاربردی دارد؟

شاید شما هم بارها نام بلبرینگ را شنیده باشید. اما به نظر شما بلبرینگ چیست و چه کاربردی دارد؟ در حالت کلی بلبرینگ یکی از قطعات مهم و کاربردی مورد استفاده در تجهیزات، ماشین‌آلات و ابزار و وسایلی است که به صورت روزانه با آن‌ها سر و کار دارید. این محصول در بسیاری از صنایع از هواپیماسازی و خودروسازی گرفته تا تولید صندلی‌های چرخان مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله از پینیون می‌خواهیم به این سوال پاسخ دهیم که بلبرینگ چه چیزی می‌تواند باشد؟

بلبرینگ چیست؟

بلبرینگ یکی از قطعات اصلی و مهم در بسیاری از ماشین‌آلات و دستگاه‌های مورد استفاده در صنایع مختلف است. بلبرینگ از اصطلاح انگلیسی Ball Bearing گرفته شده که به معنای حمل بار و تحمل نیرو در ساچمه‌های غلتان است. این کلمه در واقع به معنای توپ‌های حامل است که به عنوان یاتاقان یا چرخ‌دنده چرخشی یا توپی شناخته می‌شود.

استفاده از بلبرینگ در تمامی وسایلی که می‌چرخند مانند صندلی‌های چرخان، به منظور جلوگیری از ایجاد اصطکاک و ساییده شدن سطح در حال چرخیدن به کار گرفته می‌شود. به عنوان مثال در صنعت خودروسازی، وجود بلبرینگ به حرکت و چرخش اجسام سنگین مانند چرخ‎های اتومبیل کمک می‌کند. بلبرینگ‌ها با هدف گردش اجسام سنگین در کنار یکدیگر و جلوگیری از ساییدگی آن‌ها با کاهش اصطکاک تولید می‌شوند و یکی از مهم‌ترین اختراعات بشر به شمار می‌روند. اگر بلبرینگ‌ها وجود نداشتند، لوازم مورد استفاده در صورت چرخیدن و ایجاد اصطکاک و سایش دچار فرسودگی شده و نیاز به تعویض زودهنگام داشتند. البته باید دقت کنید که باید نمونه‌های اصل این محصول را تهیه کنید که بتوانند وظایف خود را به درستی انجام دهند. برای آشنایی با نحوه تشخیص بلبرینگ اصل پیشنهاد می‌دهیم مقاله ما را در این باره بخوانید.

اجزای سازنده بلبرینگ چیست؟

هر بلبرینگ از قسمت‌هایی تشکیل شده است که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فرد خود را داشته و مطابق با آن وظیفه‌ای را بر عهده دارند. این اجزا عبارت‌اند از:

• قفسه
• ساچمه
• کاسه نمد
• رینگ (کنس) داخلی و خارجی

1) قفسه بلبرینگ

قفسه یکی از مهم‌ترین قسمت‌های بلبرینگ است که ساچمه را در بر گرفته است. جلوگیری از تماس ساچمه‌ها با یکدیگر و هدایت حرکت آن‌ها، بر عهده قفسه است. قفسه‌ها به سه صورت جامد، پلیمری و پرس شده وجود دارند. جنس قفسه جامد که از طریق ماشین کاری ساخته می‌شود از برنج و فولاد است. همچنین قفسه پلیمری از پلاستیک جامد و با استفاده از قالب تزریق ساخته می‌شود. در نهایت قفسه پرس شده از ورق‌های فولادی و برنجی تولید می‌شوند. انتخاب این عضو می‌تواند نقش اساسی در روند کاری بلبرینگ داشته باشد. به همین جهت توجه به سرعت چرخش آن، محدوده دما، محدودیت صدا و محدوده گشتاور راه‌اندازی و اجرای آن باید در نظر گرفته شود.

2) ساچمه

ساچمه‌ها یا همان عناصر غلتان، در انواع مختلف گرد، سوزنی، استوانه ای، مخروطی و بشکه ای وجود دارند. ساچمه‌ها بر اساس شکل ظاهری می‌توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند. جنس تمامی آن‌ها اغلب از آلیاژ فولادی کروم با میزان خلوص بالا، سرامیک و پلاستیک است. ساچمه گرد از جمله کاربردی‌ترین و پرمصرف‌ترین نوع ساچمه است. این قطعه در برابر نیروی وارد آمده به بلبرینگ مقاومت بالایی داشته و از آن در برابر آسیب محافظت می‌کند. انواع دیگر ساچمه‌ها مانند مخروطی به منظور تحمل نیروهای اضافه در جهت‌های شعاعی و محوری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

علاوه بر این ساچمه‌های استوانه ای نیز قدرت تحمل زیادی از خود نشان می‌دهند. فاصله موجود بین ساچمه‌های استوانه ای موجب فرسایش زودهنگام آن‌ها می‌شود. بر خلاف آن‌ها ساچمه‌های بشکه ای به دلیل وجود فاصله کافی هرگز با یکدیگر برخورد نداشته و دچار ساییدگی نمی‌شوند. علاوه بر این موارد ساچمه سوزنی در ابعاد کوچک‌تر با هدف استفاده در بلبرینگ‌های کوچک تولید و وارد بازار می‌شود.

3) کاسه نمد

کاسه نمد به منظور جلوگیری از نشتی و وارد شدن مواد اضافه از جمله روغن هیدرولیک درون کیج‌ها و بین رول‌ها در فاصله میانی رینگ و کیج قرار داده می‌شود. کاسه نمدها به منظور داشتن عملکرد مناسب دارای خاصیت ارتجاعی هستند؛ به همین دلیل جنس آن‌ها از ماده الاستومر (نوعی پلیمر) است. این قطعات در دو نوع تماسی ( به منظور تماس با کنس داخلی) و غیر تماسی که هیچ تماسی با حلقه داخلی ندارد، تولید می‌شوند. میزان درجه حرارت موجود در حین کار تعیین‌کننده طول عمر کاسه نمد استفاده‌شده در بلبرینگ خواهد بود.

4) رینگ (کنس) داخلی و خارجی

اصلی‌ترین قسمت تشکیل‌دهنده بلبرینگ‌ها، کنس داخلی و خارجی است. جنس این دو بخش معمولا از نوع فولاد آلیاژی با خلوص بالا است که با هدف نگه‌داری از ساچمه‌های در حال حرکت در بلبرینگ قرار داده می‌شوند. در برخی موارد مانند استفاده از بلبرینگ در صنعت خودروسازی، کنس داخلی و خارجی به دلیل مهم بودن میزان وزن، از جنس پلاستیک ساخته می‌شوند؛ اما باید این نکته را نیز در نظر گرفت که میزان مقاومت این نوع در برابر حرارت کمتر از نوع فولادی است.

مواد و آلیاژهای سازنده بلبرینگ

انتخاب مواد و آلیاژ مورد استفاده در ساخت بلبرینگ‌ها، سختی سطحی یا جنس بلبرینگ تاثیر مستقیمی بر میزان کارکرد، درجه سختی و مقاومت بلبرینگ‌ها دارد. به طور معمول آلیاژی که برای ساخت بخش‌های مختلف مانند رینگ یا قفسه و بخش‌های غلتان مانند ساچمه‌ها استفاده می‌شود، از نوع فولاد کروم دار با درجه سختی بالا است. دلیل این کار، ایجاد مقاومت در برابر ساییدگی به دلیل کربن موجود در آن است. در برخی موارد فولاد سخت شونده سطحی استفاده می‌شود که بلبرینگ استیل نامیده می‌شوند. این نوع بلبرینگ‌ها در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم هستند اما در مقابل دارای میزان تحمل بار کمتری هستند. بلبرینگ‌های ساخته‌شده از سرامیک با وزن کمتر اما کارایی بیشتر و عملکرد بهتر به منظور استفاده در دور و سرعت‌های بالا و هم‌چنین تحمل دمای بالا تولید می‌شوند. از دیگر سوال هایی که شاید برای بسیاری از کاربران پیش آید این است که استاندارد آلیاژی مواد سازنده بلبرینگ چیست که در ادامه آن را به طور کامل توضیح خواهیم داد.

معمولا سازندگان بلبرینگ‌ها از دو آلیاژ تولیدشده با استاندارد AISI 420  و AISI 52100 در ساخت بلبرینگ‌ها استفاده می‌کنند. نوع آلیاژ به کار برده شده در ساخت بلبرینگ‌ها بسته به نوع و کاربرد آن مشخص می‌شود. برای مثال از فولاد با میزان درجه سختی‌پذیری بالا در ساخت بلبرینگ‌های بشکه ای بزرگ استفاده می‌شود. در ساخت بلبرینگ‌هایی که تحت دما و حرارت زیاد هستند و یا در اثر گذر زمان دچار زنگ‌زدگی می‌شوند؛ فولاد مقاوم به حرارت یا مقاوم در برابر زنگ‌زدگی به کار برده می‌شود. علاوه بر این برای افزایش میزان مقاومت این نوع بلبرینگ‌ها از مواد پلاستیکی و سرامیکی استفاده می‌شود. همان‌طور که گفته شد، مواد و آلیاژ مورد استفاده در ساخت بلبرینگ، بسته به نوع کاربرد و عملکرد آن مشخص می‌شود. در برخی از بلبرینگ‌ها از ورق‌های فولادی به روش پرس‌کاری استفاده شده و در برخی دیگر ورق برنجی، پلاستیک، آلیاژ سبک‌ترکیب‌شده با فولاد و … نیز به کار گرفته می‌شود.

انواع بلبرینگ از نظر شکل

بلبرینگ‌ها انواع مختلفی دارند که هر کدام بر اساس یک ویژگی می‌توانند در دسته‌های مختلف تقسیم شوند. یکی از این دسته‌بندی‌ها بر اساس شکل ظاهری است که به‌صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند. اما هر کدام بر حسب شکلی که دارند کارایی‌های متنوعی را ارائه می‌دهند و در ادامه با توضیح کامل بلبرینگ چیست از نظر ظاهر و شکل هر یک را توضیح خواهیم داد.

• بلبرینگ شیار عمیق

Deep Groove Ball Bearings یا همان بلبرینگ شیار عمیق از جمله پرکاربردترین نوع آن می‌باشد. وجود یک شیار عمیق دایره‌ای شکل در هر رینگ با اندازه شعاع مساوی با شعاع ساچمه استفاده‌شده، دلیل نام‌گذاری این محصول است. شیارهای موجود باعث می‌شوند تا بلبرینگ شیار عمیق، توان تحمل بارهای شعاعی زیاد را در کنار مقدار کمی نیروهای محوری داشته باشد. علاوه بر این توان تحمل بار مرکب شعاعی و محوری نیز توسط این بلبرینگ وجود دارد. برای اینکه با انواع بارهای وارده به بلبرینگ آشنا شوید؛ پیشنهاد می‌دهیم مقاله ما را در این رابطه بخوانید.

تعداد و اندازه‌های ساچمه‌های به کار برده شده در این نوع بستگی به الاستیسیته رینگ‌ها دارد. بلبرینگ شیار عمیق خود در انواع مختلف شیار یک ردیفه، شیار دو ردیفه و شیار از جنس فولاد ضدزنگ تولید می‌شود. نوع دیگری از آن دارای شیار عمیق دو طرف کاسه نمد یا لاستیکی است که به دلیل وجود فاصله بین کاسه نمد و حلقه داخلی، سرعت این نوع بلبرینگ‌ها افزایش می‌یابد. سهولت در نصب این محصول موجب شده تا در صنایع بسیاری کاربرد داشته باشد. بیشترین کاربرد بلبرینگ شیار عمیق با توجه به نوع و دسته‌بندی آن در ماشین‌آلات کشاورزی، نوار نقاله، ماشین‌آلات ساختمانی، خودروسازی، جعبه فرمان، دینام، پلوس، چرخ‌های عقب خودرو و هرزگرد است.

• بلبرینگ تماس زاویه ای

این نوع بلبرینگ دارای ساختاری مشابه با نوع شیاری است؛ تنها تفاوت آن‌ها در رینگ داخلی و خارجی و نوع حرکت زاویه‌دار بین رینگ‌ها است. علاوه بر این رینگ‌ها در بلبرینگ تماس زاویه ای به صورت نسبی با هم جابجا می‌شوند. اغلب از دو ردیف ساچمه در تولید این نوع بلبرینگ استفاده می‌شود. در این محصول تحمل بار شعاعی و محوری به‌صورت هم‌زمان امکان‌پذیر است. میزان زاویه تماس رینگ داخلی با میزان تحمل بار محوری در بلبرینگ تماس زاویه ای رابطه مستقیم و با میزان تحمل بار شعاعی رابطه معکوس دارد. بیشترین کاربرد بلبرینگ تماس زاویه ای در گیربکس خودرو است. علاوه بر این از این نوع محصول در دستگاه تراش CNC، فرز دور بالا، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی که هم‌زمان به دور و قدرت بالا نیاز دارند، نیز کاربرد داشته و مورداستفاده قرار می‌گیرد.

• بلبرینگ خود تنظیم

یکی دیگر از انواع بلبرینگ‌ها با قابلیت تنظیم شدن خودکار، بلبرینگ‌های خود تنظیم یا Self-Aligning Ball Bearings است که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. این نوع بلبرینگ دارای دو ردیف ساچمه و یک حلقه بیرونی مشترک است. این محصول هنگام ایجاد انحراف و غیر هم‌راستایی به وجود آمده در شفت بلبرینگ، به دلیل وجود انحنا در شیار ساچمه می‌تواند به‌صورت خودکار تنظیمات لازم را اجرا کند. بلبرینگ خود تنظیم غالبا برای مکان‌هایی که در اثر ایجاد عوامل مختلف پس از مدتی دچار افزایش یا کاهش زاویه و انحراف می‌شوند کاربرد دارد. بیشترین کاربرد بلبرینگ خود تنظیم در ماشین‌آلات کشاورزی، نوار نقاله و … است.

• بلبرینگ سرامیکی کامل

یکی از رایج‌ترین بلبرینگ‌های تولیدشده و مورد استفاده در صنایع مختلف، بلبرینگ سرامیکی کامل است. همان‌طور که از نامش مشخص است تمامی قطعات تشکیل‌دهنده آن از جنس سرامیک ( نیترید سیلیکون یا زیرکونیا) است. این قطعه دارای سطح صاف و ابعاد یکنواخت است که موجب ایجاد اصطکاک کمتر شده و در نهایت انرژی کمتری برای چرخاندن چرخ‌ها یا میل‌لنگ صرف می‌شود. بلبرینگ سرامیکی کامل دارای قابلیت‌های ویژه‌ای مانند عایق جریان الکتریسیته، سرعت بالا، طول عمر مفید زیاد، مقرون به صرفه بودن، مقاوم در برابر سایش و خوردگی، وزن سبک، مقاوم در برابر زنگ‌زدگی، ایجاد اصطکاک کمتر، مقاوم در برابر مواد شیمیایی و مناسب برای دماهای بالا تا 1000 درجه سانتی‌گراد است. به همین دلیل بیشترین کاربرد را در صنایعی مانند هوافضا، تولید موتورسیکلت و خودروهای مسابقه‌ای و موتورهای برق صنعتی دارد.

• بلبرینگ هیبرید سرامیکی

این نوع از محصولات با بدنه از جنس فولاد و ساچمه‌های سرامیکی ساخته می‌شود. ساچمه‌های سرامیکی در مواقعی که نیاز به دور و سرعت بالا است، عملکرد مناسبی از خود نشان می‌دهند. سرامیک استفاده‌شده در ساچمه‌ها سبک‌تر از فولاد بوده و هم‌چنین از میزان درجه سختی بیشتری نسبت به فولاد برخوردار است. به دلیل ساختار غیر متخلخل ساچمه‌های سرامیکی، عملا اصطکاکی هنگام حرکت در بلبرینگ‌ها ایجاد نمی‌شود و چرخش سریع‌تر را نسبت به ساچمه‌های فولادی ایجاد می‌کنند. از مهم‌ترین ویژگی‌های بلبرینگ هیبرید سرامیکی می‌توان سرعت بالا، افزایش عمر مفید دستگاه، وزن کم، سختی بالا، راندمان زیاد و کاربرد چندمنظوره در انواع ماشین‌آلات را نام برد. بیشترین کاربرد این محصول در صنعت هوافضا، موتورهای الکتریکی، وسایل نقلیه مسابقه‌ای، تجهیزات آزمایشگاهی و … است. در واقع در تمامی مواردی که نیاز به سرعت‌ الا، اصطکاک کمتر و طول عمر بیشتر است این نوع بلبرینگ بهترین انتخاب است.

انواع بلبرینگ از نظر کشور سازنده

دسته‌بندی دیگر بلبرینگ‌ها بر اساس کشور تولیدکننده آن‌ها انجام می‌شود. بیشتر بلبرینگ‌هایی که در بازار امروز ایران وجود دارند، در کشورهای آلمان، چین و ژاپن تولید می‌شوند. هر یک از این محصولات کیفیت و قیمت متفاوتی دارند. در ادامه با ویژگی‌های هر یک از آن‌ها آشنا می‌شویم. اینکه بلبرینگ چیست و در ابتدا توسط کدام کشورها به تولید رسیده است نمی‌تواند به کاربر اطلاعات دقیقی در ارتباط با بهترین نوع آن به شما بدهد به همین دلیل در ادامه هر یک از آن‌ها را به طور کامل شرح می دهیم تا در هنگام خرید بهترین را انتخاب نمایید.

بلبرینگ آلمانی

کشور آلمان یکی از قطب‌های تولید تجهیزات و ابزارهای مکانیکی در دنیا است. اولین شرکت تولیدکننده بلبرینگ در کشور آلمان، یعنی شرکت FAG، نخستین محصول با کیفیت بالا و مرغوب خود را در دهه 80 میلادی تولید و روانه بازار نمود. استفاده از مواد مرغوب در ساخت بلبرینگ آلمانی منجر به تولید محصول با کیفیت بالا و طول عمر بیشتر می‌شود. بلبرینگ‌های آلمانی از جمله محصولات باکیفیت و مرغوب هستند که از لحاظ تنوع محصول هیچ کشوری با آن توان رقابت ندارد. بلبرینگ‌های آلمانی مانند INA، SKF، FAG و Stieber همراه با ارائه گواهی و ضمانت اصالت کالا از جمله محصولات وارداتی به بازار ایران به شمار می‌روند که در گروه پینیون ارائه می‌شوند.

بلبرینگ چینی

در این میان کشور چین که در تمامی موارد سعی در افزایش سهم بازار و از بین بردن رقبای خود دارد، توانسته است از ابتدای دهه 80 شمسی با تولیدات مختلف خود وارد بازار ایران شود و سهم به سزایی را به خود اختصاص دهد. شرکت‌های چینی سعی می‌کنند با تولید بلبرینگ‌های باکیفیت با برندهایی مانند KG، FYH و ASAHI و وارد نمودن به بازار ایران تا حد زیادی با کشورهای اروپای غربی مانند آلمان رقابت کنند. قیمت پایین بلبرینگ چینی نسبت به بلبرینگ‌های اروپایی موجب شده تا در ایران طرفداران زیادی پیدا کند.

بلبرینگ ژاپنی

کشور ژاپن به دلیل استفاده از بهترین تکنولوژی‌های روز دنیا توانسته است یکی از پیشگامان عرصه تولید باشد و این موضوع در حوزه صنعت و تولید قطعات صنعتی نیز صدق می‌کند. به دلیل کیفیت بالای بلبرینگ ژاپنی، افراد بسیاری به سمت خرید این محصول با برندهایی مانند NACHI،  NTN، KOYO و NSK جذب می‌شوند. قابل ذکر است با توجه به کیفیت محصول نهایی، این بلبرینگ‌ها از ارزش خرید بالاتری در مقایسه با بلبرینگ‌های چینی برخوردار هستند.

جمع بندی

یکی از قطعات مهم و کاربردی که در بسیاری از لوازم و تجهیزات اطراف شما وجود دارد، بلبرینگ‌ها هستند. این قطعه به ظاهر ساده یکی از کاربردی‌ترین قطعات است که در ساده‌ترین وسایل نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. وظیفه اصلی بلبرینگ‌ها، جلوگیری از ایجاد اصطکاک بین قطعات ماشین‌آلات و دستگاه‌ها است که علاوه بر تحمل بارهای وارد آمده بر محورها، موجب افزایش طول عمر مفید دستگاه نیز می‌شود. بلبرینگ‌ها در انواع مختلف از لحاظ شکل و کشور سازنده با کاربری‌های متفاوت تولید می‌شوند. یکی از مواردی که بسیاری از کاربران برایشان سوال می‌شود این است که بلبرینگ چیست و چگونه می‌تواند به ما در صنایع مختلف کمک کند. به همین دلیل در این محتوا به طور کامل این موضوع را به همراه انواع این محصولات شرح دادیم تا بتوانید بهترین خرید را تجربه نمایید. جهت سفارش و خرید بلبرینگ صنعتی به صفحه مشخص شده مراجعه فرمایید.

سوالات متداول

• نکات مهم و قابل‌ توجه در هنگام خرید بلبرینگ کدام‌ اند؟

توجه به برند سازنده، نوع بلبرینگ، جنس ماده اولیه به‌کاررفته در آن، قیمت، اطمینان از فروشنده به دلیل جلوگیری از خرید بلبرینگ تقلبی از جمله مهم‌ترین نکات هستند.

• کدام بلبرینگ‌ ها برای استفاده در دور و سرعت بالا مناسب هستند؟

بلبرینگ‌های سرامیکی کامل به دلیل اینکه تمامی قطعات از جنس سرامیک بوده و دارای وزن بسیار سبکی است؛ می‌تواند بهترین انتخاب برای این مورد باشد.

• یاتاقان و بلبرینگ با هم چه تفاوتی دارند؟

در واقع بلبرینگ‌ها زیرمجموعه‌ای از یاتاقان‌ها هستند. یاتاقان یکی از بخش‌های اصلی ماشین‌آلات و دستگاه‌ها است که در چرخش و حرکت آن نقش دارد تا میزان اصطکاک و ساییدگی را کاهش دهد. این دو با توجه به نوع می‌توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند.