رولبرینگ های استوانه ای چگونه کار می کنند؟

آشنایی با رولبرینگ های استوانه ای

رولبرینگ های استوانه ای (Cylindrical Roller Bearings) برای بارهای شعاعی سنگین و سرعتهای بالا مناسب می باشند.

رولبرینگ استوانه ای دارای ساچمه های استوانه ای شکل بوده و قادر به تحمل بار بالا می باشد.

رولبرینگ های استوانه ای تک ردیفه در طرح های گوناگون و دارای انواع لبه های مختلف می باشد.

قفسه و ساچمه ها به صورت حایل بین لبه های کامل یکی از دو رینگ های داخلی یا خارجی قرار گرفته است.

رولبرینگ های استوانه ای دارای حلقه های کامل بوده که قفسه و ساچمه ها بر روی آن سوار هستند و از یکدیگر جدا نمی شوند و می توانند به طور جداگانه بر روی حلقه های دیگر نصب گردند.

این روش آسان برای مونتاژ در حالتی که هر دو رینگ رولبرینگ استوانه ای دارای تطابق داخلی باشند.

امروزه رولبرینگ های استوانه ای با استفاده از آخرین تکنولوژی ساخته شده است که ابعاد و اندازه بین ساچمه ها و شیار دارای دقت بالاتری می باشد.

همچنین باعث بهینه سازی سطوح رولبرینگ و ارتقا روانکاری روغن می گردد.

طراحی مناسب نقاط تماس ساچمه ها با لبه ها باعث افزایش ظرفیت تحمل بار و حرارت می گردد.

این ویژگی راندمان رولبرینگ استوانه ای را افزایش می دهد.

رولبرینگ استوانه ای نیروهای شعاعی زیادی را تحمل می کند، چون سطح تماس خطی است.

در محورهایی که در معرض انبساط حرارتی هستند از این نوع رولبرینگ استفاده می شود.

انواع رولبرینگ های استوانه ای

رولبرینگ استوانه ای یک ردیفه (Single Row Cylindrical Roller Bearings)

طراحی این رولبرینگ ها به نحوی است که یکی از حلقه های داخلی یا بیرونی، از یک یا دو طرف لبه نداشته و لذا رولبرینگ قابلیت تفکیک شدن دارد.

این امر در مواردی نظیر جا زدن و در آوردن رولبرینگ ها به خصوص در مواردی که انطباق باید تداخلی باشد، موجب تسهیل کار می شود.
این نوع برینگ ها ضمن قابلیت در تحمل بارهای سنگین، قادر به چرخش با سرعتهای بالا نیز هستند.

در یک نوع از آنها که شماره آن با حرف NU آغاز می شود، حلقه پایینی بدون لبه و قابل تفکیک شدن است و در نوع دیگر که با حرف N مشخص می شود، حلقه بالایی بدون لبه است.

در مواردی نظیرانبساط طولی شافت در اثر حرارت، امکان جابجایی حلقه ها در امتداد محوری از ایجاد تنش جلوگیری می کند.

در نوع دیگر که با NJ شروع می شود، حلقه داخلی در یک سمت دارای لبه است، لذا امکان تغییر مکان محوری از یک سمت وجود دارد.

در سری که با NUP شروع می شوند، حلقه پایینی در یک سمت لبه یکپارچه و در سمت دیگر لبه جدا شدنی دارد.

این نوع طراحی باعث می شود که نخست برینگ قابل تفکیک را به راحتی نصب نموده و سپس با گذاشتن لبه شل در جلوی آن رولبرینگ را از دو طرف در امتداد محوری تثبیت کرد.

میتوان به جای لبه جداشدنی از حلقه گوشه دار که با HJ مشخص می شود، استفاده نمود.

مقدار ناهمراستایی مجاز در رولبرینگ سری 10، 2، 3 و 4، چهار دقیقه و در سریهای 22 و 23، سه دقیقه است.

رولبرینگ های استوانه ای تا دمای 150ºc بدون تغییر بعد قابلیت کارکرد دارند. پنجره ساچمه آنها نیز در انواع پلی آمیدی، فولادی وبرنجی بسته به هر سری اندازه تولید می شود.

رولبرینگ های پرغلتک استوانه ای (Full Complement Cylindrical Roller Bearings)

این رولبرینگها دارای حداکثر تعداد غلتک بوده و در اصل با عدم وجود قفسه تمامی فضایی که در سایر برینگ ها توسط قفسه اشغال می شود در آنها از غلتک پر شده است.

ضخامت آنها نسبت به پهنایشان کم بوده که این خصوصیات موجب بالا بردن فوق العاده زیاد تحمل بار و در عین حال صرفه جویی در مقدار فضای مورد نیاز برای جازدن رولبرینگ می شود.

سرعت دورانی آنها مسلماً به انواع معمولی رولبرینگ ها نمی رسد و در چند نوع یک ردیفه و دو ردیفه و چند ردیفه تولید می شود.

از آنجائی که این نوع رولبرینگ ها دارای پنجره ساچمه نیستند، غلتک ها با یکدیگر در تماس مستقیم بوده که این امر موجب بالا رفتن اصطکاک و نیز اشکال در ایجاد لایه هیدرو دینامیکی روانکار بین فاصله غلتک ها با یکدیگر می شود که تمامی این عوامل منجر به بالا رفتن سایش میگردد.

جهت کاهش چنین اثرات زیان باری، معمولاً غلتک را تحت یک سری عملیات حرارتی شامل سخت کاری سطحی قرار می دهند.

چنین رولبرینگ هایی با پسوند B متمایز می گردند نظیر NJG 2310 BVH. استفاده از رولبرینگ هایی که بدین ترتیب اصلاح شده اند، تحت شرایط ذیل توصیه می شود:

• سرعت بالا
• روانکاری نامناسب
• شتاب های دورانی یا شعاعی بالا
  

در صورتیکه شرایط کاری از موارد فوق الذکر هم سخت تر باشد، می توان از رولبرینگهایی استفاده کرد که حلقه های آن نیز تحت عملیات سطحی قرار گرفته باشد. این نوع برینگ ها با پسوند B4 مشخص می شوند نظیرNJG 2310 B4VH.

همانگونه که قبلاً گفته شد، این نوع رولبرینگ ها در انواع متنوع یک ردیفه و دو ردیفه تولید شده و نظیر رولبرینگ های استوانه ای معمولی ممکن است حلقه های داخلی یا بیرونی آنها حالات مختلفی از لحاظ لبه دارا باشند.

در بعضی از آنها استفاده از حلقه نگهدارنده موجب یک پارچه نگه داشتن رولبرینگ می شود ( بار محوری از سمت حلقه نگهدارنده نمی تواند بر رولبرینگ اعمال شود ).

نوع دیگر نظیر سری NNC، در حلقه بیرونی خود یک لبه یکپارچه و یک حلقه لبه دار دارد. این سری می توانند بار محوری را در هر دو جهت تحمل کنند.

در نوع دیگر که با NNF شروع می شود، حلقه داخلی دو تکه بوده و توسط یک حلقه نگهدارنده بهم متصل می شوند. در حلقه بیرونی خودجای خار داشته و در دو طرف کاسه نمد لاستیکی نیز دارند که با گریس لیتیمی مخصوص کارکرد در دمای 50ºc- الی 110ºc+ پر شده اند.

ولی محدوده دمایی کارکرد این سری رولبرینگ ها بین 40ºc- الی 80ºc+ است. (به خاطر وجود کاسه نمد) در صورت عدم نیاز به کاسه نمد می توان توسط یک آچار پیچ گوشتی یا وسیله ای نظیر آن آنها را درآورد.

مقدار ناهمراستایی مجاز در رولبرینگ های مورد بحث عبارتست از:
4 دقیقه برای برینگهای سری 18 و 3 دقیقه برای برینگهای سری 22،23،29،30