برای کاربران صنعتی که دو کلمه بلبرینگ و یاتاقان را بصورت جداگانه بکار می برند و با آن سر و کار دارند گاهی این سوال مطرح می شود که تفاوت بلبرینگ و یاتاقان در چیست و این دو قطعه صنعتی چه شباهت ها، چه تفاوت ها و چه کاربری هایی دارند. برای پاسخ صحیح به این سوال اشاره به این نکته که بلبرینگ تنها نوعی جزئی از اتصالات صنعتی می باشد که در واقع یکی از چند زیر مجموعه برای یاتاقان ها محسوب می شود می تواند کوتاهترین پاسخ به این سوال باشد. در واقع یاتاقان Bearing یک دسته گسترده از اتصالات را شامل می شود که تنها محدود به اتصالات دورانی نیز نبوده و در شکل های مختلف در اتصالات خطی نیز بکار گرفته می شود.
بلبرینگ Ball bearing نوعی از یاتاقان می باشد که با بکارگیری ساچمه هایی به شکل کره تو پر به منظور کاهش میزان اصطکاک و روانی بیشتر در اتصالات شافت ها و محور های دوار بکار گرفته می شود. بلبرینگ ها در شکل های مختلفی برای تعلیق بار های شعاعی، بار های محوری و بار های ترکیبی مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی ساچمه های کروی بلبرینگ ها بگونه ای است که از یک طرف درجه آزادی بالایی را برای حرکت بوجود می آورد و از طرف دیگر به سبب تماس نقطه ای بین ساچمه و رینگ بلبرینگ همواره یک تمرکز تنش بالایی وجود داشته که به حساسیت بلبرینگ ها در اعمال میزان بالایی بار می افزاید.
دسته بندی انواع یاتاقان برینگ
همانطور که گفته شد بلبرینگ تنها نوعی برینگ یا یاتاقان می باشد و شکل های بسیار متعددی از بلبرینگ ها در صنایع بکار گرفته می شوند. هر چند فولاد بعنوان اصلی ترین متریال در تولید یاتاقان محسوب می شود اما یاتاقان ها ممکن است از متریال های غیر فولادی نیز تولید شده باشند. در طراحی های جدید و با بهبود تکنولوژی و قابلیت ماشین آلات تولید کننده امروزه شاهد تولید یاتاقان ها از جنس های سرامیکی نیز هستیم که دارای مشکلات یاتاقان بلبرینگ های فولادی در برابر زنگ زدگی در تماس با آب و رطوبت نیستند. البته یاتاقان بلبرینگ ها از جنس سرامیکی بر خلاف موارد فولادی با حداقل قابلیت چکش خواری تولید می شوند و در برابر ضربه آسیب پذیر هستند. در زیر به بررسی انواع و دسته بندی یاتاقان برینگ ها در صنایع می پردازیم.
- بلبرینگ Ball bearing : پر مصرف ترین نوع یاتاقان می باشد که تنها با بکارگیری ساچمه های توپی تولید می شود. بلبرینگ ها در دسته بندی های مختلفی شامل بلبرینگ شیار عمیق Deep groove ball bearing، بلبرینگ کف گرد Thrust ball bearing، بلبرینگ های تماس زاویه ای Angular contact ball bearing و بلبرینگ های خود تنظیم Self-aligning ball bearing قابل دسته بندی هستند.
- رولبرینگ Roller bearing : دسته ای گسترده از یاتاقان های صنعتی می باشد که هم برای تعلیق بار های شعاعی و هم بار های محوری طراحی شده است. بر خلاف بلبرینگ ها که تنها از یک نوع ساچمه به شکل کروی استفاده می کنند اشکال مختلفی از ساچمه ها در ساختار رولبرینگ ها بکار گرفته می شود که منجر به تولید رولبرینگ استوانه ای، رولبرینگ مخروطی، رولبرینگ سوزنی و رولبرینگ بشکه ای می شود.
- یاتاقان های فلنچ دار Bearing housing unit: یاتاقان های فلنچ دار که اغلب متشکل از یک هوزینگ بیرونی که در داخل بصورت فیکس و محصور از یک بلبرینگ و یا رولبرینگ استفاده می کند تولید شده اند. جنس هوزینگ یاتاقان های فلنچ دار اغلب از چدن بوده و در اتصالات آنها از پیچ و مهره های فولادی اغلب با کلاس 8.8 استفاده می شود.
علاوه بر انواع یاتاقان های صنعتی یاد شده مواردی از یاتاقان ها با کاربری های محدودتر مانند بال اسکرو Ball screw که در واقع بجای محور و شافت مرکزی از نوعی پیچ دنده کبریتی استفاده می کند و با حرکت شافت محل قرار گیری بلوک بال اسکرو تغییر می کند و همچنین یاتاقان های خطی Linear guide که از آنها در اتصالات کشو ها استفاده می شود نیز از دیگر انواع یاتاقان ها محسوب می شوند.
مقایسه تمرکز تنش انواع یاتاقان بلبرینگ
یکی از مهمترین عواملی که سبب از بین رفتن انواع بلبرینگ، رولبرینگ و یاتاقان می شود تمرکز تنش می باشد. تمرکز تنش در یک نقطه خاص سبب افزایش میزان سایش در آن نقطه و در اثر بارگذاری زیاد حتی سبب شکستن یاتاقات بلبرینگ ها در آن نقطه می شود. یکی از مهمترین اجزای بلبرینگ ها که تحت تاثیر تمرکز تنش قرار می گیرد ساچمه ها می باشند که به سبب شکل هندسی که دارند اغلب دارای حداکثر میزان تمرکز تنش هستند و از این رو در تولید ساچمه های یاتاقان بلبرینگ ها تنسایل و سختی که دو فاکتور تاثیر گذار در مقابله ساچمه ها با ترمز تنش هستند در اولویت قرار می گیرد.
از این منظر ساچمه های کروی که در ساختار بلبرینگ قرار می گیرند به سبب تماس نقزه ای که با رینگ ها دارند با حداکثر میزان تمرکز تنش روبرو هستند. البته این امر در مورد بلبرینگ های شعاعی که در آنها ساچمه بصورت غیر هم ارتفاع مورد استفاده قرار می گیرند مانند بلبرینگ های شیار عمیق و بلبرینگ تماس زاویه ای نسبت به بلبرینگ هایی که تمامی ساچمه ها بصورت یکسان تحت بارگذاری قرار می گیرند مانند بلبرینگ کف گرد متفاوت می باشد.
ساچمه های رولبرینگ ها دارای طراحی هستند که اغلب دارای تماس خطی با رینگ می باشند که این امر تمرکز تنش را بصورت قابل توجهی در مقایسه با بلبرینگ ها کاهش می دهد. در مورد یاتاقان های پیچ و مهره ای و یا فلنچ دار باید کفت به سبب ایجاد سوراخ های سطحی بر روی هوزینگ این یاتاقان ها در نقاط ایجاد سوزاخ با تمرکز تنش بالایی روبرو هستند. این امر با توجه به اینکه هوزینگ این یاتاقان ها از جنس چدنی تولید می شود اهمیت مضاعفی پیدا می کند.
