بلبرینگ تماس زاویه ای

بلبرینگ تماس زاویه ای چیست؟

یکی از انواع یاتاقان‌های غلتشی، بلبرینگ تماس زاویه ای است که توانایی تحمل بارهای شعاعی و محوری را دارد. این نوع بلبرینگ دارای حلقه‌های داخلی و خارجی زاویه‌دار است؛ درواقع دو حلقه یا کنس داخلی و خارجی این بلبرینگ، زاویه ای را با یکدیگر می‌سازند تا بلبرینگ بتواند بارهای شعاعی و محوری را به طور هم‌زمان تحمل کند.

هر چقدر زاویه تماس در بلبرینگ تماس زاویه ای بیشتر باشد، در برابر تحمل بارهای محوری قدرت بیشتری را از خود نشان می‌دهد. در هر فعالیتی که نیاز داشته باشیم تا یک چرخش متوالی یا متناوب حول یک محور صورت گیرد، از بلبرینگ تماس زاویه ای استفاده می‌شود. از مزایای استفاده از این قطعه مکانیکی در ماشین‌آلات می‌توان به کمک به کاهش اصطکاک، کاهش صدا و افزایش طول عمر و راندمان اشاره کرد. اغلب در تولید پمپ‌ها، اسپیندل‌های ماشین‌ابزار با سرعت بالا و کمپرسورها از بلبرینگ‌های تماس زاویه ای استفاده می‌کنند. برای اطلاع از قیمت بلبرینگ تماس زاویه ای با ما تماس بگیرید.

نحوه نصب بلبرینگ تماس زاویه ای

در هنگام نصب بلبرینگ تماس زاویه ای باید فشار به صورت متوازن به بلبرینگ وارد شود؛ به همین علت باید از یک استوانه فلزی محکم استفاده کرد. این استوانه حتماً باید صاف بوده و قطر آن در اندازه‌ای باشد که سطح بلبرینگ را به طور کامل بپوشاند؛ همچنین باید بتوان شفت را به راحتی از درون آن خارج کرد. برای وارد کردن فشار به این استوانه بهتر است از وسیله‌ای مانند جک یا گیره قابل‌کنترل استفاده کرد تا فشار به آرامی وارد شود. در برخی موارد نمی‌توان فشار را به آرامی وارد کرد، از این رو باید به سراغ استفاده از چکش‌های پلاستیکی رفت تا به بلبرینگ در حین نصب، آسیبی وارد نشود.

در برخی موارد توصیه می‌کنند که برای نصب راحت‌تر، بلبرینگ گرم شود. در به کارگیری این روش حتماً از گرمادهنده مناسب استفاده کنید و اجازه ندهید که دمای بلبرینگ از 110 درجه سانتی‌گراد بالاتر برود. اغلب عرضه‌کنندگان بلبرینگ تماس زاویه ای، گرم‌کننده‌های استاندارد را برای انواع بلبرینگ ارائه می‌دهند.

نحوه نصب بلبرینگ تماس زاویه ای یک شیاره

در هنگام نصب بلبرینگ تماس زاویه ای یک شیاره باید دقت کنید که احتمال دارد وارد شدن کوچک‌ترین بار در جهت مقابل، بلبرینگ را خراب کند. پس باید زمان نصب بلبرینگ تماس زاویه ای دقت کرد که فشار زیادی را به سطح لغزنده بیرونی وارد نکنید. همچنین باید نیروی وارد بر سطح لغزنده مماس بر شفت متمرکز شود.

موارد ایمنی در نصب بلبرینگ تماس زاویه ای

یکی از موارد ایمنی در هنگام نصب بلبرینگ این است که توجه داشته باشید استفاده از پتک فولادی و چکش و وارد کردن ضربه های محکم می‌تواند باعث از کار افتادن بلبرینگ شود. در نصب برخی بلبرینگ‌ها از انواع جک و پرس استفاده می‌کنند. البته توجه کنید که نصب بلبرینگ تماس زاویه ای باید توسط فرد متخصص انجام شود.

اغلب بلبرینگ‌ها به روانکاری با استفاده از روغن یا گریس نیاز دارند. این که روانکاری در چه حدی و به چه صورتی انجام شود، بستگی به نیاز سیستم و شرایط کارکرد دارد. در برخی بلبرینگ‌ها نیاز است که روانکاری به طور مداوم انجام شود. نصب صحیح بلبرینگ در دقت و طول عمر مفید آن تأثیر می‌گذارد و باعث می‌شود، عملکرد کلی سیستم بهبود یابد. برای آشنایی با بهترین گریس برای بلبرینگ مقاله ما را در این مورد مطالعه کنید.

کاربردهای بلبرینگ تماس زاویه ای

کاربردهای گسترده‌ای برای بلبرینگ‌های تماس زاویه ای وجود دارد. اغلب در مواردی که نیاز به سرعت بالا، دقت بالا و ظرفیت بار شعاعی و محوری بالا دارند از بلبرینگ‌های تماس زاویه ای استفاده می‌کنند. نمونه‌ای از کاربردهای بلبرینگ تماس زاویه ای در ادامه آورده شده‌اند:

• صنعت خودرو: در تولید قسمت‌های مختلف خودرو مانند گیربکس‌ها، موتورها و توپی چرخ‌ها از بلبرینگ‌های تماس زاویه ای استفاده می‌کنند.
• ماشین‌ابزار: در تولید ماشین‌های ابزار مانند ماشین‌های حفاری، فرز و تراش از بلبرینگ‌های تماس زاویه ای استفاده می‌کنند.
• صنعت هوافضا: در صنعت هوافضا از بلبرینگ‌های تماس زاویه ای برای تولید موتورهای جت، فضاپیماها و روتور هلیکوپتر استفاده می‌شود.
• پمپ و کمپرسور: در تولید پمپ‌های گریز از مرکز، کمپرسورهای رفت و برگشتی، پمپ‌های پیستونی و انواع مختلف پمپ‌ها و کمپرسورها، بلبرینگ تماس زاویه ای به کار برده می‌شود.
• رباتیک: برای ساخت ربات‌های پزشکی، ربات‌های صنعتی و ربات‌های خدماتی از بلبرینگ‌های تماس زاویه ای استفاده می‌کنند.

انواع بلبرینگ تماس زاویه ای

• بلبرینگ تماس زاویه ای یک ردیفه: این نوع بلبرینگ تماس زاویه ای، زاویه تماسی 40 درجه دارد که از یکدیگر جدا نمی‌شوند و متناسب با نیاز توانایی کار کردن با سرعت‌های بالا را دارند.
• بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه: زاویه تماس در بلبرینگ‌های تماس زاویه ای دو ردیفه طرح A برابر با 32 درجه است که شیار ساچمه‌خور ندارند.
• بلبرینگ تماس زاویه ای با چهار نقطه تماس: در این نوع بلبرینگ‌ها، شیار ساچمه‌ای به گونه‌ای است تا بلبرینگ بتواند بار محوری از دو طرف را تحمل کند.

چگونگی انتخاب بلبرینگ تماس زاویه ای

در انتخاب بلبرینگ تماس زاویه ای باید موارد مختلفی را در نظر گرفت که هر کدام را در ادامه مورد بررسی قرار خواهیم داد:

• دقت موردنیاز: دقت بلبرینگ تماس زاویه ای بر عملکرد و دقت سیستم تأثیر زیادی می‌گذارد. دقت بلبرینگ را با یک نماد مانند ISO یا ABES نشان می‌دهند.
• سرعت چرخش: بلبرینگ متناسب با نوعی که دارد باید سرعت چرخش مناسبی داشته باشد.
• دمای کار: بلبرینگ باید بتواند در دمای محیط کار، تحمل خوبی داشته باشد. در موارد خاص از بلبرینگ‌های نسوز یا سرامیکی استفاده می‌کنند.

نوع بار وارده بر بلبرینگ تماس زاویه ای

از مهم‌ترین عواملی که روی انتخاب نوع بلبرینگ تأثیر می‌گذارد، نوع بار وارده است. بارهای محوری، شعاعی و ترکیبی از انواع بارهایی هستند که بر بلبرینگ وارد می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با این بارها، می‌توانید مقاله چه نوع بارهایی به بلبرینگ وارد می‌شود را مطالعه کنید. هر کدام از این سه نوع بار در ادامه به طور مختصر تعریف شده‌اند:

• بار شعاعی: بار شعاعی با محور چرخش موازی است و در جهت شعاعی اعمال می‌شود.
• بار محوری: این نوع بار موازی با محور چرخش است و در جهت محوری اعمال می‌شود.
• بار ترکیبی: ترکیب بارهای محوری و شعاعی است که به طور هم‌زمان بر بلبرینگ اعمال می‌شوند.

جدول بلبرینگ تماس زاویه ای

بلبرینگ‌های تماس زاویه ای با پسوندهایی مشخص می‌شوند که هر کدام مفهوم خاصی دارند. در جدول زیر هر کدام از این پسوندها و مفهوم آن‌ها نمایش‌داده شده است:

نحوه عیب‌یابی بلبرینگ

برای عیب‌یابی بلبرینگ تماس زاویه ای باید به سه موردتوجه کرد:

• لرزش: لرزش غیرعادی نشان‌دهنده مشکلی ناشناخته است. شاید نصب اشتباه، عدم هماهنگی، ناهماهنگی در حمل بار و وارد شدن آسیب به حلقه‌های بلبرینگ باعث بروز این مشکل شده است.
• داغ شدن بلبرینگ: داغ شدن بلبرینگ نشان‌دهنده وجود مشکلاتی است که حتماً باید برای برطرف کردن آن‌ها اقدام کرد.
• صدای غیرعادی: صداهای غیرعادی می‌تواند ناشی از وجود مشکلاتی مانند سایش، خراشیدن، نصب اشتباه یا مشکلات دیگر باشد.

ظرفیت تحمل بار بلبرینگ تماس زاویه ای در چه صورتی افزایش می یابد؟

ظرفیت تحمل بار محوری در این بلبرینگ ها با افزایش زاویه تماسی افزابش می یابد. زاویه تماسی به زاویه بین خط اتصال نقاط تماس ساچمه ها با راه گاه ها (مانند شکل) در صفحه شعاعی و خط عمود بر محور بلبرینگ، اطلاق می شود. خط تماسی خطی است که نیرو طریق آن از یک راه گاه به دیگری انتقال می یابد.

رایج ترین طراحی های استفاده شده در بلبرینگ های تماس زاویه ای کدام اند؟

• بلبرینگ تماس زاویه ای یک ردیفه Single row

• بلبرینگ های تماس زاویه ای دو ردیفه double row

• بلبرینگ های تماس زاویه ای با چهار نقطه تماس Four Point Contact ball bearings.

بلبرینگ تماس زاویه ای، یک ردیفه (Single row angular contact ball bearings)

بلبرینگ تماس زاویه ای فقط می تواند بار محوری را در یک جهت تحمل کند، که این امر موجب می شود معمولا به همراه یک بلبرینگ دیگر مورد استفاده قرار گیرد.

در این حالت می توان به خاطر موقعیت دهی محوری شافت از دو سمت و نیز در مواقعی است که، استفاده از یک بال بیرینگ برای مقدار بار اعمال شونده کافی نباشد، از دو بال بیرینگ تماس زاویه ای در یک محل، استفاده کرد. در این مواقع نحوه مونتاژ بلبرینگ ها با توجه به جهت تحمل بار محوری حائز اهمیت می شود. استاندارد مجموعه بلبرینگ های تک ردیفه تماس زاویه ای SKF شامل بیرینگ های سری 72 و 73 می شود.

ترتیب قراردهی بلبرینگ تماس زاویه ای

• پشت سر هم Tandem جهت تحمل بار در یک سمت و توسط هر دو بال بیرینگ، • روبرو face-to-face جهت تحمل بار از دو طرف و از هر طرف توسط یک بال بیرینگ، • پشت به پشت Back-to-Back جهت تحمل بار از دو طرف توسط یک بال بیرینگ باشد. حالت اخیر از استحکام بیشتری برخوردار بوده، برای تحمل بارهای ممان مناسب تر است.

طراحی ترتیب قراردهی بال بیرینگ ها

طراحی داخلی این نوع بال بیرینگ ها به نحوی است که باید به صورت دوتایی بکار برده شوند. دو بال بیرینگ باید به گونه ای جفت شوند که بعد از نصب به لقی یا بار اولیه دلخواه برسند. تنظیم درست و انتخاب بار اولیه یا لقی صحیح در نحوه کارکرد بال بیرینگ تأثیر بسیار دارد. بعنوان مثال در صورت انتخاب لقی زیاد نمی توان از تمام توانایی بلبرینگ در تحمل بار استفاده کرد و نیز استفاده از بار اولیه بیش از حد موجب بالا رفتن اصطکاک و گرما می شود. در مورد بال بیرینگ های دوتایی که به صورت روبرو یا پشت به پشت قرار گرفته اند باید متذکر شد که عدم اعمال نیرو به یک بال بیرینگ موجب بروز صدا، گسیختگی در لایه روانکار و افزایش تنش در قفسه می گردد. در صورت وجود چنین حالتی بال بیرینگ ها نباید دارای لقی باشند.

بلبرینگ تماس زاویه ای، دو ردیفه (Double row angular contact ball bearings)

این نوع بلبرینگ ها از نظر طراحی، نظیر دو بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفه هستند که به صورت پشت به پشت جفت شده اند، فقط در مقایسه با تک ردیفه، از پهنای آن کاسته می شود. این بلبرینگ ها قادر به تحمل بارهای شعاعی سنگین و بارهای محوری از هر دو جهت هستند و زاویه تماس در اکثریت آنها 32 درجه است. یک دسته از این نوع بال بیرینگ ها که با پسوند A مشخص می شوند، به علت عدم داشتن شیار ساچمه خور قادر به تحمل بار محوری از دو طرف است و پنجره ساچمه آنها پلی آمیدی (فیبری) است. نوع بدون پسوند دارای شیار ساچمه خور بوده و پنجره ساچمه آنها فولادی یا برنجی است.

بال بیرینگ های با پسوند E به علت داشتن شیار ساچمه خور و نتیجتاً ساچمه بیشتر، دارای قدرت تحمل بار بالاتری هستند.

بال بیرینگ های مورد بحث کلاً با دو نوع کاسه نمد پلاستیکی و فلزی تولید می شوند و لقی داخلی آنها محوری است. پنجره ساچمه این نوع بال بیرینگ ها در سه نوع پلی آمیدی (فیبری) جهت کارکرد برای دماهای تا ºc 120، فولادی و برنجی تولید می شوند.

بلبرینگ تماس زاویه ای با چهار نقطه تماس (Four – point contact ball bearings)

شیار ساچمه این نوع بال بیرینگ ها که در حقیقت یک نوع بال بیرینگ تک ردیفه تماس زاویه ای است به گونه ایست که آنرا قادر به تحمل بار محوری از دو طرف می سازد. فضای محوری مورد نیاز برای نصب این نوع بال بیرینگ ها کمتر از فضای مورد نیاز برای نصب نوع دو ردیفه است. زاویه تماس این نوع بال بیرینگ ها 35 درجه بوده و حلقه داخلی آنها دو تکه است که این امر امکان استفاده از تعداد ساچمه بیشتر و در نتیجه افزایش قدرت تحمل بار را فراهم آورده است. جهت جلوگیری از چرخش حلقه بیرونی در داخل محفظه، اندازه های بزرگ آنها را با دو جای خار تولید کرده اند. مقدار ناهمراستایی مجاز در این بال بیرینگ ها بسیار محدود بوده (به اندازه بلبرینگ های شیار عمیق) و هرگونه ناهم راستایی منجر به افزایش صدای بال بیرینگ می شود.

جمع‌بندی

طراحی بلبرینگ‌های تماس زاویه ای باعث شده تا به عنوان بلبرینگ‌های پرکاربرد در صنایع مختلف مورداستفاده قرار گیرند. بلبرینگ تماس زاویه ای خود انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربردی خاص مورداستفاده قرار می‌گیرند. در هنگام انتخاب بلبرینگ‌های تماس زاویه ای باید با علائم اختصاری آن‌ها آشنایی کامل داشت تا بتوان بهترین بلبرینگ را متناسب با نوع نیاز انتخاب کرد.

سوالات متداول

• بلبرینگ تماس زاویه ای چیست؟

در این نوع بلبرینگ حلقه‌های داخلی و خارجی زاویه‌دار هستند.

• انواع بلبرینگ تماس زاویه ای کدام‌اند؟

بلبرینگ تماس زاویه ای یک ردیفه، دو ردیفه و بلبرینگ تماس زاویه ای با چهار نقطه تماس هستند.

• در هنگام انتخاب بلبرینگ تماس زاویه ای به چه مواردی باید توجه کرد؟

سرعت چرخش، دقت موردنیاز، دمای محیط کار و نوع بار وارده