بلبرینگ غلتکی سوزنی چیست و چه کارکردی دارد؟

بلبرینگ‌های غلتکی سوزنی از غلتک‌های استوانه‌ای کوچک که به غلتک‌های سوزنی گفته می‌شود، برای کاهش اصطکاک بین اجزای متحرک استفاده می‌کنند. غلتک های سوزنی اجزای حامل بار غلتک سوزنی هستند. بسته به طراحی بلبرینگ، آنها بین دو نژاد، بین یک نژاد و یک شفت، یا بین یک شفت و یک محفظه قرار دارند. 

اکثر رولبرینگ های سوزنی شعاعی به گونه ای طراحی شده اند که نیروهای محوری بیش از 5 درصد بار شعاعی را تحمل کنند. آنهایی که در کاربردهای شعاعی استفاده می شوند دارای غلتک هایی هستند که موازی با شفت هستند. بلبرینگ‌های رانش، آنهایی که برای بارهای محوری در نظر گرفته شده‌اند، حاوی غلتک‌هایی با محورهایی هستند که بر محور عمود هستند و به صورت شعاعی از آن امتداد می‌یابند.

 تمام غلتک های سوزنی به نوعی روان کننده برای کمک به دفع گرما و کاهش اصطکاک نیاز دارند. مقدار اصطکاک ناشی از بار حمل شده، نوع و اندازه غلتک سوزنی، سرعت چرخش بلبرینگ و ویژگی های روان کننده مورد استفاده است. رولبرینگ های سوزنی، به ویژه آنهایی که دارای حلقه های بیرونی ساخته شده از فولادهای با استحکام بالا هستند، می توانند شوک و لرزش را سرکوب کنند.

 اجرای بهینه غلتک سوزنی به عوامل مختلفی بستگی دارد.
 بلبرینگ های غلتکی سوزنی طوری طراحی شده اند که تحت حداقل بار کار کنند . رعایت نکردن این سهمیه ممکن است به دلیل اینرسی کم غلتک به مسیرهای مسابقه آسیب برساند. علاوه بر این، بلبرینگ های غلتکی سوزنی معمولاً برای بارهای ساکن مناسب نیستند. چنین بارهایی می توانند به عناصر غلتکی آسیب برسانند. این شامل کاربردهایی است که در آن بلبرینگ با سرعت کمتر از 10 دور در دقیقه می چرخد، نوسانات آهسته ای دارد یا ممکن است نقاط استراحت را تجربه کند.

دمای عملیاتی محدوده دمایی است که بلبرینگ ممکن است در آن استفاده شود. در محیط‌های با دمای پایین، ویسکوزیته روان‌کننده افزایش می‌یابد که نیاز به حداقل بار بیشتری دارد.

سرعت مرجع سرعت چرخشی است که در آن گرمای اتلاف شده و ایجاد شده در حالت تعادل است.

سرعت محدود کننده بالاترین RPM است که بلبرینگ برای کار در آن طراحی شده است. این بر اساس: استحکام قفس بلبرینگ، کیفیت روانکاری، نیروهای گریز از مرکز و ژیراتوری، دقت تولید بلبرینگ و ویژگی های روان کننده تعیین می شود.

طول عمر بلبرینگ

بلبرینگ‌های غلتکی سوزنی تحت نیروهای فشاری ثابتی قرار دارند که در نهایت باعث پوسته پوسته شدن می‌شوند، مهم نیست که بلبرینگ چقدر خوب نگهداری شود. عمر بلبرینگ معمولاً به عنوان تعداد چرخش های تجربه شده قبل از به خطر افتادن عملیات تخمین زده می شود. قبل از تعیین مدت زمان مفید مورد انتظار رولبرینگ سوزنی، ابتدا باید میزان بار پایه آن محاسبه شود.

  انواع رولبرینگ سوزنی

انواع مختلفی از بلبرینگ با عناصر نورد سوزنی شکل وجود دارد.

اجزای غلتک سوزنی

همانطور که در بالا ذکر شد، انواع مختلفی از بلبرینگ های غلتکی سوزنی وجود دارد. برخی ممکن است فقط حاوی یک سری غلتک در یک قفس باشند.

غلتک های سوزنی جزء حامل بار بلبرینگ هستند و یکی از اجزای مشترک همه انواع غلتک سوزنی هستند. اینها به حلقه های بیرونی و داخلی اجازه می دهند تقریباً بدون اصطکاک بچرخند. آنها اغلب از آلیاژ فولاد ساخته می شوند.

بلبرینگ غلتک‌ها را از هم جدا می‌کنند تا بار به طور یکنواخت در اطراف بلبرینگ توزیع شود. آنها همچنین صدای بلبرینگ را کاهش می دهند، شرایط غلتش را بهبود می بخشند و از لغزش جلوگیری می کنند. علاوه بر این، آنها حاوی غلتک هایی در یک مجموعه هستند. فولاد رایج ترین ماده قفس مورد استفاده در غلتک سوزنی است. قفس های پلاستیکی را می توان در جایی که شرایط عملیاتی اجازه می دهد استفاده کرد. روغن کاری و عملیات سطحی می تواند میزان گرمای تولید شده از اصطکاک را کاهش دهد. برخی از غلتک های سوزنی فنجانی کشیده بدون قفس طراحی شده اند و حاوی یک مکمل کامل از غلتک های سوزنی هستند. بلبرینگ های کامل مکمل حداکثر ظرفیت حمل بار را با هزینه کم یک بلبرینگ فنجانی ترکیب می کنند. در این طرح برای نگه داشتن غلطک ها در حلقه بلبرینگ از لبه گردان به داخل استفاده شده است.

آب بندها (در صورت وجود) غلتک ها، قفس و روان کننده را از آلودگی ها و رطوبت در محیط های خشن جدا می کند. مهر و موم باید قادر به مقاومت در برابر اکسیداسیون، گرما و مواد شیمیایی باشد که ممکن است بلبرینگ در معرض آن قرار گیرد. بلبرینگ های مهر و موم شده اغلب یک سوراخ دسترسی به حلقه داخلی در حلقه بیرونی ایجاد می کنند، بنابراین بلبرینگ را می توان دوباره روغن کاری کرد. زمانی که اصطکاک بین کاسه نمد و بلبرینگ یا شفت به حداقل برسد، آب بندی ها بسیار قابل اعتماد هستند. برای کاهش این اصطکاک می توان از درمان های سطحی یا روانکاری اضافی استفاده کرد. بلبرینگ‌های دارای مهر و موم یکپارچه در مقایسه با بلبرینگ‌های باز به سرعت‌های چرخشی نسبتا پایین محدود می‌شوند. مهر و موم ها معمولاً از لاستیک اکریلونیتریل-بوتادین، پلی اورتان یا فلورروبر ساخته می شوند.

• روغن کاری (در تصویر بالا نیست) برای تمام غلتک های سوزنی مورد نیاز است. شیارهای حلقوی و یک سوراخ روانکاری ممکن است در حلقه بیرونی اکثر مسیرهای مسابقه رولبرینگ های سوزنی ماشین کاری شده و سنگین قرار داده شوند تا به روان کننده کمک کنند تا محیط بلبرینگ را تکثیر کند.

  • روغن های مصنوعی برای بلبرینگ های با کیفیت رایج ترین هستند. روغن های معدنی برای استفاده با سرعت بالا مناسب هستند. روغن های مصنوعی برای سرعت های متوسط ​​تا زیاد مناسب هستند. نفت در شرایط بار سنگین/سرعت بالا روانکاری خوبی از خود نشان می دهد. روغن های سیلیکونی مقاومت خوبی در برابر حرارت دارند و لاستیک را خورده نمی کنند، اما برای سرعت های پایین مناسب تر هستند. روغن ها را می توان چکه کرد، سانتریفیوژ کرد یا در بلبرینگ ها آغشته کرد.

  • گریس ها برای سرعت چرخش متوسط ​​تا زیاد بهترین هستند. به طور معمول، گشتاور پرسرعت یک بلبرینگ روغنی کمتر از بلبرینگ روغنی است، اما عکس این امر در سرعت های کمتر صادق است. اینها معمولاً از طریق بسته گریس اعمال می شوند، اما آبکاری گریس نیز در دسترس است. گریس های سیلیکونی مقاومت خوبی در برابر حرارت دارند و لاستیک را خورده نمی کنند، اما برای کاربردهای با سرعت کم تا متوسط ​​بهترین هستند.

  • فیلم‌های خشک فقط باید در مواردی استفاده شوند که روان‌کننده‌های مرطوب نامناسب باشند یا مقادیر زیادی کثیفی جمع شوند. لایه‌های خشک به سختی اعمال می‌شوند و با چرخش بلبرینگ، لایه‌های سایشی ایجاد می‌کنند، که احتمالاً مانع عملکرد بلبرینگ می‌شود. مهر و موم های بدون تماس به کنترل شکاف بین اجزای دوار و غیر دوار متکی هستند. شکاف را می توان به صورت شعاعی، محوری یا ترکیبی از این دو قرار داد. ممکن است گریس ها در این شکاف قرار گیرند تا نفوذپذیری آلاینده ها کاهش یابد. از آنجایی که هیچ تماسی بین اجزا وجود ندارد، اصطکاک وجود ندارد که باید در اجرای آب بندی در نظر گرفته شود. مهر و موم های بدون تماس برای RPM های بالا ترجیح داده می شوند. رایج ترین نوع مهر و موم بدون تماس، مهر و موم لابیرنتی است و بسیاری از این مهر و موم ها از فولاد یا فلز سفت و سخت دیگر ساخته شده اند.

استانداردهای بلبرینگ سوزن

استانداردهای همراه ممکن است هنگام در نظر گرفتن رولبرینگ سوزنی مفید باشد. طیف گسترده ای از استانداردهای بلبرینگ سوزنی از فروشگاه استانداردهای جهانی IHS در دسترس است .

•  ASTM F2162 - مشخصات استاندارد برای بلبرینگ، غلتک، سوزن: حلقه بیرونی کشیده، کامل، بدون حلقه داخلی، انتهای باز و بسته، نوع استاندارد

• ASTM F2163 -  مشخصات استاندارد برای حلقه، بلبرینگ، داخلی: برای غلتک سوزنی با حلقه بیرونی کشیده شده

•  ISO 281 - بلبرینگ های غلتشی - رتبه بندی بار دینامیک و عمر درجه بندی

• ISO 3031  -  بلبرینگ های غلتکی - مجموعه های غلتکی و قفس سوزنی رانش، واشرهای رانشی - ابعاد و تلورانس های مرزی

•  ISO 3096 - رول بلبرینگ - غلتک سوزنی - ابعاد و تلرانس ها

  کاربردهای بلبرینگ سوزنی

بلبرینگ های سوزنی در کاربردهای مختلفی مانند پمپ های پیستونی شعاعی، سیستم های فرمان و ترمز خودرو، ابزارهای برقی، گیربکس ها، موتورها، قطارهای سوپاپ، دستگاه های کپی، دستگاه های فکس، موتورهای بیرونی و دستگاه های اصلاح چمن استفاده می شوند. 

 می توانید با استفاده از سیستم جست و جوی کالای صنعتی تکصان نیز، بلبرینگ مورد نظر خودتان را با توجه به مشخصاتی که ذکر شد انتخاب و به تامین کننده مورد نظر متصل شوید.

منبع: globalspec.com