رولبرینگ‌ها جزء ضروری ماشین آلات صنعتی هستند. هدف اصلی یک رولبرینگ اطمینان از تنظیم حرکت در یک قسمت متحرک و کمک به کاهش اصطکاک است. یاتاقان غلتکی برای صنایعی که بار تجهیزات سنگین دارند، انتخاب ارجح است. این نوع رولبرینگ‌ها علاوه بر استحکام بسیار زیاد، در چندین مدل برای کاربردهای خاص تولید می‌شوند.
یاتاقان‌های غلتکی استوانه‌ای (CRB) ساختار ساده‌ای از غلتک‌های استوانه‌ای دارند که در تماس خطی با مسیرها هستند. آنها ظرفیت بار بالایی را تحت بارهای عمدتا شعاعی ارائه می‌دهند. اصطکاک کم بین غلتک‌ها و دنده‌های حلقه باعث می‌شود که این یاتاقان‌ها برای چرخش با سرعت بالا مناسب باشند.
رولبرینگ استوانه‌ای عمدتاً برای کاربردهایی با بارهای شعاعی بالا استفاده می‌شود، در قطعات تجهیزات مکانیکی مانند موتورهای الکتریکی، جعبه‌های محور، غلتک‌های تحت فشار و رول‌های آسیاب نورد یافت می‌شود. در کارهایی که نیاز به تغییر در سرعت و انتقال دارد بسیار کارآمد هستند.
رولبرینگ از سیلندر (استوانه) برای حفظ فاصله بین بخش های متحرک یاتاقان استفاده می کند. علت استفاده از استوانه شامل کاهش اصطکاک چرخشی و پشتیبانی از بارهای شعاعی و محوری است. در مقایسه با بلبرینگ، رولبرینگ می تواند بارهای سنگین شعاعی و بارهای محدود محوری را پشتیبانی کند. آنها می توانند با سرعت متوسط تا زیاد کار کنند؛ اگرچه حداکثر سرعت به طور معمول کمتر از حداکثر سرعت بیرینگهای ساچمه کروی است.
انواع رولبرینگ‌های استوانه‌ای
مقاله رولبرینگ استوانه ای چیست تنها به چیستی و چرایی منتهی نمی‌شود و به بررسی انواع نیز می‌پردازیم. رولربرینگ‌های استوانه‌ای را می‌توان با توجه به تعداد ردیف عناصر غلتکی نصب شده به غلتک‌های تک ردیفه، دو ردیفه و چند ردیفه و سایر سازه‌ها تقسیم کرد.
رولبرینگ های استوانه ای تک ردیفه: رایج ترین یاتاقان استوانه ای تک ردیف با قفسه است. از بارهای شعاعی و سرعت‌های بسیار بالا پشتیبانی می‌کند. قفسه به عنوان یک بافر بین غلتک‌ها و یکی از دو حلقه عمل می‌کند و کل واحد را جدا نمی‌کند. امکان جدا کردن یکی از دو حلقه برای تسهیل کار با دستگاه وجود دارد.
رولبرینگ‌های استوانه‌ای تک ردیفه، یاتاقان های قابل جدا شدن هستند که به راحتی نصب و جدا می‌شوند. هر دو حلقه می‌توانند از تناسب محکم استفاده کنند و خط تماس بین غلتک اصلاح شده و مسیر می‌تواند اصطکاک را کاهش دهد. رولبرینگ‌های تک ردیفی شامل مدل‌های: NU، NJ، NUP، N یا NF می‌شوند.
رولبرینگ های استوانه ای دو ردیفه: قابلیت تفکیک نصب و جداسازی را بسیار راحت می‌کنند. هر دو فرول را می‌توان محکم نصب کرد. یاتاقان‌های غلتکی استوانه‌ای دو ردیفه تقریباً مجاز نیستند که زاویه شیب داشته باشند. این مدل فضای بسیار کمی را اشغال می‌کند و در عین حال توانای تحمل فشار بسیار زیادی را دارد.
رولبرینگ‌های استوانه‌ای دو ردیفه دارای استحکام شعاعی بالایی هستند و عمدتاً برای محورهای اصلی ماشین ابزار دقیق استفاده می‌شوند. قفسه‌ها معمولاً از فولاد فشرده یا برنج ماشین‌کاری شده ساخته می‌شوند، اما معمولا قفسه‌های قالب‌گیری شده از رزین پلی آمید ساخته می‌شوند. رولبرینگ‌های دو ردیفه شامل مدل‌های: NNU یا NN می‌شوند.
رولبرینگ های پر غلتک استوانه ای: رولربرینگ‌های استوانه‌ای کامل فاقد قفسه هستند که حداکثر تعداد غلتک‌های ممکن را برای کسب و کار شما ممکن می‌سازد و ظرفیت بار را به میزان زیادی افزایش می‌دهد. با این حال، این باعث می‌شود عملکرد سرعت بالا آنها کمی کمتر از یاتاقان‌های دارای قفسه باشد.
طراحی و ویژگی‌های رولبرینگ استوانه ای
یاتاقان‌های استوانه‌ای دارای قطر بیرونی و داخلی مستقیم هستند و در داخل محفظه هم سطح هستند. یاتاقان‌های استوانه‌ای به دلیل ساختار ساده‌شان، به راحتی با اتصالات پرس ساده نصب می‌شوند و آسیب احتمالی نصب را کاهش می‌دهند. آنها باریک هستند که باعث صرفه جویی در فضا و وزن می‌شود و اندازه یاتاقان‌های استوانه‌ای بسته به استفاده و نیاز مشتری متفاوت است.
رولبرینگ‌های استوانه‌ای شعاعی برای جذب بارهای شعاعی بالا حتی در سرعت‌های بالا مناسب هستند و ظرفیت جذب عالی برای اضافه بارها و ضربههای کوتاه مدت را دارند. نصب آسان توسط حلقه‌هایی که به صورت جداگانه قابل نصب هستند امکان پذیر است. طرح‌های خاص آن، امکان جابجایی محوری یا بارهای محوری کم را فراهم می‌کند. بسته به نوع و اندازه، قفسه‌ها از پلی آمید، ورق فولادی یا برنج جامد ساخته می‌شوند.
ویژگی های رولبرینگ استوانه ای: غلتک استوانه‌ای بدون دنده در حلقه داخلی یا حلقه بیرونی، می‌توانند نسبت به جهت محور حرکت کنند؛ بنابراین می‌توان از آن به عنوان یک بلبرینگ انتهای آزاد استفاده کرد. رولبرینگ های استوانه ای با دنده‌های دوتایی در یک طرف حلقه داخلی و حلقه بیرونی و یک دنده در طرف دیگر حلقه می‌توانند درجه خاصی از بار محوری را در یک جهت تحمل کنند.
رولبرینگ‌های استوانه‌ای با ظرفیت باربری شعاعی بزرگ، مناسب برای تحمل بارهای سنگین و بارهای ضربه‌ای هستند. ضریب اصطکاک کوچک است، مناسب برای سرعت بالا، و سرعت حد نزدیک به بلبرینگ شیار عمیق است. نوع N و نوع NU می‌توانند به صورت محوری حرکت کنند، حتی می‌توانند با تغییر موقعیت نسبی شفت و محفظه ناشی از انبساط حرارتی یا خطای نصب، سازگار شوند و می‌توانند به عنوان تکیه گاه انتهای آزاد استفاده شوند.
حلقه داخلی یا حلقه بیرونی را می‌توان برای نصب و جداسازی آسان از هم جدا کرد.
کاربردهای رولبرینگ استوانه ای
در مورد بلبرینگ غلتکی استوانه‌ای، باید بدانید که برای پشتیبانی شعاعی دوک‌های اصلی ماشین ابزار استفاده می‌شوند. کل بلبرینگ برای تسهیل شدن مراحل مونتاژ، قابل جابجایی هستند. علاوه بر این، حلقه داخلی از یک سوراخ مخروطی تشکیل شده است که تنظیم فاصله شعاعی را تسهیل می‌کند.
تغییر از یاتاقان‌های المنت نورد به بلبرینگ‌های استوانه‌ای باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های قطعات پایین‌تر، مونتاژ و نصب کم خطر، تحمل شفت‌ها می‌شود. یاتاقان‌های استوانه‌ای در برابر آسیب‌های ناشی از خستگی، ضربه و بارهای لبه مقاومت می‌کنند و بهتر از یاتاقان‌های المنت نورد، ناهماهنگی را تحمل می‌کنند. در نهایت، مشتریان صرفه جویی در هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتر و عمر طولانی تجهیزات را تجربه خواهند کرد.
بلبرینگ‌های استوانه‌ای بسیار متنوع هستند و ممکن است برای بسیاری از کاربردها استفاده شوند. کاربردهای متداول یاتاقان استوانه‌ای عبارت است از: تجهیزات کشاورزی، کمپرسورهای تهویه مطبوع، پمپ‌ها، بازوهای موتور، گیربکس‌ها و سیستم‌های انتقال، دریچه‌های پروانه‌ای دریچه گاز، توربین‌های بادی. کاربردهای اضافی ممکن است شامل سیستم‌های FPSO دریایی، مکانیزم‌های ترمز، دینام‌ها و موتورهای استارت باشد.
رولبرینگ‌های سوزنی نوع خاصی از رولبرینگ‌های استوانه‌ای هستند که در آنها نسبت طول به قطر غلتک‌ها بسیار بزرگتر است. این بیرینگ‌ها فضای شعاعی کمتری اشغال می‌کنند و برای کاربردهایی که محدودیت فضا وجود دارد، مناسب هستند. رولبرینگ‌های سوزنی ظرفیت بار شعاعی بالایی دارند و در سرعت‌های پایین تا متوسط کار می‌کنند. این نوع بیرینگ‌ها در جعبه دنده‌ها، لولاها، پمپ‌ها و کمپرسورها استفاده می‌شوند.
مزایای استفاده از رولبرینگ استوانه ای
عملکرد و طراحی، دلیل مناسب بودن رولبرینگ‌های استوانه‌ای برای کاربردهای خاص است.
برخی از مهم‌ترین مزایای رولبرینگ استوانه ای شامل: ظرفیت بار شعاعی بیشتر در مقایسه با بلبرینگ، طراحی غلتکی که سرعت‌های سریعتری را نسبت به سایر انواع رولبرینگ میپذیرد، مقاومت در برابر آسیب ناشی از خستگی، دارای قطر بیرونی و داخلی مستقیم (همچنین می تواند مخروطی باشد)، نصب آسان که آسیب احتمالی نصب را کاهش می‌دهد، باریک و ظریف بودن که باعث صرفه جویی در فضا و وزن می‌شود، موجود بودن در چندین اندازه و متریال، و طراحی شده برای تحمل بار ترکیبی شعاعی (نوع N و NU) و بار رانش (نوع NJ و NUP).
رولبرینگ‌های مخروطی از غلتک‌های مخروطی شکل بهره می‌برند که بین رینگ داخلی مخروطی (کنوس) و رینگ خارجی مخروطی (کاپ) قرار می‌گیرند. این طراحی به آنها امکان می‌دهد بارهای شعاعی و محوری را همزمان تحمل کنند. رولبرینگ‌های مخروطی در صنایعی مانند خودروسازی (در توپی چرخ‌ها)، صنایع معدنی و ماشین‌آلات راهسازی کاربرد گسترده‌ای دارند.
آنها معمولاً به صورت جفت و در جهت مخالف نصب می‌شوند تا بارهای محوری را در هر دو جهت تحمل کنند. زاویه مخروط در این بیرینگ‌ها تعیین کننده نسبت ظرفیت بار محوری به شعاعی است و با توجه به نیاز کاربرد، انتخاب می‌شود.
رولبرینگ‌های بشکه‌ای یا کروی از غلتک‌های بشکه‌ای شکل استفاده می‌کنند که بین یک رینگ داخلی معمولی و یک رینگ خارجی کروی قرار می‌گیرند. این طراحی به آنها قابلیت خود تنظیمی می‌دهد و می‌توانند انحراف زاویه‌ای شفت یا خم شدن آن را جبران کنند. رولبرینگ‌های بشکه‌ای برای کاربردهایی مانند دستگاه‌های لرزشی، غلتک‌های نوردی و ماشین‌آلات کاغذسازی مناسب هستند.
