اطلاعات جامع پیش بار بلبرینگ ها

پیش بار بلبرینگ / پیش بار بیرینگ

کاربردهایی مانند دوک نخ ریسی ابزار ماشین آلات ، موتورهای الکتریکی و دیفرانسیل های خودرو نیاز به حرکت چرخشی دقیق با درجه سختی و دقت موقعیت بالاتر دارند. برای دستیابی به این هدف ، در حین مونتاژ باید یک بار ثابت به بلبرینگ وارد شود تا بازی اضافی حذف شود. از این به عنوان ” پیش بارگذاری بلبرینگ ” یاد می شود. همزمان با حذف لقی ، پیش بار بیرینگ ها نیز سفتی مونتاژ را افزایش می دهد ، دقت چرخش را بهبود می بخشد و نویز ناشی از ارتعاش یا پیچش صدا را کاهش می دهد. علاوه بر این ، پیش بار لغزش اجزای غلتنده را از بین می برد و آنها را در محل مناسب در بیرینگ نگه می دارد. بسیاری از انواع اجزای غلتنده بیرینگ ها برای عملکرد مناسب نیاز به نوعی پیش بار دارند ، از جمله بلبرینگ های تماس زاویه ای ، رولبرینگ های مخروطی و رولبرینگ های استوانه ای. بلبرینگ های شیار عمیق را می توان از قبل بارگذاری کرد ، اما در اکثر برنامه ها نیازی به آن نیست. میزان پیش بار بیرینگ اعمال شده مهم است. این باید برای کاهش بازی اضافی کافی باشد ، اما باید مراقب بود که پیش بارگذاری بیش از حد اعمال نشود. پیش بار مناسب به اجزای غلتنده اجازه می دهد تا آزادانه در مسیر غلتش بلبرینگ بچرخند ، در حالی که پیش بار زیاد می تواند منجر به لغزش شود. این امر باعث ایجاد اصطکاک و تولید گرما شده که در نهایت می تواند منجر به خرابی زودرس بلبرینگ شود.

روش ترجیح داده شده برای قرار دادن بیرینگ ها روی یک شفت یا نشیمنگاه ، فراهم آوردن شانه ای است که عمود بر محور شفت ماشینکاری می شود. شانه های شفت و نشیمنگاه روی یک سطح بلبرینگ قرار گرفته و اطمینان حاصل می شود که بارگیری با محور شفت مطابقت دارد. شانه باید به اندازه ای بزرگ باشد که از نقطه مماس بین شعاع گوشه و سطح بیرینگ فراتر رود ، اما به اندازه کافی کوچک باشد که بتواند با کشنده های بلبرینگ استاندارد برداشتن بیرینگ را برطرف کند. تولیدکنندگان بلبرینگ جداول یا ماشین حساب هایی ارائه می دهند که ابعاد و شانه های بیرینگ مناسب برای هر نوع و اندازه بلبرینگ را نشان می دهد. بسته به نوع بلبرینگ ، پیش بار به صورت شعاعی یا محوری اعمال می شود.

انواع بیرینگ

پیش بار بلبرینگ ها

کلیه بلبرینگ های شعاعی که نیاز به پیش بار دارند ، باید به صورت محوری بارگیری شوند. هنگامی که بار محوری به حلقه داخلی بلبرینگ وارد می شود ، مسیر غلتش حلقه داخلی با اجزای غلتنده در تماس خواهد بود و این بار را به مسیر غلت حلقه خارجی تبدیل می کند. این یک خط تماس بین مسیر غلتش ، ساچمه و مسیر غلتش بیرونی ایجاد می کند که به آن ” زاویه تماس ” گفته می شود. پیش بار بیرینگ تماس زاویه ای اجباری است ، در حالی که پیش بار بلبرینگ های شیار عمیق اختیاری است.

بیرینگ های تماس زاویه ای ماشینکاری می شوند تا هنگام پیش بار بیرینگ زاویه تماس بیشتری داشته باشند ، معمولا 15 درجه ، 25 درجه ، 30 درجه یا 40 درجه. مقدار زاویه تماس از پیش تعیین شده و بر اساس بیرینگ ها طراحی شده است. بیرینگ های تماس زاویه ای به دلیل این زاویه تماس بزرگتر می توانند بارهای شعاعی و محوری را حمل کنند. بیرینگ های تماس زاویه ای که در جفت های همسان تولید می شوند ، ” بیرینگ دوتایی ” نامیده می شوند. بلبرینگ های دوتایی به گونه ای ساخته می شوند که روی بیرینگ در مجاورت یکدیگر نصب می شوند. مسیر غلتش بیرینگ دوطرفه کمی منحرف شده اند ، اما هنگامی که پیش بار بیرینگ مناسب در هنگام مونتاژ اعمال می شود ، به هم می رسند.

بیرینگ های دوتایی به صورت جفت سفارش داده می شوند و به گونه ای ماشینکاری می شوند که هنگام مونتاژ ، مجموعه ای با صفحات صاف را فراهم کنند. پیش بار برای بیرینگ های دوطرفه هنگامی که صورتها به هم کشیده می شوند ، ساخته می شود. چندین ترتیب نصب دوطرفه با تغییر جهت بیرینگ ها در مجموعه بلبرینگ دوطرفه امکان پذیر است. پشت به پشت رایج ترین آرایش دوطرفه است. قبل از مونتاژ ، بیرینگ ها دارای فاصله بین صفحات حلقه داخلی هستند.

حتما مطالعه کنید : علت خرابی بیرینگ ها

هنگامی که مونتاژ می شود ، حلقه های داخلی به هم محکم می شوند و حلقه داخلی و صورت حلقه بیرونی را در هم می آمیزند و در نتیجه زاویه تماس به سمت خط مرکزی شفت واگرا می شود. بیرینگ های دوطرفه پشت به پشت حداکثر سختی و ظرفیت رانش برابر را در هر جهت ارائه می دهند. آنها برای کاربردهایی مانند قرقره و چرخ قرقره با بارهای واژگون یا جایی که شفت در معرض انبساط حرارتی است مناسب هستند. بیرینگ های رو در رو در جهت مخالف بیرینگ های پشت سر هم نصب می شوند. قبل از مونتاژ ، فاصله ای بین حلقه های بیرونی وجود دارد. قبل از پیش بار بیرینگ ها ، صورت های حلقه بیرونی و صورت های حلقه داخلی به هم چسبیده و روی آن ها را به هم می رسانند و منجر به زاویه تماس می شوند که به سمت خط مرکزی شفت همگرا می شوند.

آنها دارای قدرت رانش برابر در هر دو جهت هستند و همچنین سفتی شعاعی و محوری را ارائه می دهند. در مواردی که بارگذاری آنها زیاد است یا مستعد انبساط حرارتی شفت هستند ، باید از آنها اجتناب شود. نصب پشت سر هم سومین چیدمان نصب برای بیرینگ های دوطرفه است. دو یا چند بیرینگ در جهت مشابه نسبت به یکدیگر چیده شده اند ، به طوری که قبل از نصب روی حلقه داخلی و روی حلقه بیرونی منحرف شده و موازی یکدیگر هستند. در حین مونتاژ ، حلقه های داخلی به هم چسبیده و در نتیجه زاویه تماس با یکدیگر موازی شده و ظرفیت رانش را فقط در یک جهت افزایش می دهد.

پیش بار رولبرینگ

رولبرینگ مخروطی همانند بیرینگ تماس زاویه ای پیش بارگذاری می شوند. مانند بیرینگ های تماس زاویه ای ، می توان آنها را به صورت تکی ، پشت به پشت و یا جلو به جلو نصب کرد. زاویه های تماس حاصل شده بین اجزای غلتنده و مسیر غلتش بیرینگ نیز شبیه زاویه های موجود در بیرینگ تماس زاویه ای است.

پیش بارگذاری رولبرینگ مخروطی پشت به پشت مستلزم بستن حلقه های داخلی به هم ، معمولا بین مهره و شانه محور است. پیش بارگذاری بیرینگ های رو در رو مستلزم بستن حلقه های خارجی بین شانه محفظه و حلقه بست یا مهره با نخ خارجی است. رولبرینگ استوانه ای نیز برای عملکرد مناسب نیاز به پیش بار بیرینگ دارند. با این حال ، بار به جای محوری به صورت شعاعی اعمال می شود. اگر بیرینگ دارای یک سوراخ مخروطی باشد ، بلبرینگ بر روی مخروط رانده می شود و در نتیجه تداخل ایجاد می شود. این باعث می شود که حلقه داخلی منبسط شود و نیروی شعاعی به غلطک ها وارد کند تا پیش بار بیرینگ مناسب ایجاد شود.

متدهای پیش بار بلبرینگ ها

دو روش اصلی پیش بارگذاری بیرینگ سفت و سخت و فنری هستند. هر کدام مزایا و معایبی نسبت به روش دیگر دارند.

پیش بارگذاری سفت و محکم

پیش بارهای سفت و سخت با اعمال بار با یک مهره قفل دقیق یا عنصر بست که دارای صفحات صاف و عمود بر محور است به دست می آیند. مهره یک بار محوری به حلقه بیرینگ داخلی یا خارجی وارد می کند و طرف مقابل در مقابل شانه ای روی شافت یا محفظه قرار دارد. فاصله اندازها بین بیرینگ های جداگانه استفاده می شود به طوری که یک مهره قفل یا بست می تواند برای پیش بارگذاری چند بیرینگ استفاده شود. همچنین ممکن است برای به دست آوردن پیش بار بیرینگ مناسب از گوه استفاده شود. پیش بارگذاری سفت و سخت ویژگی های سفت شعاعی و محوری بالاتری را ارائه می دهد ، اما ممکن است سرعت ها در مقایسه با پیش بارگذاری فنری محدود باشد. انبساط حرارتی شافت و نشیمنگاه به دلیل تغییرات دما می تواند میزان پیش بارگذاری بلبرینگ را در حین کار تغییر دهد. سایر شرایط برای پیش بارگذاری سفت و سخت شامل پیش بار محدودیت ثابت و پیش بارگذاری موقعیت است.

پیش بارگذاری فنر

در پیش بارگذاری فنر ، که گاهی اوقات از آن به عنوان ” پیش بار فشار ثابت ” یاد می شود ، نیروی محوری به حلقه بیرینگ داخلی یا خارجی چرخان توسط فنر اعمال می شود. فنر موج دار ، فنر کویل ، فنرهای Belleville ( واشر ) و فنرهای انگشتی را می توان استفاده کرد. فنر موج دار ، فنر کویل ، فنرهای Belleville ( واشر ) آسان تر اجرا می شوند ، زیرا می توانند مستقیما بین حلقه بیرینگ و سطح مونتاژ قرار گیرند. پیش بارگذاری فنر برای برنامه های در معرض انبساط حرارتی خوب است ، زیرا نیروی اعمال شده توسط فنر در طول فشرده سازی آن نسبتا ثابت است. فنرها همچنین نیاز به نگه داشتن تلرانس های محکم را برطرف می کنند. علاوه بر این ، پیش بارگذاری فنر نویز را کاهش می دهد و می تواند سرعت کار بالا را تحمل کند.

آنها دو هدف اصلی را دنبال می کنند :

1. آنها تلرانس پشته را در مجموعه بلبرینگ می گیرند
2. آنها بلبرینگ و مونتاژ را در یک موقعیت خاص تنظیم می کنند

فاصله گیرهای قابل تنظیم نیاز به هموار شدن را برطرف می کند ، مونتاژ را ساده می کند ، دقت را بهبود می بخشد و به بهینه سازی طول عمر بلبرینگ کمک می کند. پیش بار بلبرینگ نیرویی است که بین اجزای غلتنده و حلقه های بلبرینگ عمل می کند و بر اثر بار خارجی ایجاد نمی شود. پیش بارگذاری را می توان لقی داخلی منفی در نظر گرفت. دلایل اعمال پیش بارگذاری بیرینگ عبارتند از :

• بهبود سفتی
• کاهش سطح سر و صدا
• بهبود هدایت شفت
• افزایش طول عمر مفید بلبرینگ
• بهبود دقت اجرا
• در هنگام شروع و توقف سریع و در شرایط بسیار سبک یا بدون بار ، از سر خوردن در برنامه های با سرعت بالا جلوگیری کنید

در بیشتر برنامه های کاربردی با دقت بالا ، پیش بارگذاری برای افزایش استحکام سیستم مورد نیاز است.

حتما مطالعه کنید : صفر تا صد بلبرینگ کامپوزیت

در واقع پیش بارگذاری بیرینگ مقدار از پیش تعیین شده نیروی محوری است که برای تراز کردن مسیرهای غلتش به بیرینگ اعمال می شود. پیش بارگذاری بلبرینگ به جلوگیری از تغییر شکل پلاستیک ناشی از اضافه بار آن کمک می کند و عملکرد بلبرینگ را بهینه می کند. در اینجا دو روش رایج برای پیش بارگذاری بلبرینگ آورده شده است :

1. پیش بارگذاری کارخانه هنگام تولید بلبرینگ ایجاد شده و هنگام نصب بلبرینگ فعال می شود. این نوع پیش بارگذاری معمولا برچسب سبک ، متوسط و سنگین دارند.
2. پیش بارگذاری فنر زمانی است که بار خارجی جداگانه ، مانند فنرها یا واشر موج دار روی بیرینگ قرار می گیرد.

پیش بار بلبرینگ های تماس زاویه ای

اول ، مهم است بدانید که پیش بار برای بلبرینگ های تماس زاویه ای مورد نیاز است. این به دلیل طراحی بلبرینگ است که به تماس مداوم بین ساچمه ها و مسیر غلتش نیاز دارد. این تماس ثابت از طریق پیش بارگذاری بلبرینگ حاصل می شود. بلبرینگ های شعاعی نیازی به تماس بی وقفه بین ساچمه ها و مسیر غلتش ندارند. بنابراین ، پیش بارگذاری معمولا مورد نیاز نیست. با این حال ، گاهی اوقات پیش بارگذاری روی بیرینگ شعاعی گزینه بهتری نسبت به تغییر بلبرینگ تماس زاویه ای “پیش بارگذاری مورد نیاز” است. به عنوان مثال پیش بارگذاری بیرینگ شعاعی در دستگاه مرکز گریز با الزامات نصب پیچیده و در مواردی که هنگام چرخش به دقت نیاز است مفید خواهد بود ، اما هنگام پر کردن یا تخلیه سانتریفیوژ بار معکوس ممکن است رخ دهد. افزودن پیش بار با استفاده از واشر موج دار ، فنر Belleville یا موارد مشابه در جلوگیری از ایجاد بار معکوس مفید خواهد بود.

مزایای پیش بارگذاری بیرینگ ها

به طول کلی پیش بارگذاری بلبرینگ به بهینه سازی عملکرد آن کمک می کند. در اینجا برخی از مزایای آن گردآورده شده است :

• بهبود چرخش نسبت ساچمه به غلطک
• استحکام یک برنامه را افزایش می دهد
• از سر خوردن زیاد ساچمه محافظت می کند
• ارتعاش و اصطکاک کشویی را کاهش می دهد
• دقت بالا در حال اجرا ( حتی اگر شرایط بار همچنان تغییر کند )
• ظرفیت بار را افزایش می دهد

جهت مشاهده سایر مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه بلبرینگ و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه بلاگ مراجعه نمایید.