چرا و کجا از بلبرینگ استفاده می شود
گاهی اوقات مفیدترین وسایل در فیزیک و مهندسی ساده ترین آنها هستند. بلبرینگ نشان می دهد که چگونه حلقه های فلزی می توانند بسیار متنوع باشند. همانطور که می بینید در بسیاری از موارد رایج مانند وسایل نقلیه، دوچرخه، اسکیت برد و سایر ماشین هایی که شامل قطعات فلزی متحرک هستند، انسان ها برای قرن ها از قدرت بلبرینگ ها استفاده کرده اند.
موارد استفاده از بلبرینگ
تصور کنید در حالی که کفش پوشیده اید روی یک فرش نرم لغزیدید. به دلیل اصطکاک بین فرش و کفش شما، که می تواند از هر چیزی از جمله چرم، پلاستیک، چوب یا لاستیک ساخته شده باشد، ممکن است سخت باشد. اگر به جای آن جوراب می پوشید، به دلیل اصطکاک بسیار کمتر بین فرش نرم و مواد جوراب، کار بسیار آسان تر خواهد بود. بلبرینگ ها به همین صورت عمل می کنند.
بلبرینگ ها میزان اصطکاک بین بارهای وارد شده بر آنها را کاهش می دهند. آنها این کار را به این دلیل انجام می دهند که توپ ها یا غلتک های فلزی هستند که در اطراف یک سطح فلزی صاف در یک حلقه داخلی و یک حلقه بیرونی حرکت می کنند (که گاهی اوقات به عنوان حلقه نیز شناخته می شود). شما می توانید در مورد بسیاری از برنامه های بلبرینگ از طریق فیزیک آنها یاد بگیرید. بلبرینگ ها انواع بار را در جهت شعاعی حمل می کنند و این بارها نیرویی عمود بر محور چرخش بلبرینگ اعمال می کنند.
لغزش توپ های فلزی در اطراف حلقه های بلبرینگ باعث ایجاد اصطکاک بین جسم و سطح آن می شود که سرعت جسم را کاهش می دهد. در برخی موارد شیء به توقف نزدیک می شود. این مکانیسم به بلبرینگ ها اجازه می دهد تا در سیستم های قرقره یا سیستم های چرخشی که نیاز به کنترل دارند استفاده کنند. به عنوان مثال، چرخ توپی خودرو از بار شعاعی ناشی از وزن خودرو و نیروی رانش ناشی از دور زدن یک پیچ استفاده می کند.
در تمام موارد یاتاقان های ساچمه ای، تعادل بین رانش و بار شعاعی باعث می شود که بلبرینگ ها اصطکاک بین ساچمه ها را در حلقه داخلی و خارجی کاهش دهند و بار جسم را تحمل کنند. بلبرینگ ها بار را می گیرند و از حلقه بیرونی به حلقه داخلی منتقل می کنند تا کره های موجود در مرکز هر حلقه به راحتی بچرخند.
هر کره با دو حلقه متصل است، اما فقط در صورت لزوم برای کاهش اصطکاک بین اجزای خود بلبرینگ. به این دلایل، بلبرینگ ها برای کاهش اصطکاک و کاهش سرعت چرخش ایجاد می شوند.
انواع بلبرینگ
انواع بلبرینگ ها بر اساس مکانیسم آنها بسیار متفاوت است. پرکاربردترین نوع بلبرینگ تک ردیفی یا شعاعی است. این طراحی باعث می شود که توپ ها در مسیرهای شیاردار عمیق حرکت کنند و چیدمان بلبرینگ شیار عمیق به آنها اجازه می دهد بارهای شعاعی و محوری را تحمل کنند. نسخه های مهر و موم شده یاتاقان های توپ به طور دائم روغن کاری می شوند تا نگهداری آنها کاهش یابد.
بلبرینگ های دو ردیفه از دو ردیف توپ استفاده می کنند. طراحی استحکام بیشتری به حرکت خود بلبرینگ می دهد. آنها در موتورهای الکتریکی، پمپ های گریز از مرکز و کلاچ های الکترومغناطیسی یافت می شوند. برخی از بلبرینگ ها خود را به گونه ای تراز می کنند که به شفت اجازه می دهد هر گونه ناهماهنگی را در یک زاویه نسبت به محفظه بلبرینگ محاسبه کند.
نوع تماس زاویه ای یاتاقان توپ دارای یک طرف حلقه بیرونی بریده شده است تا توپ های بیشتری وارد شوند. این یاتاقان ها سپس می توانند مقادیر زیادی از بارهای محوری را در یک جهت نگه دارند و همچنین از توپ های بیشتری در خود یاتاقان ها استفاده کنند. این بدان معناست که مهندسان از آنها به صورت جفت در هر دو جهت برای حمل بارهای سنگین استفاده میکنند، به گونهای که آنها را به بلبرینگهای دو ردیفه با تماس زاویهای تبدیل میکند. این نوع بلبرینگ ها بر اساس جنس آنها نیز متفاوت است.3