بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه کاربردهای زیادی دارند. مشخصه های این بلبرینگ ها طراحی ساده، تفکیک ناپذیر بودن، مناسب بودن آن برای سرعت های بالا و خیلی زیاد، محکم بودن در حین کار و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری می باشند. شیار عمیق در سطح غلتش و همخوانی دقیق بین این شیار و ساچمه ها این بلبرینگ را قادر می سازد که بار محوری را از هر دو جهت به همراه بار شعاعی حتی در سرعت های بالا ، تحمل کند.
بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه بیشترین کاربرد را در میان انواع بیرینگ ها دارند. به همین علت در طرح های زیر و اندازه های مختلف تولید می شوند.
- بیرینگ های باز در طرح اصلی (بدون آب بند)
- بیرینگ های آب بند شده
- بیرینگ های آب بند شده در برابر روغن نوع ICOS
- بیرینگ ها باشیار محیطی با یا بدون خار فنری
- بیرینگ های مختلط
- بیرینگ های عایق الکتریکی
- بیرینگ های برای دمای بالا
- بیرینگ های با روغن جامد
- بیرینگ های مجهز به سنسور ((Sensorized Bearing
طرح های بیرینگ
طرح اصلی بیرینگ
طرح اصلی بیرینگ های شیار عمیق (شکل 1) به صورت باز (بدون آب بند) می باشند. بنابر دلایل ساخت ، بیرینگ های بازی که با آب بند و حفاظ فلزی نیز تولید می شوند دارای فرو رفتگی محل نصب آب بند(Seal Recess) می باشند.
بیرینگ های آب بند شده
بیرینگ های شیار عمیقی که کاربرد بیشتری دارن ، با آب بند یا حفاظ فلزی در یک طرف یا دو طرف نیز تولید می شوند. بیرینگ های با سری پهنای 622 , 623 و 630 برای کارکرد طولانی بدون نیاز به نگهداری و تعمیرات مناسب می باشند.
بیرینگ های با آب بند یا حفاظ فلزی در دو طرف ، محتوی گریس بوده و نیاز به نگهداری و تعمیرات ندارند. این بیرینگ ها قبل از نصب نباید شسته شده و تا دمای بیشتر از 80 درجه سانتی گراد گرم شوند. بیرینگ های شیار عمیق وابسته به ابغاد بیرینگ با یکی از گریس های استاندارد پر شده اند. میزان گریس 25 تا 35 درصد فضای خالی بیرینگ است.
بلبرینگ های شیار عمیق آب بند با گریس های خاص زیر نیز تولید می شوند.
- گریس GJN برای دمای بالا ( بیرینگ های با (D>62 mm-
- گریس GXN برای دمای بالا
- گریس GWB برای محدوده دمای وسیع
- گریس LHT23 بر ای محدوده دمای وسیع و کارکرد بدون صدا (برای بیرینگ هایی که استاندارد نمی باشند)
- گریس LT20 برای دمای پایین
بیرینگ های با حفاظ فلزی
بیرینگ ها با حفاظ فلزی که دارای پسوند Z یا 2Z هستند در یک یا دو طرح ، وابسته به سری ابعاد بیرینگ تولید می شوند. (شکل 2) حفاظ های فلزی از ورق فولادی ساخته می شوند و معمولاً دارای دنباله استوانه ای به منظور ایجادیک شیار طولانی با پیشانی رینگ داخلی (الف) ، هستند بهضی از انواع این حفاظ ها این دنباله را ندارند (ب).
بیرینگ های با حفاظ فلزی معمولا در کاربردهایی که در آنها رینگ داخلی دوران می کند استفاده می شوند زیرا دوران رینگ خارجی در سرعت های بالا ممکن است باعث خروج گریس از بیرینگ شود.
بیرینگ های با آب بند کم اصطکاک
بلبرینگ های شیار عمیق با آب بند کم اصطکاک دارای پسوندهای RSL و 2RSLیا RZ و 2RZ می باشند و وابسته به سری ابعاد بیرینگ در سه طرح زیر ساخته می شوند(شکل 3 )
- بیرینگ های سری 62 , 60 و63 تا قطر خارجی 25 میلی متر با آب بند RSL
- بیرینگ های سری 62 , 60 و63 با قطر خارجی 25 تا 52 میلی متر با آب بند RSL
- بیرینگ های سری دیگر با آب بند RZ
این نوع آب بند ها بدون تماس بوده و یک شکاف باریک با سطح استوانه ای سانه رینگ داخلی یا فرو رفتگی آن تشکیل می دهند. به همین دلیل بیرینگ های با آب بند کم اصطکاک را می توان در سرعت های مشابه بیرینگ های با حفاظ فلزی بکار برد ولی آب بند عملکرد بهتری دارد.
این آب بند های کم اصطکاک از جنس لاستیک اکریلو نیتریل بوتادین ( NBR) که به سایش و روغن مقاوم استساخته شده و با ورق فولادی تقویت شده اند. دمای مجاز کارکرد این نوع آب بند از -40 °C تا +100 °C می باشد. ولی میتوان از آنها برای مدت کوتاه در دمای +120°C نیز استفاده کرد.
بیرینگ های با آب بندهای تماسی
بیرینگ ها با آب بند تماسی دارای پسوندهای RSH و 2RSH یا RS1 و 2RS1 می باشندو در چهار طرح مختلف زیر وابسته به سری و ابعاد بیرینگ ساخته می شوند (شکل4)
- بیرینگ های سری 62 , 60 و63 تا قطر خارجی 25 میلی متر با آب بند RSH
- بیرینگ های سری 62 , 60 و63 تا قطر خارجی 25 تا 52 میلی متر با آب بند RSH
- دیگر بیرینگ ها با آب بند RS1 و رینگ داخلی با سطح استوانه ای شانه مقابل آب بند، طرح )ج) که اندازه آن در جداول بیرینگ با ₁d نشان داده شده است و یا رینگ داخلی با فرو رفتگی در شانه ، طرح (د) که اندازه آن در جداول بیرینگ ها با d2 نشان داده شده است.
آب بند ها درون فرورفتگی رینگ خارجی نصب شده و بدون تغییر شکل رینگ خارجی این محل را به خوبی آب بندی می کنند. آب بند های استاندارد از جنس لاستیک اکریلو نیتریل بوتادین (NBR) بوده که با ورق فولادی تقویت می شوند. دمای کارکرد مجاز این آب بند ها از -40 °C تا +100 °C می باشد. ولی میتوان از آنها برای مدت کوتاه در دمای +120°C نیز استفاده کرد.
بیرینگ های با آب بند شده در برابر روغن نوع ICOS
آب بند نوع ICOS توسط SKF طراحی شده است. بیرینگ ها با این نوع آب بند در شرایطی که بیرینگ های آب بند دیگر جوابگو نمی باشند، به کار می روند. یک بیرینگ ICOS شامل یک بیرینگ شیار عمیق سری 62 و یک آب بند شعاعی است )شکل 5). این بیرینگ ها فضای کمتری نسبت به ترکیب یک بیرینگ و آب بند شعاعی می گیرند و براحتی نصب می شوند. همچنین نیاز به ماشین کاری شفت با دقت بالا نمی باشد زیرا لبه آب بنددر مقابل سطح داخلی شانه رینگ داخلی قرار می گیرد.
آب بند شعاعی از جنس آکریلو نیتریل بوتادین (NBR) بوده، که دارای لبه موجی تحت فشار فنر (Spring loaded Waveseal Lip) است. دمای کارکرد آب بند از -40 °C تا +100 °C می باشد. ولی میتوان از آنها برای مدت کوتاه در دمای +120°C نیز استفاده کرد. حد سرعت این بیرینگ ها به سرعت مجاز محیطی آب بند شعاعی بستگی دارد که برای این نوع بیرینگ 14 m/s است.
بیرینگ های با شیار محیطی
بلبربینگ های شیار عمیق با شیار محیطی به علت نصب آسان در نشیمنگاه به کمک خار فنری (رینگ نگهدارنده ) طراحی چیدمان را ساده می کنند. ابعاد خار فنری مناسب در جداول بیرینگ ها به همراه شماره فنی آن آورده شده ان، ولی می توانند به صورت مجزا یا نصب شده بر روی بیرینگ سفارش شوند.
بیرینگ های شیار عمیق با شیار محیطی در طرح های (شکل 7) موجود می باشند.
- بیرینگ باز (بدون آب بند) ، با پسوند N در شماره فنی بیرینگ (الف)
- بیرینگ باز با خار فنری، با پسوند NR در شماره فنی بیرینگ (ب)
- بیرینگ با حفاظ فلزی، Z در یک طرف و شیار محیطی به همراه خار فنری در سمت دیگر، با پسوند ZNR در شماره فنی بیرینگ
- بیرینگ با حفاظ فلزی، Z در دو طرف و شیار محیطی به همراه خار فنری ، با پسوند 2ZNR
بیرینگ های جفت شده
در چیدمان هایی که یک بیرینگ برای تحمل بار کافی نمی باشد یا وقتی که لازم است شفت از دوطرف با لقی مشخص مهار شود، از بلبرینگ های شیار عمیق جفت شده استفاده می شود. بیرینگ های جفت شده می توانند به صورت پشت سر هم ، پشت به پشت یا جلو به جلو چیده شوند، که بستگی به نیازهای چیدمان دارد (شکل 8). بیرینگها هنگام ساخت جفت می شوند لذا پس از نصب، بار به طور یکنواخت بین بیرینگها تقسیم شده و نیاز به استفاده از لایی فلزی یا تجهیزات مشابه برای تنظیم نمی باشد.
بیرینگ های کلاس SKF اکسپلورر
بلبرینگ های شیار عمیق SKF اکسپلورر که کیفیت بالاتری نسبت به دیگر بیرینگ ها دارند ، این کیفیت بالا شامل کارکرد بدون سر و صدا نیز می باشد.
بیرینگ های SKF اکسپلورر دارای شماره فنی مشابه با بیرینگ های استاندارد قبلی می باشند. ولی بیرینگ و جعبه آن با کلمه EXPLORER مشخص شده اند.
اطلاعات عمومی بیرینگ ها
ابعاد
ابعاد خارجی بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه مطابق با استاندارد ISO 15:1998 می باشند. ابعاد شیار محیطی و خار فنری مطابق استاندارد ISO 464:1995 می باشند.
تلرانس ها
بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه به صورت استاندارد با تلرانس های نرمال تولید می شوند.
بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه اکسپلورر با دقت بیشتری نسبت به نرمال تولید می شوند
لقی داخلی
بلبرینگ های یک ردیفه شیار عمیق به صورت استاندارد با لقی شعاعی نرمال تولید می شوند. اکثر بیرینگ ها با لقی داخلی کوچکتر و یا بزرگتر از نرمال، نیز موجود می باشند. C2 لقی کمتر از نرمال ، C3لقی بیشتر از نرمال ، C4 لقی بیشتر از C3 و C5 لقی بیشتر از C4 نیز تولید می شوند.
عدم همراستایی
بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه توانایی محدودی در تحمل عدم همراستایی دارند. مقادیر مجاز عدم همراستایی زاویه ای بین رینگ داخلی و خارجی در شرایطی که ایجاد تنش های اضافی و غیرقابل تحمل در بیرینگ نکند، بستگی به :
- لقی داخلی شعاعی بیرینگ در حین کارکرد،
- ابعاد بیرینگ،
- طرح داخلی بیرینگ و
- نیروها و گشتاورهای اعمال شده به بیرینگ ، دارند.
به علت ارتباط پیچیده بین این عوامل مقدار مشخصی را نمی توان تعیین کرد ولی وابسته به تاثیر هریک از عوامل فوق عدم همراستایی زاویه ای مجاز بین 2 تا 10 دقیقه (کمان) می باشد. هرگونه همراستایی باعث افزایش سرو صدا و کاهش عمر بیرینگ می شود.
قفسه ها
بلبرینگ های شیار عمیق وابسته به ابعاد و سری بیرینگ، مجهز به یکی از قفسه های زبر می باشند. (شکل 9)
- قفسه نوع نواری (Ribbon - type) و مرکز شده نسبت به ساچمه ها از جنس ورق فولادی پرسکاری شده ، بدون پسوند در شماره فنی بلبرینگ (الف)
- قفسه نوع نواری و مرکز شده نسبت به ساچمه ها از جنس ورق برنجی پرسکاری شده ،با پسوند Y در شماره فنی بلبرینگ
- قفسه پرچ شده (Riveted) و مرکز شده نسبت به ساچمه ها از جنس ورق فولادی ، بدون پسوند در شماره فنی بلبرینگ (ب)
- قفسه پرچ شده و مرکز شده نسبت به ساچمه ها از جنس ورق برنجی ،با پسوند Y در شماره فنی بلبرینگ
- قفسه برنجی ماشین کاری شده و مرکز شده نسبت به ساچمه ها، با پسوند M در شماره فنی بلبرینگ )ج)
- قفسه برنجی ماشین کاری شده و مرکز شده نسبت به رینگ خارجی، با پسوند MA در شماره فنی بلبرینگ
- قفسه نوع Snap از جنس پلی آمید 6.6 تقویت شده با الیاف شیشه و مرکز شده نسبت به ساچمه ها، با پسوند TN9 در شماره فنی بلبرینگ )د)
بیرینگ ها با قفسه فولادی پرسکاری شده در طرح استاندارد ممکن است با قفسه برنجی ماشینکاری شده یا پلی آمید نوع Snap نیز تولید شوند. برای دمای کارکرد بالا ممکن است قفسه ها از جنس پلی آمید 4.6 یا پلی اترتکتون (PEEK) با پسوند TNH در شماره فنی بیرینگ بکار روند.
بار حداقل
بلبرینگ های شیار عمیق برای کارکرد قابل قبول مانند انواع دیگر بلبرینگ ها و رولبرینگ ها باید همواره تحت بار حداقلی باشند. این موضوع در شرایطی که بیرینگ ها در سرعت های بالا ، تحت شتاب بالاو یا تغییرات ناگهانی جهت بار قرار دارند، با اهمیت است. در این شرایط نیروهای اینرسی ساچمه هاو قفسه و اصطکاک روانکار اثرات تعیین کننده ای بر شرایط غلتش بیرینگ داشته و ممکن است باعث خرابی ناشی از حرکت لغزشی بین ساچمه هاو سطح غلتش شوند. حداقل بار مورد نیاز شعاعی برای یک بلبرینگ شیار عمیق به صورت تقریبی قابل محاسبه می باشد.
2- 1 ) بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه
بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه (شکل 1) از نظر طراحی مشابه بلبرینگ های شیار عمیق یک ردیفه می باشند. این بیرینگ ها دارای سطح غلتش یکپارچه و عمیق می باشند که با ساچمه ها هماهنگی دارد. این بیرینگ ها توانایی تحمل بار محوری از هر دو جهت به همراه بار شعاعی را دارند.
بلبربنگ های شیار عمیق دو ردیفه برای کاربردهایی که ظرفیت حمل بار بیرینگ های یک ردیفه کافی نمی باشد، بکار می روند. برای قطر داخلی و خارجی مشابه، بلبرینگ های دو ردیفه کمی پهنای بیشتری نسبت به بلبرینگ های یک ردیفه دارند اما ظرفیت حمل بار آنها به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از بیرینگ های یک ردیفه سری های 62 و 63 است.
ابعاد
ابعاد خارجی بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه مطابق استاندارد ISO 15:1998 است.
تلرانس ها
بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه با تلرانس های نرمال تولید می شوند. مقادیر این تلرانس هامطابق استاندارد ISO 492:2002 می باشد.
لقی داخلی
بلبرینگ های شیار عمیق دوردیفه به صورت استاندارد با لقی نرمال تولید می شوند. حدود لقی مطابق استاندارد ISO 5753:1991 می باشد.
عدم همراستایی
عدم همراستایی بین رینگ داخلی و خارجی بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه فقط با اعمال نیرو قابل تحمل است. این نیرو باعث افزایش بار ساچمه ها و قفسه شده و عمر بیرینگ را کاهش می دهد. به دلایل فوق حداکثر عدم همراستایی مجاز دو دقیقه کمان است. عدم همراستایی بین رینگ های بیرینگ باعث افزایش سرو صدا در حین کارکرد می شود.
قفسه ها
بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه دارای دو عدد قفسه نوع Snap از جنس پلی آمید 6.6 تقویت شده با الیاف شیشه که نسبت به ساچمه ها مرکز شده اند، می باشند (شکل 2) که با پسوند TN9 در شماره فنی بیرینگ مشخص می شوند.
توجه
بلبرینگ های شیار عمیق دو ردیفه با قفسه پلی آمید 6.6 می توانند تا دمای +120 °C بکار برده شوند. روانکارهای مورد استفاده برای بیرینگ ها معمولاً اثر منفی برخواص قفسه ندارند ، بجز بعضی روغن های مصنوعی، گریس بر پایه روغن مصنوعی و روانکارهای محتوی مقادیر زیادی افزودنی EP که برای دمای بالا بکار می روند.