بستن | close
در رولبرینگ مخروطی لایه های درونی و بیرونی با غلتک های مخروطی که بین آنها قرار گرفته اند زاویه دار هستند؛ به طوری که سطح غلتک ها در محور بلبرینگ همگرا می شود. این بیرینگ ها از این جهت منحصر به فرد هستند كه برخلاف بیشتر یاتاقان ها كه می توانند یکی از بارهای محوری یا شعاعی را تحمل كنند، مقادیر زیادی بار را در هر دو جهت تحمل می كنند.
رولبرینگ مخروطی یک ردیفه به این دلیل محدود شده است که بتواند بارهای زیاد محوری را در یک جهت تحمل کند اما اگر در کنار یک رولبرینگ مخروطی دوم تنظیم شود، آن بار محوری خنثی می شود. این امر اجازه می دهد تا یاتاقان ها، بارهای زیاد شعاعی و محوری را از جهت های مختلف بپذیرند؛ به همین دلیل از بیرینگ مخروطی جفت شده در چرخ ماشین و وسایل نقلیه استفاده می شود چون در آن ها باید همزمان نیروهای بزرگ شعاعی و محوری کنترل شود.
رولبرینگ مخروطی یکی از انواع بیرینگها است که برای تحمل بارهای شعاعی و محوری همزمان طراحی شده است. این نوع بیرینگ از غلتکهای مخروطی شکل تشکیل شده که بین دو حلقه داخلی و خارجی مخروطی قرار میگیرند. شکل مخروطی غلتکها و مسیرهای حرکت آنها، باعث میشود که نیروهای محوری به خوبی تحمل شوند.
ساختار رولبرینگ مخروطی شامل چهار بخش اصلی است: حلقه داخلی (کون داخلی)، حلقه خارجی (کاپ)، غلتکهای مخروطی و قفسه نگهدارنده. حلقه داخلی و خارجی دارای سطوح مخروطی هستند که به غلتکها اجازه میدهند تا در یک خط مستقیم به سمت محور اصلی حرکت کنند. قفسه نگهدارنده نیز وظیفه نگهداری و فاصلهگذاری مناسب بین غلتکها را بر عهده دارد.
از مزایای رولبرینگ مخروطی میتوان به ظرفیت بالای تحمل بار، مقاومت در برابر ضربه، قابلیت تنظیم لقی، و عمر طولانی اشاره کرد. به دلیل هندسه مخروطی، این بیرینگها قادر به تحمل نیروهای محوری در یک جهت هستند، و معمولاً به صورت جفت و در جهت مخالف یکدیگر نصب میشوند تا نیروهای محوری در هر دو جهت تحمل شوند.
کاربردهای رولبرینگ مخروطی بسیار گسترده است و در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ماشینآلات صنعتی، تجهیزات معدنی، و غیره استفاده میشود. در خودروها، این نوع بیرینگ در قسمتهایی مانند چرخها، دیفرانسیل، و جعبه دنده کاربرد دارد. در ماشینآلات صنعتی نیز برای تحمل بارهای سنگین و سرعتهای متوسط مناسب است.
نگهداری مناسب از رولبرینگهای مخروطی شامل روانکاری منظم، بازرسی دورهای برای آسیبهای احتمالی، و تنظیم صحیح لقی آنها است. لقی نامناسب میتواند منجر به افزایش اصطکاک، گرمای اضافی، و در نهایت خرابی زودهنگام شود. همچنین، انتخاب صحیح رولبرینگ مخروطی با توجه به شرایط کاری مانند بار، سرعت، و دما بسیار مهم است و میتواند عمر مفید آن را افزایش دهد.
نحوه عملکرد رولبرینگ مخروطی
اساس عملکرد رولبرینگهای مخروطی بر پایه تماس غلتشی بین غلتکهای مخروطی و مسیرهای حرکت آنها روی حلقههای داخلی و خارجی است. غلتکهای مخروطی طوری طراحی شدهاند که اگر امتداد سطوح مخروطی آنها ادامه یابد، همگی به یک نقطه روی محور اصلی میرسند. این ویژگی هندسی باعث میشود که غلتش خالص بدون لغزش جانبی اتفاق بیفتد. در هنگام اعمال نیرو، غلتکها بین دو حلقه میچرخند و بهجای اصطکاک لغزشی، اصطکاک غلتشی که بسیار کمتر است را ایجاد میکنند.
زمانی که بار محوری به رولبرینگ وارد میشود، به دلیل زاویه مخروطی، نیرو در جهت شعاعی نیز منتقل میشود. این خاصیت باعث میشود که رولبرینگهای مخروطی توانایی تحمل همزمان بارهای شعاعی و محوری را داشته باشند. میزان تحمل بار محوری به زاویه مخروط بستگی دارد؛ هرچه زاویه بیشتر باشد، توانایی تحمل بار محوری افزایش مییابد. معمولاً برای تحمل بارهای محوری در هر دو جهت، از جفت رولبرینگ مخروطی که به صورت روبروی هم نصب میشوند (ترتیب مستقیم یا معکوس) استفاده میشود.
قفسه نگهدارنده در رولبرینگ مخروطی وظیفه حفظ فاصله مناسب بین غلتکها را بر عهده دارد. این قطعه از چسبیدن غلتکها به یکدیگر جلوگیری میکند و به توزیع یکنواخت بار کمک مینماید. در هنگام چرخش، نیروی گریز از مرکز غلتکها را به سمت بیرون هل میدهد، اما طراحی هندسی مخروطی و لبههای نگهدارنده حلقهها، آنها را در موقعیت صحیح نگه میدارد. روانکاری مناسب در فضای بین غلتکها و مسیرهای حرکت، اصطکاک را کاهش داده و از گرم شدن بیش از حد جلوگیری میکند.
یکی از مزایای مهم رولبرینگهای مخروطی، امکان تنظیم لقی آنهاست. با تغییر موقعیت نسبی حلقههای داخلی و خارجی نسبت به یکدیگر، میتوان میزان لقی را کنترل کرد. لقی مناسب برای عملکرد بهینه ضروری است؛ لقی بیش از حد منجر به لرزش و کاهش دقت میشود، در حالی که لقی کم باعث اصطکاک بیشتر و گرم شدن میگردد. در کاربردهای دقیق، لقی با استفاده از واشرهای تنظیم یا مهرههای قفلی به دقت تنظیم میشود تا عملکرد مطلوب و عمر طولانی بیرینگ تضمین شود.
ویژگی های رولبرینگ مخروطی
در واقع معادل غلتکی بلبرینگ تماس زاویه ای، رولبرینگ مخروطی است که در صورت طولانی تر بودن سطوح، به یک نقطه در محور بلبرینگ متصل می شود. بیرینگ های مخروطی را به راحتی می توان به صورت بخش های مجزا جدا کرد. حلقه داخلی با غلتک و شیار جدا کننده می تواند جدا شده و از حلقه بیرونی خارج شود.
رولبرینگ های مخروطی دارای قابلیت تحمل همزمان بارهای شعاعی و محوری هستند که این ویژگی آنها را برای کاربردهای متنوع صنعتی بسیار مناسب میسازد. ساختار هندسی مخروطی این بیرینگها باعث میشود که نیروهای وارده در جهتهای مختلف به خوبی توزیع شوند. زاویه مخروط در این نوع بیرینگها متغیر است و بسته به نیازهای کاربردی میتواند از چند درجه تا حدود ۴۵ درجه تغییر کند. هر چه زاویه مخروط بیشتر باشد، توانایی تحمل بار محوری افزایش مییابد.
قابلیت تنظیم لقی از دیگر ویژگیهای مهم رولبرینگهای مخروطی است که امکان کنترل دقیق فاصله بین اجزای متحرک را فراهم میکند. این خاصیت به کاربران اجازه میدهد تا بر اساس شرایط کاری، میزان لقی را تنظیم نمایند و عملکرد بهینه را تضمین کنند. رولبرینگهای مخروطی معمولاً دارای ساختار جداشدنی هستند که حلقه داخلی (کون) و مجموعه غلتکها و قفسه از حلقه خارجی (کاپ) جدا میشوند. این خصوصیت، نصب و نگهداری این بیرینگها را آسانتر میکند.
عمر طولانی و مقاومت بالا در برابر خستگی از دیگر مشخصات بارز رولبرینگهای مخروطی است که به دلیل توزیع مناسب تنش در سطوح تماس حاصل میشود. این بیرینگها قادرند سرعتهای متوسط تا بالا را تحمل کنند، هرچند در مقایسه با برخی انواع دیگر بیرینگها مانند بلبرینگهای کروی، محدودیتهایی در سرعتهای بسیار بالا دارند. از نظر روانکاری، رولبرینگهای مخروطی نیازمند توجه خاص هستند و معمولاً به روغنکاری منظم نیاز دارند تا اصطکاک و سایش به حداقل برسد.
طراحی خاص رولبرینگهای مخروطی به آنها قابلیت خودتنظیمی نسبی میدهد که در شرایط انحراف محور یا ناهممحوری جزئی، همچنان عملکرد مناسبی دارند. این بیرینگها در اندازهها و ظرفیتهای مختلف تولید میشوند که انتخاب گستردهای برای کاربردهای متنوع صنعتی فراهم میکند. از نظر استانداردهای جهانی، رولبرینگهای مخروطی در طبقهبندیهای مختلفی مانند سری متریک و اینچی موجود هستند که با کدهای مشخصی شناسایی میشوند. دوام و استحکام این بیرینگها در محیطهای سخت و پرتنش، آنها را به انتخابی ایدهآل برای صنایع سنگین تبدیل کرده است.
به مانند سایر رولبرینگ ها، به رولبرینگ های مخروطی نیز باید حداقل بار، به ویژه در کاربردهای با سرعت بالا داده شود که در آنها نیروهای اینرسی و اصطکاک می تواند تأثیر مخربی بر غلتک ها و لایه ها داشته باشد.
کاربرد رولبرینگ مخروطی
رولبرینگهای مخروطی به دلیل توانایی تحمل همزمان بارهای شعاعی و محوری، کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف دارند. در صنعت خودروسازی، این بیرینگها در محور چرخها، سیستم انتقال قدرت، جعبه دنده و دیفرانسیل استفاده میشوند. آنها قادرند نیروهای مختلف ناشی از حرکت خودرو، ترمزگیری و شتابگیری را تحمل کنند. در ماشینآلات صنعتی سنگین، رولبرینگهای مخروطی در دستگاههای نورد، خطوط تولید فولاد، صنایع معدنی و تجهیزات ساختمانی کاربرد دارند. این بیرینگها در چنین محیطهای پرتنشی عملکرد مطلوبی از خود نشان میدهند.
در صنعت راهآهن، این بیرینگها در سیستمهای محوری واگنها، لوکوموتیوها و سیستمهای ترمز استفاده میشوند. قابلیت تحمل بارهای سنگین و شوکهای مکرر، آنها را برای این کاربرد مناسب میسازد. در تجهیزات کشاورزی، رولبرینگهای مخروطی در ماشینآلات برداشت، تراکتورها و سیستمهای انتقال قدرت به کار میروند. این بیرینگها در شرایط محیطی سخت و در معرض آلودگی نیز عملکرد مناسبی دارند. در صنایع هوافضا، نسخههای دقیق و با کیفیت بالای رولبرینگهای مخروطی در سیستمهای فرود، محورهای کنترلی و تجهیزات مرتبط استفاده میشوند. در این کاربردها، دقت و قابلیت اطمینان بالا از اهمیت ویژهای برخوردار است.
در صنایع دریایی، رولبرینگهای مخروطی نقش حیاتی در پروانهها، سیستمهای رانش و دستگاههای سکان کشتیها ایفا میکنند. این بیرینگها باید در برابر خوردگی آب دریا مقاوم باشند، بنابراین اغلب از فولادهای ضد زنگ یا با پوششهای مخصوص ساخته میشوند. شرایط کاری در محیطهای دریایی با توجه به تغییرات دمایی، رطوبت بالا و وجود نمک، بسیار چالشبرانگیز است. رولبرینگهای مخروطی به دلیل قابلیت آببندی مناسب و تحمل نیروهای پیچیده ناشی از امواج، برای این کاربردها بسیار مناسب هستند.
در تجهیزات نفت و گاز، این بیرینگها در پمپها، کمپرسورها، سیستمهای حفاری و شیرآلات صنعتی استفاده میشوند. صنعت نفت و گاز به دلیل شرایط عملیاتی سخت، دماهای متنوع و فشارهای بالا، نیازمند رولبرینگهایی با مقاومت فوقالعاده است. رولبرینگهای مخروطی مورد استفاده در این صنعت معمولاً از آلیاژهای مخصوص ساخته میشوند تا در برابر خوردگی و سایش مقاوم باشند. برخی از این بیرینگها با پوششهای خاص تقویت میشوند تا در تماس با مواد شیمیایی خورنده دچار آسیب نشوند.
در صنایع چاپ و کاغذ، رولبرینگهای مخروطی در غلتکها، سیستمهای انتقال و دستگاههای برش کاربرد دارند. ماشینآلات چاپ معمولاً در سرعتهای بالا کار میکنند و نیازمند دقت زیادی هستند. رولبرینگهای مخروطی به دلیل توانایی حفظ دقت و تحمل سرعتهای نسبتاً بالا، انتخاب مناسبی برای این کاربردها محسوب میشوند. همچنین در محیطهای پر از گرد و غبار کاغذ، این بیرینگها با سیستمهای آببندی مناسب، عملکرد پایداری از خود نشان میدهند.
در توربینهای بادی، رولبرینگهای مخروطی در سیستمهای دوار، جعبه دنده و اتصالات اصلی به کار میروند. این توربینها در شرایط جوی متغیر و گاه بسیار سخت عمل میکنند و نیروهای پیچیدهای را تحمل مینمایند. رولبرینگهای مخروطی به دلیل قابلیت تحمل بارهای ترکیبی و عمر طولانی، نقش مهمی در پایداری و اطمینانپذیری این سیستمها دارند. این بیرینگها باید قادر باشند تغییرات ناگهانی سرعت باد و نیروهای حاصل از آن را تحمل کنند.
در صنایع معدنی، این رولبرینگها در نوار نقالهها، سنگشکنها، آسیابها و تجهیزات استخراجی استفاده میشوند. محیطهای معدنی معمولاً پر از گرد و غبار، رطوبت و ذرات ساینده هستند. رولبرینگهای مخروطی مورد استفاده در این شرایط باید از آببندیهای خاص و مواد مقاوم به سایش بهرهمند باشند. این بیرینگها معمولاً در اندازههای بزرگ برای تحمل بارهای فوقالعاده سنگین تولید میشوند. قابلیت تعویض و تعمیر آسان این بیرینگها، مزیت مهمی در محیطهای معدنی با دسترسی دشوار است.
جنس رولبرینگ مخروطی
متداول ترین جنس استفاده شده برای بلبرینگ، رولبرینگ و ایضا رولبرینگ مخروطی، کروم نوع SAE 52100 است. این بلبرینگ را می توان با مقدار بالای کربن 5/1 درصد ساخته و از سختی راکول در حدود 64 HRC استفاده کرد. بیرینگ های فولاد کروم می توانند در دمای بالاتر از 120 درجه سانتیگراد کار کنند اما با ارائه عملیات حرارتی به یاتاقان ها، دمای عملیاتی آنها از 220 درجه سانتیگراد فراتر می رود. اگرچه یاتاقان کروم از مقاومت عالی در برابر سایش برخوردار است اما به دلیل حجم کم در معرض خوردگی است.
سطح بیرینگ باید با دادن پوشش مقاوم در برابر سایش یا اعمال پوشش مایع بر روی آن، از اکسیداسیون محافظت شود. بلبرینگ هایی که جنس فولاد ضد زنگ دارند دارای مقدار کروم بالاتری تا 18٪ هستند که باعث می شود هنگام مقایسه رفتار مقاومت در برابر خوردگی، از SAE 52100 برتر باشد. مه مترین نقطه ضعف بیرینگ های از جنس فولاد ضد زنگ این است که دارای سختی کم حدود 58 HRC و از 20٪ ظرفیت بارگیری کلی برخوردار هستند. بیرینگ های فولاد ضد زنگ پرهزینه تر بوده و در دماهای بالاتر تا 250 درجه سانتیگراد کار می کنند.
با شماره تلفن های دفتر مرکزی شرکت صنعتی بازرگانی بتکا تماس بگیرید تا به شما در رفع نیاز ها و خرید بهترین بیرینگ ها با قیمت و کیفیت مناسب کمک کنند.
منابع : sciencedirect.com و bearingtips.com | ترجمه اختصاصی شرکت 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