اطلاعات کلی در مورد برینگ Bearing data- general

ابعاد
سازندگان و مصرف کنندگان برینگ به خاطر مسائلی نظیر قیمت، کیفیت و سهولت تعویض به سری خاصی از ابعاد توجه دارند. ابعاد برینگها توسط مؤسسه جهانی استاندارد ISO تعیین شده است.
قطر خارجی رولبرینگ های شعاعی (به استثنای رولبرینگ های مخروطی) مطابق سری 4,3,2,1,0,9,8,7 (به ترتیب صعودی) استاندارد قرار داده شده است. برای هر یک از این سری قطرها، یک سری برای اندازه پهنای برینگ هم در نظر گرفته شده است.
این سری ها عبارتند از 7,6,5,4,3,2,1,0,8 (به ترتیب افزایش پهنا). سری ارتفاع در برینگ های کف گرد عبارتست از 2,1,9,7 (به ترتیب صعودی).
جهت استنباط بهتر به نمودار صفحه بعد توجه کنید
شماره ای که بر روی برینگ های استاندارد قید شده و برینگ توسط آن شناخته می شود، عموماً شامل پنج عدد یا ترکیبی از چند حرف و عدد است.
1: رقم اول مشخص کننده نوع برینگ است که شماره های مربوطه به همراه شکل برینگها در بالا آورده شده است. بدین ترتیب عدد 3 معرف رولبرینگ مخروطی و عدد 6 معرف بلبرینگ شیار عمیق است.
2: رقم دوم معرف سری پهنای برینگ (در برینگهای شعاعی) یا ارتفاع آن (در برینگهای کف گرد) مطابق استاندارد ISO است.
3: رقم سوم معرف سری قطر بیرونی برینگ مطابق استاندارد ISO است.
4,5: دو رقم آخر ضربدر عدد 5 معرف قطر داخلی برینگ بر حسب mm است.
مثال: شماره ای که بر روی برینگ ثبت شده است: 61807
6: برینگ یک بلبرینگ شیار عمیق یک ردیفه است.
1: پهنای برینگ B مطابق سری 1 استاندارد ISO ساخته شده است.
8: قطر بیرونی برینگ D مطابق سری 8 استاندارد ISO ساخته شده است.
قطر داخلی برینگ 07: 07×5=35mm
مثال: شماره ای که بر روی برینگ حک شده است. 30228
3: برینگ یک رولبرینگ مخروطی است.
0: پهنای برینگ (T) مطابق سری 0 استاندارد ISO ساخته شده است.
2: قطر بیرونی برینگ (D) مطابق سری 2 استاندارد ISO ساخته شده است.
قطر داخلی برینگ (d) 28: 28×5=140mm
در بسیاری موارد یکی از سه رقم سری برینگ حذف می شود. به همین دلیل در روی برینگ به جای پنج رقم، گاهی چهار و گاهی مواقع سه رقم ذکر می شود. اعدادی که در صفحه قبل در داخل پرانتز آورده شده اند معرف همین نکته است.
مثلاً در بلبرینگی که با عدد 6012 مشخص شده است، شماره برینگ مطابق نمودار اولیه باید 61012 باشد که در آنها رقم 1 از شماره برینگ حذف شده است.
ذکر این نکته ضروریست که قواعد فوق الذکر در حالت کلی صحت داشته و جهت پی بردن به استثنائات به سازنده برینگ مراجعه نمائید. نام سازندگان برینگ نیز معمولاً بر روی برینگ قید می شود.
در اینجا چند حالت استثناء در مورد اندازه قطر داخلی برینگ قید می شود. همانگونه که گفته شد در حالت کلی دو رقم سمت راست شماره برینگ در عدد 5 ضرب شده، اندازه قطر سوراخ داخلی بدست می آید.
در مورد قطرهای زیر 10mm و 500 میلیمتر به بالا اندازه مستقیماً قید می شود.(گاهی اوقات همراه با یک /)
مثال: 511/530 d=530mm شماره برینگ یا 618/8 d=8mm شماره برینگ اندازه های بین 10mm الی 17mm به صورت کدهای زیر مشخص می شوند:
00=10mm :61800 d=10mm کد
01=12mm :61901 d=12mm
02=15mm :51102 d=15mm
03=17mm :1203 d=17mm
سه اندازه 28,22 و 32 میلیمتر نیز بدون قاعده ضریب بوده و مستقیماً قید می شوند:
: 320/22 d=22mm نظیر
برینگهایی که شماره آنها شش یا هفت رقمی است (به جز چند استثناء مثلاً در مورد بلبرینگ های ایگرگ) معمولاً غیر استاندارد بوده و ارقام ان معرف ویژگی یا اندازه خاصی نیست بلکه فقط شماره نقشه برینگ است.
علاوه بر این شماره، برینگ ممکن است دارای پیشوند یا پسوند نیز باشد که هر یک معرف مشخصه ای در برینگ است.
مثال:
بلبرینگ شیار عمیق در یک طرف خود، کاسه نمد لاستیکی دارد 61803-RS1
بلبرینگ شیار عمیق در دو طرف خود، کاسه نمد لاستیکی دارد 61803-2RS1
مفاهیم پیشوندها Perfixes و پسوندها Suffixes که تحت عنوان شماره های تکمیلی Supplementary designation توسط سازندگان برینگها ارائه می گردند که با یکدیگر متفاوت بوده و می باید بطور جداگانه مورد بررسی قرار گیرند.

تلورانسها Tolerances
دقت ابعاد و کارکرد برینگ نیز به صورت استاندارد در آمده است. در مورد برینگها علاوه بر کلاس نرمال 0 کلاسهای تلورانس دقیق تر 5و6 نیز در نظر گرفته شده اند که این کلاسها ممکن است با P5 و P6 نمایش داده شوند.
کلاسهای دقیق تر تلورانسها عبارتند از:
PA9B, PA9A, UP, SP, P4A
در قسمت اطلاعات فنی مختص هر برینگ محدوده تلورانسهای دقیق آنها قید شده که معمولاً به صورت یک پسوند در جلوی شماره برینگ ظاهر می شود.

سرعت - Speed
در برینگ ها سرعت دورانی محدوده خاصی دارد. مسئله اساسی در مورد سرعت برینگ حرارت تولیدی است که روانکار و جنس قطعات برینگ نقش عمده ای در مقدار آن ایفا می کنند. نوع و اندازه برینگ، طراحی داخلی، بار، روانکاری و سیستم خنک کاری، طراحی قفسه، دقت و لقی داخلی همه از عوامل تعیین کننده سرعت هستند.

سرعت مبنا - Speed ratings
همانند محدوده بار مجاز وارده بر یک برینگ، سرعت دورانی آن نیز تعریف و محدوده خاصی نمی تواند داشته باشد و سرعت آن بر اساس طول عمر مورد انتظار تعیین می شود.
در این رابطه یک سرعت مبنا تعریف شده و آن عبارتست از اندازه سرعتی که به ازای یک طول عمر 150000 ساعت، تبادل حرارتی بین  و محیط اطراف از طریق شافت و محفظه و غیره صورت پذیرد. مقادیر سرعت مبنا در جداول مشخصات برینگها ارائه می شود.
این مقادیر برای حالتیست که حلقه داخلی برینگ بچرخد. در مواردیکه حلقه بیرونی باید بچرخد، لازمست از این مقدار کمی کاسته شود. مقدار سرعت دورانی برینگ یا گریس معمولا 15 تا 25 درصد کمتر از سرعت دورانی آن با روغن است.
افزایش فشار بر برینگ موجب افزایش اصطکاک شده و در نتیجه برینگ نباید با سرعت مبنای تعیین شده به چرخش ادامه دهد. این مسئله در مورد برینگ های با قطر متوسط 100 میلیمتر به بالا و طول عمرهای زیر 75000 ساعت اهمیت خاصی پیدا می کند.
بدین دلیل جهت ثابت نگه داشتن حرارت با استفاده از نمودار ضریب کاهنده f را بدست آورده در رابطه زیر وارد می کنند:

  n_perm=fnr
سرعت دورانی مجاز برینگ  n_perm=r/min
سرعت مبنا، تعیین شده در جداول مشخصات برینگها  =n_r
ضریب اصلاحیه نمودار صفحه قبل  =f

سرعتهای بالای سرعت مبنا Speeds above the speed rating
افزایش سرعت از آنچه که در جداول برینگها قید شده امکان پذیر است. و این در حالتیست که بتوان با لایه مناسب روانکار، اصطکاک را کاهش داد و یا جهت خنک کردن روغن سیستم چرخش روغن بوجود آورد، یا شیارهای خنک کاری روی محفظه ایجاد کرد و یا از جریان هوای سرد استفاده نمود.
هرگونه افزایش سرعت به منزله افزایش اختلاف درجه حرارت حلقه های درونی و بیرونی بیش از حد مجاز بوده و در این حالت باید لقی clearance داخلی بیش از حد نرمال باشد (لقی C3).
مسئله دما اولین مسئله محدود کننده سرعت است. در مقادیر بالا نرخ سرعت، پارامترهای دیگری نقش اساسی ایفا می کنند که از جمله آنها می توان مقاومت قفسه، روانکاری سطوح درگیر قفسه، نیروهای چرخنده و گریز از مرکز بر روی اجزاء چرخشی را نام برد.
در سرعتهای خیلی زیاد، تمامی اجزاء برینگ بخصوص اجزاء چرخنده باید از دقت اندازه بالا برخوردار باشند، زیرا در سرعتهای بالا مسئله ارتعاش بیشتر مطرح می شود. در این حالت طراحی مخصوص قفسه را نیز باید در نظر گرفت.
تجربیات حاصل از کاربردهای عملی نشان داده است که در هر برینگ حداکثر سرعت مجازی وجود دارد که از آن نباید فراتر رفت. ضرایب افزایش سرعت در جدول صفحه بعد آورده شده است.
لازم به یادآوری است که برینگ همیشه، بخصوص در سرعتهای بالا، باید تحت یک بار حداقل باشد.

حالت سکون Stationay conditions
وقتی برینگ در مدت زمانهای طولانی، در حالت سکون تحت ارتعاش قرار داشته باشد، لغزشهای کوچک اجزاء غلتشی (نظیر ساچمه) بر روی شیار خود، موجب خراشیدگی شده که این امر به صورت صدا در موقع چرخش برینگ ظاهر می شود؛ لذا جهت جلوگیری از این عیب باید برینگ را از محیط مرتعش تفکیک کرده، یا به طریقی موجب چرخش برینگ با سرعت کم شد.
تجربه نشان داده است که در حالت مورد بحث، استفاده از روغن به عنوان روانکار از گریس مناسب تر است.

ابزارهای جازدن و درآوردن برینگها Mounting dismounting tools
جازدن و درآوردن اصولی و صحیح برینگ ها تأثیر زیادی بر طول عمر آنها دارد. ابزارهایی که بدین منظور استفاده می شوند در سه گروه: مکانیکی، هیدرولیکی و گرمایی طبقه بندی می شوند.
استفاده از روش تزریق روغن در جازدن و درآوردن برینگهای بزرگ با سوراخ داخلی مخروطی بسیار مؤثر است. این روش شامل تزریق روغن به فواصل بین محل تماس سطوح فلزی و در نتیجه کاهش اصطکاک و نیروی لازم برای هل دادن برینگ بر روی شافت می شود.

ابزارهای مکانیکی Mechanical tools
از این نوع ابزارها برای جا زدن و درآوردن برینگهای کوچک استفاده می شود.
عمومی ترین نوع این ابزارها عبارتند از آچار گلویی خاردار Hook Spanner و آچار گلویی سنگین کار Impact Spanner است. استفاده از آنها برای بستن مهره و به جلو راندن و جازدن برینگها بر روی شافت مخروطی یا بوش تبدیلی و نیز درآوردن برینگ از روی بوش کشش متداول است.
آچارگلویی خاردار فولادی بوده و نقاط پرفشار آن ماشینکاری و سخت کاری شده است. نوع سنگین کار آن از چدن گرافیت کروی بوده و وزن نسبتاً کمی دارند.

ابزارهای هیدرولیکی Hydraulic tools
در جازدن و درآوردن برینگ های بزرگ از ابزارهای هیدرولیکی و سیستم تزریق روغن استفاده می شود. ابزارهای مختلفی در این حالت یافت می شوند نظیر:
پمپ های هیدرولیکی برای مهره های هیدرولیکی hydraulic nuts، پمپ هیدرولیکی با سیستم هوای فشرده برای مواقعی که مقادیر زیاد روغن مورد نیاز باشد یا جازدن و درآوردنهای مکرر انجام پذیرد، مایعات هیدرولیک بعنوان عامل ایجاد فشار در پمپها و مهره ها و بالاخره مهره های هیدرولیکی.

مهره های هیدرولیکی Hydraulic nuts
برای جازدن و درآوردن برینگ های بزرگ و متوسط با سوراخ داخلی مخروطی استفاده می شوند. مهره شامل دو قسمت اصلی می شود: حلقه فولادی روزه شده از داخل با یک شیار یک طرفه و پیستون حلقوی شکل که در داخل شیار مزبور جاسازی شده است. دو –O رینگ بین حلقه و پیستون نقش کاسه نمد را دارا هستند.
پمپ کردن روغن به درون محفظه فشار در پشت پیستون، آنرا به جلو رانده، نیروی لازم جهت باز و بسته کردن رینگ را فراهم می کند.
مهره ها تماماً دارای نازل مخصوص اتصال به پمپ روغن هستند. چند سوراخ روزه نشده نیز جهت بستن مهره با یک میله در نظر گرفته شده است.
حلقه مهره تا شماره 58 از فولاد سختی پذیر و پیستون آن از فولاد کربن کرومی و از شماره 60 به بالا هر دو قسمت از فولاد ساختمانی تشکیل شده اند.
در صورت عدم استفاده از مهره های مزبور برای مدت زمانهای طولانی باید آنها را در مقابل زنگ زدگی محافظت نموده، بر سوراخها درپوش گذاشت. O رینگ ها بعد از مدتی در اثر فشار پیستون پاره شده و باید تعویض گردند. برای این منظور پیستون باید از حلقه جدا شود که جهت سهولت کار از سه سوراخ کمکی با نازل در روی سطح حلقه استفاده می شود.
در موقع جازدن برینگ با سوراخ داخلی مخروطی بر روی شافت مخروطی، بوش تبدیلی یا کششی، نخست مهره هیدرولیکی را بر روی روزه شافت یا بوش پیچ کرده، بطوریکه پیستون در حالت اولیه خود در تماس با حلقه داخلی برینگ فشار می آورد و آن را بر روی بستر خود به جلو می راند.
بعد از تکمیل عمل نصب، سوپاپ برگشت پمپ را باز نموده تا روغن از مهره خارج شود. درآوردن برینگ نیز به روش مشابه با هل دادن برینگ یا کشیدن بوش توسط مهره هیدرولیکی صورت می پذیرد.
ویسکوزیته روغن مصرفی در این وسایل که به عنوان عامل ایجاد فشار عمل می کند باید حدود 300 mm2/s باشد.

گرمکن ها Heaters
در صورت عدم امکان استفاده از روشهای هیدرولیکی و مکانیکی برای جازدن و درآوردن برینگها از روش حرارتی می توان استفاده کرد. این دستگاهها شامل:
صفحات داغ Hot plates برای حرارت دادن برینگهای کوچک، گرمکن های القایی Induction heaters برای برینگهای کوچک و متوسط، حمام روغن برای برینگهای کوچک و ابزارهای الکتریکی و گرمکن های مخصوص جهت جازدن حلقه داخلی رولبرینگ های استوانه ای می شوند.
بعضی از گرمکن ها به ترموستات مجهز هستند. عمل گرم کردن باید با دقت انجام شده و برینگ بیشتر از 125ºc گرم نشود. برینگهایی که گریس و کاسه نمد