بستن | close
مقدمه تفاوت بلبرینگ و رولبرینگ: یاتاقان (Bearing) وسیله ای است که برای تسهیل حرکت و کاهش اصطکاک بین دو سطح متحرک یا دوار استفاده می شود. یاتاقان ها تاریخچه طولانی دارند و حتی قبل از به وجود آمدن انواع جدید یاتاقان ها، انسان از اشیاء مختلفی استفاده می کرد تا اصطکاک حمل و نقل اشیاء بزرگ و سنگین را کاهش دهد.
یاتاقان بسته به نوع و اندازه و همچنین با توجه به ظرفیت تحمل بار آنها طبقه بندی می شوند. یاتاقان های مختلفی وجود دارد اما رایج ترین آنها، بلبرینگ و رولبرینگ هستند. تفاوت های زیادی بین این دو نوع یاتاقان وجود دارد که در این مقاله به تفاوت بلبرینگ و رولبرینگ می پردازیم تا در خرید بلبرینگ و رولبرینگ دچار مشکل نشوید.
بلبرینگ و رولبرینگ طراحی ساده و شبیه به هم دارند؛ با این تفاوت که عنصر غلطان در بلبرینگ ها ساچمه و در رولبرینگ ها به صورت استوانه ای می باشد. تفاوت اصلی رولبرینگ و بلبرینگ، مقاومت آنها در برابر میزان تحمل بار است.
بار وارد شده بر انواع رولبرینگ ها و بلبرینگ ها به دو صورت شعاعی (Radial) و محوری (Thrust) می باشد که با توجه به کاربرد های متفاوت از آنها در موارد مربوطه استفاده می شوند.
هرکسی که از اسکیت، دوچرخه یا غلتک استفاده می کند باید به وجود بلبرینگ توجه کرده باشد که حرکت چرخ ها را بسیار روان می کند. بلبرینگ به قطعات کمک می کند تا به مدت طولانی بدون اصطکاک بچرخند. بیشتر دستگاه های مکانیکی از یک یا چند نوع یاتاقان دیگر نیز استفاده می كنند. هر چند بلبرینگ و رولبرینگ هدف موردنظر را برآورده می کنند. تفاوت های آنها در طراحی و ظرفیت تحمل بار آنها نهفته است.
بلبرینگ: از توپ های كروی سخت شده (ساچمه) استفاده می كنند كه می توانند بارهای شعاعی و فشار را تحمل كنند. از آنجا که یاتاقان ها کروی هستند، ناحیه تماس بسیار کمی با بار وجود دارد. بنابراین هنگامی که بار زیاد است، توپ ممکن است تغییر شکل یابد و منجر به شکستگی می شود.
در واقع بلبرینگ ها توانایی حمل هر دو بار شعاعی و محوری در وزن های پایین را دارا می باشند. اصلی ترین کاربرد آنها، انتقال بارهای وارده از کنس خارجی به کنس داخلی است.
رولبرینگ: این نوع در دستگاه هایی که بار زیادی را تحمل می کنند، به عنوان مثال در تسمه های نقاله که غلطک ها باید دارای شعاعی سنگین باشند استفاده می شود. همانطور که از نام آن پیداست، غلتک کروی نیست بلکه استوانه ای شکل است به طوری که تماس بیرونی و درونی نقطه ای نیست بلکه یک خط مستقیم است. بنابراین یک تماس بیشتر از بلبرینگ وجود دارد و بار در یک منطقه بزرگتری پخش می شود که به رولبرینگ اجازه تحمل بار بسیار سنگین تری نسبت به بلبرینگ می دهد.
بر خلاف بلبرینگ ها، رولبرینگ ها تنها قادر به تحمل بارهای شعاعی هستند. آنها می توانند بارهایی با وزن های زیاد را به راحتی جا به جا کنند.
بلبرینگها (Ball Bearings) از ساچمههای کروی بین رینگ داخلی و خارجی استفاده میکنند. این ساچمهها فقط در یک نقطه با مسیر حرکت خود تماس دارند که به آن تماس نقطهای میگویند. در مقابل، رولبرینگها (Roller Bearings) از غلتکهای استوانهای، مخروطی، بشکهای یا سوزنی استفاده میکنند که با مسیر حرکت خود تماس خطی دارند. این تفاوت در سطح تماس، تأثیر مستقیمی بر توزیع بار و ظرفیت تحمل نیرو دارد.
رولبرینگها به دلیل سطح تماس بیشتر (خطی) نسبت به بلبرینگها، قابلیت تحمل بارهای سنگینتر را دارند. آنها میتوانند نیروهای شعاعی بزرگتری را تحمل کنند و برای کاربردهای صنعتی سنگین مناسبترند. بلبرینگها اگرچه در تحمل نیروهای شعاعی ضعیفترند، اما برای تحمل نیروهای محوری عملکرد خوبی دارند، بهویژه در طراحیهای خاص مانند بلبرینگهای تماس زاویهای (Angular Contact) که برای تحمل همزمان نیروهای شعاعی و محوری طراحی شدهاند.
بلبرینگها به دلیل تماس نقطهای، اصطکاک کمتری دارند و میتوانند در سرعتهای بالاتری کار کنند. آنها برای کاربردهایی که نیاز به سرعت زیاد و اصطکاک کم دارند، مانند الکتروموتورهای سرعت بالا، مناسب هستند. در مقابل، رولبرینگها به دلیل تماس خطی، اصطکاک بیشتری دارند و برای سرعتهای پایینتر مناسبترند. البته طراحیهای پیشرفته و روانکاری مناسب میتواند این محدودیت را تا حدی کاهش دهد.
رولبرینگها به دلیل سطح تماس بیشتر، صلبیت بالاتری دارند و تغییر شکل کمتری تحت بار نشان میدهند. این ویژگی آنها را برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و حداقل انحراف دارند، مانند ماشینآلات ابزار، مناسب میسازد. بلبرینگها انعطافپذیری بیشتری دارند و ممکن است تحت بارهای سنگین، انحراف بیشتری نشان دهند. با این حال، بلبرینگهای دقیق با کیفیت بالا میتوانند دقت حرکتی خوبی را تأمین کنند.
عمر بیرینگها به عوامل مختلفی بستگی دارد، اما به طور کلی، رولبرینگها به دلیل توزیع بهتر نیرو، عمر طولانیتری در کاربردهای با بار سنگین دارند. بلبرینگها در صورت استفاده در محدوده ظرفیت بار طراحی شده، میتوانند عمر خوبی داشته باشند، اما در بارهای بالاتر از ظرفیت طراحی، سریعتر دچار خستگی میشوند. عوامل دیگری مانند کیفیت روانکاری، شرایط محیطی و کیفیت ساخت نیز بر عمر هر دو نوع بیرینگ تأثیر میگذارند.
بلبرینگها معمولاً ساختار سادهتری دارند و در تولید انبوه، ارزانتر از رولبرینگها هستند. همچنین، تنوع و دسترسی به بلبرینگهای استاندارد بیشتر است. رولبرینگها، بهویژه انواع تخصصی آنها مانند رولبرینگهای مخروطی یا بشکهای، معمولاً گرانتر هستند. از نظر هزینه نگهداری، بلبرینگها ممکن است در کاربردهای با بار سنگین نیاز به تعویض بیشتری داشته باشند، در حالی که رولبرینگها در چنین شرایطی عمر طولانیتری دارند.
بلبرینگها به دلیل تماس نقطهای و حرکت روانتر، معمولاً سر و صدا و ارتعاش کمتری ایجاد میکنند. این ویژگی آنها را برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد آرام دارند، مانند تجهیزات پزشکی، لوازم صوتی و تصویری، و برخی لوازم خانگی مناسب میسازد. رولبرینگها ممکن است سر و صدای بیشتری ایجاد کنند، بهویژه در سرعتهای بالاتر. البته کیفیت ساخت، دقت ابعادی، و روانکاری مناسب میتواند این تفاوت را کاهش دهد.
در کاربردهای سنگین صنعتی، تفاوت عملکرد بلبرینگ و رولبرینگ بسیار چشمگیر است. رولبرینگها به دلیل سطح تماس خطی بین غلتکها و مسیر حرکت، توانایی توزیع بار در سطح بزرگتری را دارند که این امر به افزایش چشمگیر ظرفیت تحمل بار منجر میشود. در تجهیزات سنگین مانند نوردها، ماشینآلات معدنی و ماشینآلات ساختمانی که نیروهای شعاعی بسیار بزرگی را تحمل میکنند، رولبرینگهای استوانهای و بشکهای کاربرد گستردهای دارند. بلبرینگها به دلیل تماس نقطهای، تنش بیشتری را در نقاط تماس تجربه میکنند و در بارهای بسیار سنگین، دچار تغییر شکل پلاستیک و خرابی زودرس میشوند.
در محیطهای کاری با ضربات و شوکهای مکرر مانند خطوط تولید فولاد، ماشینآلات کوبش و پرسهای صنعتی، انتخاب نوع بیرینگ از اهمیت بالایی برخوردار است. رولبرینگهای بشکهای (Spherical Roller Bearings) با قابلیت خودتنظیمی، توانایی جذب ضربات و تحمل ناهممحوری را دارند که در چنین شرایطی بسیار کارآمد است. این نوع رولبرینگها میتوانند خطاهای هممحوری تا حدود ۲ درجه را تحمل کنند. بلبرینگها در برابر ضربات ناگهانی آسیبپذیرترند و در صورت استفاده در چنین محیطهایی، نیاز به طراحیهای ویژه و مستحکمتر دارند که عموماً هزینههای بیشتری را به همراه دارد.
صنایع سنگین معمولاً با دماهای کاری بالا همراه هستند که میتواند بر عملکرد بیرینگها تأثیر بگذارد. رولبرینگها به دلیل ساختار محکمتر و انبساط حرارتی کنترلشدهتر، پایداری ابعادی بهتری در دماهای بالا نشان میدهند. در کاربردهایی مانند کورههای صنعتی، نوردهای گرم و توربینهای بخار که دمای کاری میتواند تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر برسد، رولبرینگهای مخصوص با آلیاژهای ویژه و لقی داخلی (Internal Clearance) بیشتر استفاده میشوند. بلبرینگهای استاندارد در دماهای بالا دچار تغییر شکل و از دست دادن دقت ابعادی میشوند، اگرچه انواع خاصی از بلبرینگهای حرارتی با فولادهای مقاوم به حرارت برای چنین شرایطی طراحی شدهاند.
در محیطهای صنعتی سنگین، آلودگیهای محیطی مانند گرد و غبار، براده فلزات، رطوبت و مواد خورنده چالشهای جدی برای بیرینگها ایجاد میکنند. رولبرینگها به دلیل ساختار محکمتر و امکان استفاده از آببندهای قویتر، مقاومت بهتری در برابر نفوذ آلودگی نشان میدهند. در صنایع معدنی، سیمان و فولاد که ذرات سخت و ساینده فراوان است، رولبرینگهای بشکهای با آببندهای لبهای چندگانه و محفظههای روانکار با فشار مثبت استفاده میشوند. بلبرینگها به دلیل فواصل کوچکتر بین اجزاء، در صورت نفوذ ذرات خارجی سریعتر آسیب میبینند، اما در محیطهای تمیزتر عملکرد خوبی دارند.
هزینهها و چالشهای نگهداری و تعمیرات در کاربردهای سنگین، عامل مهمی در انتخاب نوع بیرینگ است. رولبرینگها به دلیل عمر طولانیتر در بارهای سنگین، نیاز به تعویض کمتری دارند که میتواند منجر به کاهش زمان توقف خط تولید و هزینههای نگهداری شود. در تجهیزات بزرگ مانند آسیابهای سیمان، جرثقیلهای صنعتی و نوارهای نقاله سنگین، تعویض بیرینگ فرآیندی زمانبر و پرهزینه است. رولبرینگهای دوردیفه یا چندردیفه با قابلیت روانکاری مجدد، برای افزایش فاصله بین تعمیرات استفاده میشوند. بلبرینگها در کاربردهای سنگین، نیاز به بازرسیهای دورهای بیشتر و تعویض زودتر دارند.
در ماشینآلات بسیار بزرگ مانند توربینهای بادی، سنگشکنهای صنعتی و تجهیزات حفاری، ابعاد بیرینگها میتواند به بیش از یک متر قطر برسد. رولبرینگها به دلیل ساختار ذاتی خود، امکان ساخت در ابعاد بسیار بزرگ را دارند و میتوانند با حفظ نسبتهای هندسی مناسب، در مقیاسهای مختلف تولید شوند. رولبرینگهای استوانهای و بشکهای با قطر بیش از ۲ متر برای کاربردهای خاص ساخته میشوند. بلبرینگها در ابعاد بسیار بزرگ، چالشهای ساختاری و تولیدی بیشتری دارند و در نتیجه، در مقیاسهای بسیار بزرگ کمتر استفاده میشوند.
در برخی کاربردهای ویژه صنعتی، ترکیبی از هر دو نوع بیرینگ استفاده میشود تا از مزایای هر کدام بهرهبرداری شود. در جعبه دندههای صنعتی بزرگ، معمولاً از رولبرینگهای مخروطی برای تحمل بارهای شعاعی و محوری بزرگ روی شافتهای ورودی و خروجی، و از بلبرینگهای تماس زاویهای دقیق برای شافتهای میانی با سرعت بالاتر استفاده میشود. در توربینهای گازی، بلبرینگهای سرعت بالا با روانکاری ویژه برای روتور و رولبرینگهای مخروطی برای تحمل بارهای محوری استفاده میشوند. انتخاب هوشمندانه و ترکیبی از هر دو نوع بیرینگ میتواند منجر به بهینهسازی عملکرد و عمر سیستم شود.
پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی بیرینگها، مرز بین عملکرد بلبرینگ و رولبرینگ در کاربردهای سنگین را کمرنگتر کرده است. بلبرینگهای سرامیکی هیبریدی با ساچمههای سرامیکی و رینگهای فولادی، مقاومت به سایش و تحمل بار بیشتری نسبت به بلبرینگهای معمولی دارند. رولبرینگهای با پوششهای خاص مانند DLC (Diamond-Like Carbon) اصطکاک کمتر و عملکرد بهتری در سرعتهای بالا دارند. همچنین، بهبود در متالورژی و فرآیندهای تولید منجر به ساخت بلبرینگهایی با تحمل بار بیشتر و رولبرینگهایی با دقت بالاتر شده است. سیستمهای پایش وضعیت هوشمند و روانکارهای پیشرفته نیز به افزایش عمر و کارایی هر دو نوع بیرینگ در کاربردهای سنگین کمک کرده است.
منبع : differencebetween.com | ترجمه اختصاصی گروه صنعتی بتکا
دفتر مرکزی:
فروشگاه مرکزی:
Tel: (+98) 912-145-9677 - آقای طیبی
Tel: (+98) 912-103-5927 - آقای هدایتی نیکزاد
Tel: (+98 21) 7761-4682
Tel: (+98 21) 7761-4313
Tel: (+98 21) 7761-0564
Fax: (+98 21) 7768-8139
Email: info@btka-co.com