انواع بلبرینگ و نحوه نامگذاری آنها

واژه شناسی:

بلبرینگ در لغت تشکیل شده از دو کلمه Ball (گوی) و Bearing  (یاتاقان) است. به طور کلی اگر بیرینگ‌ یا یاتاقان دارای اجزای گردنده ساچمه کروی ‌باشد به آن بلبرینگ (Ball Bearing) و چنانچه که اجزای گردنده‌ آن ساچمه استوانه‌ای باشد به آن رولبرینگ (Roller Bearing) می‌گویند.

اجزای یک بیرینگ یا یاتاقان متداول

به طور معمول یک بیرینگ دارای اجزای زیر است:

1- حلقه داخلی

2- حلقه خارجی

3- المان‌های ساچمه

4- قفسه نگهدارنده ساچمه‌ها

اجزای یک بلبرینگ شیار عمیق

انواع بیرینگ‌:

1- بلبرینگ شیار عمیق (Deep Groove Ball Bearings): این نوع بلبرینگ پرکاربرد ترین بیرینگ مورد استفاده در صنعت است و توانایی تحمل بارهای شعاعی و مقدار کمی بارهای محوری را داراست، دلیل نامگذاری این بلبرینگ به خاطر وجود شیار با شعاع متناسب با شعاع ساچمه‌ها در دو حلقه(رینگ) داخلی و خارجی برای هدایت ساچمه‌ها می‌باشد.

بلبرینگ شیار عمیق

2- بلبرینگ تماس زاویه‌ای (Angular Contact Ball Bearings): این نوع بیرینگ برای تحمل همزمان بار شعاعی و محوری طراحی شده است، همچنین هرچقدر میزان زاویه تماس بیشتر شود میزان بار محوری قابل تحمل افزایش می‌یابد. و در انواع تک ردیفه، دو ردیفه و چهار نقطه تماسی وجود دارند.

بلبرینگ تماس زاویه‌ای

3- بلبرینگ و رولبرینگ خود تنظیم (Self-Aligning Bearings): این نوع بیرینگ برای کاربرد در شرایط ناهمراستایی شفت طراحی شده است و این مسئله در عملکرد این نوع بیرینگ‌ها مشکل ساز نخواهد بود.

رولبرینگ و بلبرینگ خود تنظیم

4- بلبرینگ و رولبرینگ کف‌گرد (Thrust Bearing): این نوع بیرینگ‌ها برای تحمل نیروی محوری زیاد طراحی شده‌اند، این نوع بیرینگ مناسب تحمل بار شعاعی نمی‌باشد.

رولبرینگ و بلبرینگ کف گرد

5- رولبرینگ استوانه‌ای (Cylindrical Roller Bearings): این نوع رولبرینگ یکی از پرکاربردترین نوع بیرینگ‌های صنعتی است که برای تحمل مقادیر زیاد نیروی شعاعی طراحی شده اند. به طور کلی به دو دسته رولبرینگهای شناور و غیر شناور تقسیم بندی می‌شوند. رولبرینگهای شناور دارای توانایی تحمل بار محوری از دو جهت اند، اما رولبرینگهای غیر شناور توانایی تحمل بار محوری از یک جهت را دارند.

رولبرینگ استوانه‌ای

6- رولبرینگ سوزنی (Needle Roller Bearings): این نوع بیرینگ متعلق به دسته بندی رولبرینگ استوانه‌ای است، و همانند رولبرینگ استوانه‌ای از المان‌های گردنده استوانه‌ای استفاده می‌شود که نسبت قطر به طول آنها از 1به 2.5 تا 1 به 10 متغییر است. این نوع بیرینگ برای تحمل بار شعاعی طراحی شده اند و به طور معمول برای نصب در موقعیتهایی که محدودیت فضا برای نصب بیرینگ وجود دارد استفاده می‌شوند.

رولبرینگ سوزنی

7- رولبرینگ بشکه‌ای (CARB toroidal Roller bearings): این نوع بیرینگ‌ها نوعی از بیرینگهای استوانه‌ای محسوب می‌شوند، همچنین در بیرینگهای خود تنظیم نیز از این نوع رولر استفاده می‌شود.

رولبرینگ بشکه‌ای

8- رولبرینگ مخروطی (Tapered Roller Bearing): این نوع بیرینگ برای تحمل ترکیبی بارهای محوری و شعاعی استفاده می‌شود.

رولبرینگ مخروطی

انواع المان‌های ساچمه‌ای و رولر در بیرینگ‌ها:

قفسه‌های نگهدارنده در بیرینگ‌ها

قفسه، ساچمه‌ها را در مرکز شیار نگه می‌دارند که روانکاری و روغن کاری بیرینگ را آسان تر می کند. همچنین باعث هدایت دقیق تر ساچمه‌ها در زمان سرعت زیاد، لرزش زیاد، نیروهای اینرسی زیاد ناشی از حرکت بیرینگ می‌شود.

وظیفه قفسه­‌ نگهدارنده ساچمه:

• جدا سازی ساچمه‌ها برای کاهش اصطکاک و کاهش گرمای تولیدی ناشی از اصطکاک
• نگه داشتن ساچمه‌ها با فاصله بهینه از یکدیگر
• هدایت ساچمه‌ها به محدوده بارگذاری نشده
• نگهداری ساچمه‌ها هنگامی که یکی از حلقه‌های داخلی یا خارجی بلبرینگ جدا شده است (در هنگام جاگذاری یا برداشتن حلقه‌های رینگ)

انواع قفسه نگهدارنده ساچمه‌ها:

1- ورق فلزی پرسکاری شده (Stamped metal cages)

از جنس یک ورق استیل یا برنجی است، دارای وزن کم و توانایی تحمل دمای زیاد.

2- قفسه‌ی ماشینکاری شده فلزی (Machined metal cages)

به طور معمول از ماشینکاری فلز برنج، استیل و یا آلیاژهای سبک دیگر ساخته می‌شود، این نوع قفسه برای سرعتها و دمای بالا، حرکتهای شتاب دار و لرزش دار مناسب است.

انواع آب بند

حفاظ (شیلد): بین حفاظ(شیلد) و رینگ داخلی یک فاصله کوچک وجود دارد. به طور معمول بیرینگ‌های شیلد دار در محیط کاربری تمیز و یا در جایی که اصطکاک کم در سرعت و دمای مورد نظر اهمیت دارد، استفاده می‌شود.

عایق‌ها: در موقعیتهای با آلودگی متوسط و یا در حضور آب یا رطوبت غیر قابل اجتناب کاربرد دارند. معمولا آب بندهای تماسی (Contact Seals) در این موقعیت‌ها کاربرد دارند. این عایق‌ها به صورت فشار مثبت روی حلقه‌های بیرینگ استفاده می‌شوند.

عایق‌های اصطکاک پائین (Low-friction seal) و عایق‌های غیر تماسی (Non Contact Seals) می‌توانند به جای بیرینگهای شیلد فلزی دار با همان سرعت کاربری با توان آب بندی بیشتر استفاده شوند.

نحوه نامگذاری بیرینگ های SKF

برای نام‌گذاری بیشتر بیرینگ‌ها از یک شیوه کلی مشابه پیروی می‌‌شود، در این آموزش از شیوه نامگذاری بیرینگ‌های برند SKF استفاده شده است، نامگذاری کامل یک بیرینگ می‌تواند شامل یک نام پایه‌ با یا بدون پسوند یا پیشوند باشد.

انواع شیوه نامگذاری:

• بر پایه نوع بیرینگ
• بر اساس طراحی بیرینگ
• بر اساس ابعاد

پیشوند و پسوند: ویژگی‌های طراحی و یا اجزای بیرینگ را نشان می‌دهد.

عنوان یا نام پایه

به طور کلی یک نام پایه شامل 3 الی 5 رقم است

سیستم نامگذاری پایه در جدول A.1 نشان داده شده است.

ترکیب حروف و اعداد معنای زیر را دارد:

• حرف یا شماره اول یا ترکیبی از آنها، نشان ‌دهنده‌ی نوع بیرینگ و در نهایت گونه‌ی پایه‌ی آن است.
• در شماره پس از آن نشان‌دهنده‌ی ابعاد سری ISO است. اولین رقم نشان‌دهنده‌ی پهنا یا ارتفاع آن سری است (ابعاد B,T و H)، حرف دوم نشان‌دهنده‌ی کد سایز قطر سوراخ بیرینگ است.
• دو رقم آخر از نامگذاری پایه نشان‌دهنده‌ی کد سایز قطر سوراخ بیرینگ آن است. کد سایز ضرب در 5 قطر سوراخ بیرینگ را می‌دهد.

مهمترین استثناها در شیوه نامگذاری بیرینگ‌ها:

1- در برخی موارد شماره نوع بیرینگ یا شماره اول شناسایی آن حذف شده است.  این شماره‌ها در جدول A.1 درون براکت نشان داده شده‌اند.

2- بیرینگ با قطر سوراخ 10، 12، 15و یا 17 میلیمتر به نحوه‌ی زیر شناسایی می‌شوند.

00: 10mm

01: 12mm

02: 15mm

03: 17mm

3- برای بیرینگ‎های با قطر شفت کمتر از 10 میلیمتر، یا بیشتر از 500 میلیمتر، قطر سوراخ به طور کلی به میلیمتر داده می‌شود. (بدون کدگذاری) شناسایی سایز این بیرینگ‌ها از نامگذاری سایر بیرینگ‌ها متفاوت است، که با یک ممیز / نشان داده می‌شود. به طور مثال:

  511/530 (d = 530mm)

618/8 (d=8mm)

همچنین این موضوع برای بیرینگ‌های استاندارد ISO15 که دارای قطر سوراخ‌های 22، 28 یا 32 میلیمتر نیز صدق می‌کند:

62/22 (d=22mm)

4- برای برخی بیرینگ‌ها با قطر سوراخ کمتر از 10 میلیمتر، از قبیل شیار عمیق، بلبرینگ‌های خود تنظیم و تماس زاویه‌ای، قطر سوراخ‌ها به طور معمول به میلیمتر داده می‌شود.(بدون کدگذاری) به صورت بدون / نامگذاری می‌شود.

 629, 129

5- قطر سوراخ‌هایی که نسبت به قطرهای سوراخ استاندارد دارای انحراف هستند، با دقت سه رقم اعشار پس از یک ممیز بعد از شماره تایپ بیرینگ وارد می‌شود.

602/15.875 (d = 15.875mm = 5/8inch)

سری بیرینگ‌ها شامبل کد شناسائی نوع بیرینگ و ابعاد آن را مشخص می‌کند. متداول ترین سری نامگذاری در جدول A.1 نشان داده شده است. ارقام درون براکت متعلق به سیستم نامگذاری است اما در نامگذاری سری بیرینگ‌ها عملا کاربرد ندارد.

پیشوندها و پسوندها

نامگذاری بیشتر رولبرینگ‌های SKF یک روند کلی را دنبال می‌کند. که شامل نامگذاری با یا بدون پسوند/ پیشوند همانند جدول زیر که به عنوان مثال در ادامه آمده است.

پیشوند و پسوند در بیرینگ اطلاعات اضافی را ارائه می‌دهد.

پیشوند: به طور کلی برای شناسائی اجزای بیرینگ به کار می‌رود. پیشوندها همچنین می‌توانند برای شناسائی گونه‌های بیرینگ‌ها نیز به کار روند.

پسوند: برای شناسائی انواع گونه‌های طراحی، که ممکن است از برخی جهات با طراحی متداول متفاوت باشند. پسوندها به گروههایی تقسیم می‌شوند که زمانی که نیاز به شناسائی بیش از یک ویژگی خاص نیاز باشد. پسوندها در جدول زیر نمایش داده شده‌اند. جزئیات مفهوم پیشوند و پسوند در بخش‌های محصول به صورت جدا جدا ارائه شده است.

سیستم نامگذاری:

:Designation System

 بیرینگ‌های استثنا در سیستم نامگذاری:

1- یاتاقان درج (Insert Bearings)

2- رولبرینگ‌های سوزنی (Needle Bearings)

3- رولبرینگ مخروطی: نامگذاری رولبرینگ‌های مخروطی متریک از سیستم دیگری به نام استاندارد ISO355 که در سال 1977 تصویب شده پیروی می‌کند.

رولبرینگ‌های مخروطی بر پایه اینچ براساس استاندارد مربوط به ANSI/ABMA نامگذاری می‌شوند.

4- بیرینگ‌های سفارشی سازی شده: بیرینگ‌هایی که برای پاس کردن الزامات طراحی مورد نظر مشتری ساخته شده‌اند. به طور معمول توسط یک شماره نقشه تعیین می‌شوند که هیچ گونه اطلاعات اضافی در مورد بیرینگ نمی‌دهد.

دیگر رولبرینگ‌ها: بیرینگ‌هایی که توسط روند نامگذاری پایه پوشش داده نمی‌شوند، از قبیل بیرینگ‌های بسیار دقیق(Super-precision)، مقطع نازک (thin section)، آستین دار و یا بیرینگ‌های خطی هرکدام ممکن است از شیوه نامگذاری دیگری متفاوت از شیوه نامگذاری فعلی استفاده کنند.

جدول A.1

چند مثال در نامگذاری بیرینگها:

در تمام بیرینگ‌های غلطشی به جز بیرینگ‌های کف گرد دو طرفه، در اندازه قطر سوراخ های بیرینگ بزرگتر و مساوی 20 میلی‌متر از تقسیم عدد قطر به 5 به دست می‌آید(دو شماره آخر شماره سریال بیرینگ)، به طور مثال:

استثناها:

در اندازه قطر سوراخ‌های بین 10 تا 17 میلیمتر نوع نام گذاری دو رقم آخر شماره بیرینگ به صورت زیر می‌باشد:

00: 10mm

01: 12mm

02: 15mm

03: 17mm

برای بیرینگ‌های با قطر سوراخ کمتر از 10 میلیمتر و یا بیشتر از 500 میلیمتر، به طور کلی عدد آن بدون کد گذاری در انتهای شماره بیرینگ پس از یک ممیز / می آید.به طور مثال:

پیشوندها و پسوندها بیرینگ‌ها

پیشوندها در شماره فنی بلبرینگ‌ها:

R: رینگ‌ یک رولبرینگ استوانه‌ای یا مخروطی با اجزا غلتنده و قفسه بدون رینگ قابل تفکیک

WS: واشر شفت یک بیرینگ کف گرد

GS: واشر نشیمن گاه یک بیرینگ کف گرد

K: قفسه با اجزا غلتنده

پسوندهای طراحی در شماره فنی بلبرینگ‌ها

E: بیرینگ با ظرفیت تحمل بار بالاتر از استاندارد

UA: بار اولیه محوری

UO: بدون لقی

UL: بار اولیه سبک

پسوندهای ابعاد شماره فنی بلبرینگ‌ها

K: بیرینگ‌ با سوراخ داخلی مخروطی (دارای سوراخ با نسبت باریک شوندگی)

N: بیرینگ با شیار حلقوی در رینگ خارجی

NR: بیرینگ با شیار حلقوی و حلقه ضامن

U: بلبرینگ کف گرد با واشر نشیمنگاه با سطح کروی و واشر تکیه گاه

پسوندهای آب بندی در بیرینگ‌ها:

ZZ: دارای آب بند فلزی

RS: دارای آب بند پلاستیکی

پسوندهای جنس مواد قفسه:

J: فولاد پرسکاری شده

Y: قفسه برنجی پرسکاری شده

M: قفسه برنجی ماشین کاری شده

F: قفسه فولادی ماشین کاری شده

پسوند‌های دقت ابعادی در شماره فنی بیرینگ‌ها

PN(P0): کلاس تلرانس عادی

P6: تلرانس بسته‌تر از P0

P5: تلرانس بسته‌تر از P6

P4: تلرانس بسته‌تر از P5

P2: تلرانس بسته‌تر از P4

پسوند‌های لقی شماره فنی بلبرینگ‌ها

C1: لقی کمتر از C2

C2: لقی کمتر از میزان عادی

CN(C0): لقی عادی

C3: لقی بیشتر از میزان عادی

C4: لقی بیشتر از C3

C5: لقی بیشتر از C4

پیشوند و پسوندها در شیوه نامگذاری SKF

نحوه چینش اجزای پیشوند و پسوند و نام پایه بلبرینگ

1- پیشوند:

BS2-… - بیرینگی که براساس شماره نقشه نامگذاری شده است.

ZE - بیرینگ با ویژگی سنسور نصب شده روی آن

2- نامگذاری پایه

متناسب با شیوه جدول A.1

3- پسوند - طراحی داخلی

BC – بیرینگ برای توربین باد که شفت اصلی رولر تایپ هست و قفسه‌ی آن از نوع جنس آهن قالب گیری شده است.

CA.CAC – دارای فلنج‌های نگهدارنده در حلقه‌ی داخلی، حلقه‌ی راهنما هم مرکز با رینگ داخلی است. قفسه‌ی برنجی ماشینکاری شده.

CC(J).CJ – حلقه‌ی داخلی بدون فلنج، حلقه‌ی راهنما هم مرکز با رینگ داخلی قرار دارد. نوع قفسه: دو قفسه‌ی پرسکاری شده فولادی

CCJA.AJA – حلقه‌ی داخلی بدون فلنج، حلقه‌ی راهنما هم مرکز با حلقه خارجی، دارای دو قفسه‌ی استیل پرسکاری شده.

E – طراحی بهینه داخلی برای افزایش ظرفیت بارگذاری

سری 213، 222 و 223: حلقه‌ی داخلی بدون فلنج و دارای دو قفسه‌ی استیل پرسکاری شده.  شیار حلقوی و دارای سه سوراخ روانکاری در رینگ حلقه‌ی خارجی

d ≤ 65 mm : حلقه‌ی هدایت ساچمه روی مرکز رینگ داخلی

d ˃ 65 mm : حلقه هدایت ساچمه روی مرکز قفسه نگهدارنده

4- پسوند – نوع طراحی خارجی (آب بند، گیره شیاردار و ...)

-2CS و -CS : آب بند تماسی  (Contact seal)، NBR (عایق پلاستیکی)، در یک یا هر دو جهت

-2CS2 و -CS2 : آب بند تماسی (Contact seal)، FKM (عایق روغن)، در یک یا هر دو جهت

-2CS5 و -CS5 : آب بند تماسی (Contact Seal)، HBNR(Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber)، روی یک یا هر دو جهت.

K: سوراخ مخروطی ، نسبت باریک شوندگی (Taper ratio): 1/12

K30: سوراخ مخروطی با نسبت باریک شوندگی 1 به 30

5- پسوند – نوع طراحی قفسه

F: قفسه‌ی استیل ماشین‌کاری شده، هم مرکز با رینگ حلقه‌ی داخلی

FA: قفسه‌ی استیل ماشین کاری شده، هم مرکز با رینگ حلقه‌ی خارجی

J: قفسه استیل پرسکاری شده، هم مرکز با رینگ حلقه‌ی داخلی

JA: قفسه استیل پرسکاری شده، هم مرکز با رینگ حلقه‌ی خارجی  

MA: قفسه‌ی برنجی، هم مرکز با رینگ حلقه‌ی خارجی

6.1- پسوند – نوع مواد اولیه، نوع عملیات حرارتی

235220 ← پوسته سخت کاری شده، حلقه‌ی داخلی با شیار مارپیچ در سوراخ بیرینگ

HA3 ← رینگ داخلی پوسته سخت کاری شده.

6.2- پسوند – دقت، لقی، پیش بارگذاری، کارکرد بی صدا

C08 ← تلرانس هندسی کلاس P5

C083 ← C08+C3

C084 ← C08+C4

C2 ← لقی شعاعی حلقه داخلی کمتر از حد معمول

C3 ← لقی شعاعی حلقه داخلی بیشتر از حد نرمال

C4 ← لقی شعاعی حلقه بیشتر از C3

C5 ← لقی شعاعی حلقه داخلی بیشتر از C4

P5 ← تلرانس ابعادی و هندسی کلاس P5

P6 ← تلرانس ابعادی و هندسی کلاس P6

P62 ← P6 + C2

6.3 – پسوند – مجموعه بیرینگ، بیرینگ‌های همسان

6.4 – پسوند – پایدار سازی

6.5 – پسوند – روانکاری

GEM9 ← 70 تا 100 درصد پرشده با گریس SKF LGHB 2

GLE ← 25 تا 45 درصد پرشده با گریس SKF LGWM 2

VT143 ← 25 تا 45 درصد پرشده با گریس SKF LGEP 2

VT143B ← 45 تا 60 درصد پرشده با گریس SKF LGEP 2

VT143C ← 70 تا 100 درصد پرشده با گریس SKF LGEP 2

W64 ← روغن جامد

W ← بدون شیار حلقوی و سوراخ روانکاری در رینگ خارجی  

W20 ← 3 سوراخ روانکاری روی رینگ خارجی

W26 ← 6 سوارخ روانکاری روی رینگ خارجی

W33 ← شیار حلقوی و 3 سوراخ روانکاری روی رینگ خارجی

W33X ← شیار حلقوی و 6 سوراخ روانکاری روی رینگ خارجی

W77 ← سوراخ‌های روانکاری مشابه W33

W513 ← W26+W33

6.6 -  پسوند – دیگر گونه‌ها

R505 ← بیرینگ برای Axel box های راه آهنی

VA405 ← بیرینگ برای کاربردهای ویبره، دارای قفسه‌های استیل سطح سخت کاری شده

VA406 ← مشابه VA405، اما سوراخ حلقه داخلی توسط یک سیلندر PTFE پوشانده شده است.

VE552(E) ← حلقه خارجی با سه سوراخ رزوه دار با فضای مساوی، در یکی از وجوه جانبی  قرار گرفته، حرف E نشاندهنده‌ی آن است که پیچ گوشواره‌ای مناسب بیرینگ است.

VE553(E) ← مشابه VE553(E)، اما سوراخ رزوه دار در دو طرف محصول

VG114 ← قفسه‌ی استیل پرسکاری شده، با رویه سخت کاری شده.

VQ424 ← تلرانس هندسی کمتر از C08