یاتاقان های غلتشی
یاتاقان غلتشی چیست؟
این نوع از یاتاقان ها به این صورت هستند که انتقال بار اصلی را از طریق تماس غلتشی انجام می دهند. به سبب کاربرد گسترده آنها در امور صنعتی ، اکثر صنعتگران استفاده از آنها را امری مهم تلقی می کنند. در یاتاقان غلتشی لغزش آستانه حرکت دو برابر لغزش حرکتی می باشد و اصطکاک میان قطعات را به حداقل می رساند. سفارش این محصول به صورت آنلاین به همراه مشاهده تمامی ویژگی های آن از طریق مراجعه به سایت ما امکان پذیر بوده تا همگان بتوانند از تهیه این محصول در قیمت مناسب و کیفیتی بالا بهره مند گردند.
مشخصات اصطکاکی که در یاتاقان های غلتشی اثر می گذارند عبارت است از:
1.بار
2.سرعت
3.ویسکوزیته روغن
یاتاقان طوری طراحی می شوند که بار شعاعی و بار تراست یا ترکیب این دو بار را تحمل کند
1.کنس درونی
2.عضو غلتنده
3.جداکننده
4.کنس بیرونی
لازم به ذکر است که در یاتاقان های ارزانتر از قسمت جدا کننده صرف نظر شده ولی این نکته را باید توجه داشته باشید که این قطعه از تماس مالشی بین قطعات جلوگیری می کند.
قسمت های اصلی یاتاقان های غلتشی
1.یاتاقان ساچمه ای
2.یاتاقان استوانه ای
یاتاقانهای ساچمه ای نیز خود انواع مختلفی مانند تماس زاویه ای ، شیار پر کننده ، شیار عمیق ، خود میزان ، دو ردیفه ، کف گرد دارد.که هر کدام از آنها نیز ویژگیهای خاصی را دارد و در زبان فارسی به آنها بلبرینگ گفته می شود.
یاتاقان های غلتک مخروطی،غلتک کروی کف گرد ، غلتک ساده غلتک مخروطی با شیب تند و غلتک مخروطی کف گرد جز یاتاقان های استوانه ای به شمار می آید که در زبان فارسی به این نوع یاتاقان ها رولبرینگ گفته می شود.
انواع یاتاقان های غلتشی:
عمر یاتاقان غلتشی:
اگر آنها را به خوبی روغن کاری کنیم طوری که از ورود گرد و غبار به داخل آن جلوگیری شود و همچنین از یاتاقان در دمای متعارف خود استفاده شود ، تنها عاملی که می تواند باعث خرابی آن شود خستگی فلز است .در شرایط خوب خرابی که به خاطر خستگی است پوسته پوسته شدن سطح حامل بار است.
روانکاری این نوع یاتاقان ها:
یکی از قدیمی ترین روش ها برای کاهش اصطکاک یاتاقان ها استفاده از روان کننده است.روانکاری باعث خنک شدن یاتاقان جلوگیری از سایش سطوحی که با هم در تماس هستند و محافظت از قطعات در برابر ورود اشیا است.
دو گروه روان کننده اصلی که برای روانکاری یاتاقانهای غلتشی استفاده میشود روغن صنعتی و گریس است.
از گریس زمانی استفاده می شود که سرعت پایین و دما از ۱۰۰ درجه سلسیوس افزایش نیابد.
در باقی موارد که دمای بالا و همچنین سرعت بیشتری وجود دارد از روغن استفاده می شود.
هنگامی که گروه های مشابهی از یاتاقان ها در بارهای متفاوت مورد آزمایش «عمر – شکست» قرار می گیرند، رسم نتایج به دست آمده از نمایش در مختصات لگاریتمی مانند نمودار 4-11 خواهد بود. استفاده از مختصات لگاریتمی بر روی دو محور سبب می شود که داده ها به صورت یک خط راست درآیند. برای رسم یک نقطه، از مختصات بار F1 و عمر اسمی گروه یک 1(L10) که به صورت لگاریتمی تبدیل شده اند استفاده می شود. قابلیت اعتماد مربوط به این نقطه و بقیه 90/0 است. بنابراین آنچه می بنید تابع «بار – عمر» در قابلیت اعتماد 90/0 است. با استفاده از یک معادله برگشت به صورت زیر،
1-11) ثابت = FL1/a
رابطه «بار – عمر یاتاقان» در یک قابلیت اعتماد اسمی
نتایج آزمایش های فراوان برای یاتاقان های مختلف، ضریب a را به صورت زیر به دست می دهد:
3=a برای یاتاقان های ساچمه ای
𝟏𝟎 𝟑 = a برای یاتاقان های غلتک استوانه ای و مخروطی
بار اسمی کتابچه راهنما به صورت بار شعاعی که موجب شکست 10 درصد از یاتاقان ها در عمر اسمی شرکت سازنده می شود تعریف می گردد. بار اسمی کتابچه راهنما را با نماد C10 نشان می دهیم. چنانچه عمر اسمی شرکت سازنده 106rev باشد، بار اسمی کتابچه راهنما را معمولاً بار اسمی دینامیکی مبنا یا به اختصار بار اسمی مبنا می نامند.
شکل 4-11 خطی سازی نتایج حاصل از آزمایش «بار – عمر» برای یاتاقان های غلتشی با استفاده از تبدیل لگاریتمی مختصات که منجر به یک رابطه خطی می شود.
بقاء یاتاقان: رابطه «قابلیت اعتماد – عمر»
در بار ثابت، توزیع عمر یک خط راست مایل است. انطباق مناسب برای منحنی توزیع می تواند توزیع لگاریتمی طبیعی یا توزیع «وایبول باشد»، ناشی از توانایی آن در انطباق با مقادیر متغیر شیب هاست.
اگر عمر به صورت بدون بُعد با رابطه بیان شود، قابلیت اعتماد را می توان به شکل زیر بیان کرد:
(11-4) 𝑹=𝒆𝒙𝒑 − 𝒙− 𝒙 𝟎 𝜽− 𝒙 𝟎 𝒃
که R = قابلیت اعتماد
x = متغیر تصادفی بدون بُعد عمر
X0 = مقدار تضمین شده یا «حداقل» متغیر تصادفی
𝛉 = پارامتر مشخصه مربوط به 2121/63 درصد از مقدار متغیر تصادفی
b = پارامتر شکل که کنترل شده شیب منحنی است.
ازآنجاکه سه پارامتر توزیعی X0 ، 𝛉 و b وجود دارد، توزیع «وایبول» توانایی کامل در انطباق با رشته داده ها خواهد داشت.
رابطه «بار – عمر – قابلیت اعتماد»
رابطه «بار – عمر – قابلیت اعتماد»، مسئله مربوط به طراح است. بار طراحی لزوماً بار آزمایش شرکت سازنده یا داده های موجود در کتابچه راهنما نیست. سرعت طراحی نیز با سرعتی که در آن فروشنده، یاتاقان ها را مورد آزمایش قرار داده است تفاوت خواهد داشت و قابلیت اعتماد مورد نظر بسیار بیشتر از 90/0 که در کتابچه راهنما آمده است می باشد
شکل 5-11 مرزهای قابلیت اعتماد ثابت، نقطه A نشانگر بار اسمی کتابچه راهنما C10 در عمر 1 = x=L/L10 است. نقطه B بر روی مکان هندسی قابلیت اعتماد طراحی RD با بار C10 قرار دارد. D نقطه ای است واقع بر مرز قابلیت اعتماد طراحی که نشانگر عمر طراحی XD = LD/L10 در بار طراحی FD می باشد.
شکل 5-11 این حالت را نشان می دهد، اطلاعات کتابچه راهنما به صورت نقطه A بر روی مرز 90/0 = R رسم شده است که مختصات لگاریتم C10 و x10= L10/L10 است. D نقطه طراحی است که بر روی مرز با مختصات لگاریتم قرار دارد. طراح باید از نقطه D از طریق نقطه B به نقطه A حرکت کند
بارگذاری ترکیبی شعاعی و محوری
یک یاتاقان ساچمه ای علاوه بر تحمل بارهای شعاعی قادر است بارهای محوری را نیز تحمل کند. اغلب اوقات بارها به صورت ترکیبی وارد می شوند. اگر بارهای محوری و شعاعی وارد به یاتاقان را به ترتیب با Fa و Fr نمایش دهیم، بار شعاعی معادل Fe0 را به صورت باری که آسیبی معادل با ترکیب بارهای محوری و شعاعی به یاتاقان وارد کند تعریف می کنیم.
شکل 6-11 رابطه گروه های بدون بعدFe/(VFr) وFa/(VFr) و پاره خط هایی که بر داده ها منطبق شده اند.
جدول 1-11 ضرایب بار شعاعی معادل برای یاتاقان های ساچمه ای
جدول 2-11 اندازه و بار اسمی برای یاتاقان های تک ردیفه سری 02 با شیار عمیق و تماس مایل.
شکل 7-11 برنامه استانداردسازی ABMA برای اندازه های مرزی، این برنامه برای یاتاقان های ساچمه ای، غلتک استوانه ای ساده و غلتک کروی به کار می رود. اما از آن نمی توان برای یاتاقان های ساچمه ای یا غلتک مخروطی سیستم اینچی استفاده کرد.
شکل 8-11 به منظور ایجاد یک تکیه گاه مناسب برای یاتاقان، قطر شانه شافت dS و پوسته dH بایستی به دقت انتخاب شود.
جدول 3-11 اندازه و بار اسمی مبنا برای یاتاقان های غلتک استوانه ای
جدول 4-11 عمر پیشنهادی برای یاتاقان های ماشین آلات مختلف
بارگذاری متغیر
بارهای وارد به یاتاقان ها معمولاً متغیر هستند و به شکل های خاصی رخ می دهند:
بارهای ثابت گسسته که در فواصل زمانی معین به صورت تناوبی وارد می شوند.
بارهای متغیر پیوسته که به صورت تناوبی تکرار می شوند.
بارهای اتفاقی
معادله را می توان به صورت زیر نوشت:
K = ثابت =FaL
در اینجا F می تواند یک بار ثابت شعاعی معادل برای یک بار ترکیبی «شعاعی – محور» باشد.
شکل 9-11 نمودار برحسب برای نشان دادن رابطه (ثابت = FaL )، نظریه آسیب خطی بیانگر این است که در حالت F1 بار سطح زیر منحنی از 0 = L تا LA = L برابر با آسیب D = F1aLA است. آسیب کامل برای شکست قطعه 𝑪 𝟏𝟎 𝒂 𝑳 𝑩 می باشد.
شکل 10-11 بارگذاری قطعه به قطعه پیوسته متناوب که شامل سه بار ، و است. بار ثابت معادل است که آسیب مشابه را برای تعداد دور در یک تناوب وارد می کند.
شکل 11-11 تغییرات پیوسته یک بار متناوب که زمان تناوب آن ∅ است.
انتخاب یاتاقان های غلتک مخروطی
یاتاقان های غلتک مخروطی دارای ویژگی هایی هستند که آن ها را پیچیده می کند. هنگام بیان ویژگی یاتاقان های ساچمه ای ، غلتک استوانه ای و غلتک مخروطی متوجه خواهید شد که مبنای تمام آن ها یکی است و تنها در جزئیات تفاوت دارند. علاوه بر این، یاتاقان های غلتک مخروطی که ازنظر ساختمانی ترکیبی از یک کاسه و یک مخروط هستند، لزوماً به نسبت افزایش قیمت آن ها، ظرفیت تحمل بارشان افزایش نمی یابد. هر کتابچه راهنما آمیزه ای از طراحی های با تولید انبوه، تولید اندک و طراحی های سفارشی موفق به نمایش می گذارد.
شرکت های سازنده یاتاقان علاوه بر کتابچه های راهنمای خود، انبوهی از اطلاعات مهندسی و جزئیات مربوط به یاتاقان ها را در پایگاه های اینترنتی خود نیز در اختیار طراحان قرار می دهند.
مخروط (حلقه داخلی)
کاسه (حلقه خارجی)
غلتک های مخروطی
قفس (جداکننده -نگه دارنده)
چهار جزء اصلی یاتاقان های غلتک مخروطی عبارت اند از:
شکل 13-11 اصلاحات فنی یک یاتاقان غلتک مخروطی. نقطه G محل برخورد امتداد مولفه های شعاعی و محوری بار وارده است؛ آن را برای محاسبه بار شعاعی یاتاقان به کار برید.
شکل 14-11 مقایسه پایداری در حالت های نصب مستقیم و غیرمستقیم یاتاقان های غلتک مخروطی.
شکل 15-11 بخشی از داده های کتابچه راهنمای شرکت تیمکن برای یاتاقان های غلتشی تک ردیفه با سوراخ مستقیم
شکل 16-11 نمایشی از نصب مستقیم دو یاتاقان غلتک مخروطی که در آن، بارهای شعاعی، نیروهای محوری ایجادشده و بارهای محوری خارجی نشان داده شده اند.
شکل 17-11 مثال هایی از نحوه تعیین یاتاقان هایی که بارمحوری خارجی را تحمل می کنند. در هر مورد یاتاقانی که تحت فشار قرار دارد را با نماد A نشان داده ایم.
الف) بارمحوری خارجی به شافت چرخان وارد می شود.
ب) بار محوری خارجی به استوانه چرخان وارد می شود.
ارزیابی طراحی برای یاتاقان های غلتشی انتخابی
در کتاب های درسی، اجزاء ماشین به طور مجزا موردبررسی قرار می گیرند. این مسئله ممکن است موجب این تصور برای خواننده شود که در عمل نیز طراحی اجزای ماشین (مثلاً در این مورد، یاتاقان غلتشی) همواره به طور مستقل و مجزا از اجزاء دیگر صورت می گیرد. اجزاء مجاور (مانند شافت و سوراخ پوسته) تاثیر مستقیم بر یاتاقان دارند. اجزاء دورتر دیگر مانند چرخ دنده هایی که بر روی شافت سوارند نیز تاثیرگذار هستند. در حالت طراحی یک جعبه دنده، اگر توان، سرعت و نسبت کاهش سرعت تصریح شود، می توان اندازه، شکل و محل قرارگیری چرخ دنده ها را برآورد کرد، نیروی ها و گشتاورهای وارد به شافت را مشخص نمود و یاتاقان ها را به طور آزمایشی انتخاب کرد. مجموعه جعبه دنده شروع به پدیدار شدن می کند و طرح کلی پوسته، روانکاوی و ملاحظات خنک کاری روش می شود.
حداقل سرفصل های ارزیابی طراحی یاتاقان های غلتشی عبارت اند از:
قابلیت اعتماد حاصل برای بار وارده و عمر موردنظر
قابل قبول بودن شانه شافت پوسته
پرداخت سطح شافت، قطر و تلرانس آن
پرداخت سطح پوسته، قطر و تلرانس آن
نوع روغن کاری بر اساس توصیه های شرکت سازنده، مسیرهای روغن کاری و حجم روغن مورد نیاز برای پایین نگه داشتن دمای یاتاقان
پیش بارها در صورت لزوم
با تشکر
از توجه شما