انواع بلبرینگ خودرو، معرفی، ساختار و عملکرد یاتاقان ها در اتوموبیل

بلبرینگ خودرو چیست؟

در هر حرفه ایی که در آن چرخ و قطعات چرخنده علی‌الخصوص موتورها حرف اول را می‌زنند، یاتاقان ها نیز به همان اندازه حضور پررنگ و مهمی داشته اند؛ به گونه‌ایی که جزء لاینفک هر صنعتی هستند.

از پرکاربردترین و اصلی ترین آن، یاتاقان‌های ضد اصطکاک یا همان بلبرینگ ها (Ball Bearing) هستند، بیرینگ های توپی تماس غلطشی، مجموعه‌ایی از اتصالات جهت هدایت نیرو هستند. آن‌ها با ساختار حلقوی شکل خود وظیفه‌ی انتقال بار در دو حالت شعاعی و محوری (همچنین شعاعی-محوری) در وزن های پایین را بر عهده دارند.

ساختار کلی بلبرینگ ها

از آنجا که تاثیرگذاری و کیفیت انواع بلبرینگ در هر بخش کارایی ویژه‌ی خود را داراست، بیایید نگاهی دقیق‌تر به ساختار اصلی این قطعات نسبتا کوچک و پرکاربرد دوار بیاندازیم.

ساختمان کلی بیرینگ ها متشکل از روکش های حلقوی شامل کنس داخلی (ساچمه رو درونی/inner race) ، کنس خارجی (ساچمه رو بیرونی /  outer race) و محیط مابین روکش ها که دربردارنده ساچمه های غلطان (balls) و رینگ داخلی (قفسه) است که گوی‌ها را در فواصل معین و یکسانی نگه می‌دارد.

گاهی به همراه آن درپوش پلاستیکی یا فلزی جهت نفوذ ناپذیری گرد و غبار و رطوبت طراحی و تعبیه می‌شود. روان کننده‌ی این درپوش ها گریس، روغن و مواد چگال افزا هستند.

نحوه عملکرد انواع بلبرینگ خودرو چگونه است؟

اصولا هر بلبرینگ به وسیله ماهیت ساختمانش، جنس و مواد مورد استفاده در ساخت بلبرینگ (فرضا جنس پلاستیک که اصطکاک کاهنده است) یا داشتن یک سیال بین سطوح (مانند روانسازها) و یا جدا کردن سطوح به وسیله نیروی مغناطیسی ، کاهش اصطکاک را سهل و آسان می‌کند.

معمولا یکی از کنس ها به بخش دوار محور متصل شده و با آن دوران می‌کند و کنس دیگری ثابت می‌ماند. در نتیجه ساچمه ها بین کنس ها می‌غلتند و بار را از کنس متحرک به کنس ثابت انتقال می‌دهند. این فرآیندها مسبب ایجاد حرکتی منظم، نرم و کم اصطکاک شده و میزان لق زدگی را کاهش می‌دهند.

ساختمان پایه در بیر ینگ‌های خودرو

تفاوت شکل و اسکلت در میان این گوی ها، انواع مختلف یاتاقان های ضد اصطکاک را شامل می‌شود. متداول‌ترین آن‌ها، گوی‌های گلوله فرم در بلبرینگ ها و رول های استوانه ایی، مخروطی، سوزنی و بشکه ایی متقارن، در رولبرینگ ها هستند. این تنوع در بلبرینگ ها بسته به نوع ساختمان و عملکردشان در میزان تحمل بار و طول عمر مصرفی در چند دسته تولید و به بازار خودرو عرضه می‌گردند.

در میان شفت های دوار به دلیل بیشینه حرکت در محور شعاعی از بلبرینگ های شعاعی استفاده میشود.

معرفی انواع بلبرینگ خودرو

حال که با ساختمان پایه و نحوه ی عملکرد داخلی آشنا شدید، بیایید نگاهی به انواع بلبرینگ ها انداخته و به بررسی ویژگی‌هایشان بپردازیم.

بلبرینگ شیار عمیق

ساده ترین نوع یاتاقان ضد اصطکاک که در سرعت های بالا کارکرد خوبی از خود نشان داده و در دو نوع تک ردیفه و دو ردیفه به بازار عرضه میشوند.

• • بلبرینگ شیار عمیق تک ردیفه

• • بلبرینگ شیار عمیق دو ردیفه

بلبرینگ شیار عمیق تک ردیفه

در نوع تک ردیفه ساچمه ها در یک مدار قرار دارند که بین کنس داخلی و خارجی در حال گردشند. بلبرینگ های تک ردیفه با اینکه برای بارهای شعاعی طراحی شده‌اند، بارهای محوری را نیز به خوبی تحمل می‌کنند.

برای کارایی بهتر و افزایش ظرفیت ، می‌توان از تعداد ساچمه‌های بیشتری در میان کنس ها و یا از ساچمه هایی با قطر بزرگتر (که به نسبت تاثیر در افزایش قطر کنس‌ها دارد) استفاده نمود.

بلبرینگ شیار عمیق دو ردیفه

در نوع دوم بلبرینگ شیار عمیق هم به جهت افزایش تحمل بارهای شعاعی از دو ردیف ساچمه استفاده می‌شود. در این مدل از بلبرینگ های شیار عمیق نیز مانند نوع اول هرچه تعداد گوی‌ها بیشتر و قطر گوی‌های غلطان بزرگتر شود، ظرفیت تحمل بار بیشتری را موجب می‌گردد.

بلبرینگ تماس زاویه ایی

با توجه به اسم این مدل ، می‌توان دریافت که ساچمه رو ها نسبت به یکدیگر دارای زاویه هستند. این زاویه معمولا بین 15 الی 45 درجه منوط به استفاده و کاربردشان در تحمل بار محوری و شعاعی، طراحی می‌شود و در بخش‌های خاصی از صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بلبرینگ های تماس زاویه‌ای دارای سه دسته تک ردیفه ، دو ردیفه و چهار نقطه‌ تماسی هستند.

بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفه

نکته حایز اهمیت در نمونه تک ردیفه این مدل، قرار گرفتن بلبرینگ ها به صورت جفتی و یا چندتایی جانب یکدیگراست. زیرا در تحمل بارهای محوری ضعیف هستند به همین جهت در سه حالت زیر در صنعت خودرو به کار گرفته می‌شوند.

1. 1. پشت سر هم: تحمل بار توسط دو بلبرینگ و در یک جهت
   2. رو در رو: تحمل بار توسط یک بلبرینگ و در دو جهت
   3. پشت به پشت: تحمل بار توسط دو بلبرینگ و در دو جهت

بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه

نوع دو ردیفه ی آن برای تحمل بارهای شعاعی بسیار سنگین، به گونه ایی طراحی شده است که گویی دو بلبرینگ تماس زاویه ایی تک ردیفه پشت به یکدیگر، جفت شده‌اند.

بلبرینگ کف گرد

از دیگر انواع بلبرینگ خودرو، کف گردها هستند که بارهای محوری را تحمل می‌کنند. آن ها را به صورت یک طرفه و گاهی دو طرفه می‌سازند تا بتوانند در سرعت‌های مختلف از آن‌ها استفاده کنند. ساختار و اجزای بلبرینگ های کف گرد جوری طراحی شده که قابلیت دمونتاژ دارند. آن‌ها از دو حلقه به شکل واشر تشکیل شده‌اند که شامل حلقه‌ای دارای شیارهای گرد است که به عنوان ساچمه رو، ساچمه ها درون آن چفت می‌شوند.

موارد مصرف بلبرینگ کف گرد

ویژگی مونتاژ شوندگی و ساختار کف‌گردها میزان دقت در عملکرد و ظرفیت تحمل بار را افزایش می‌دهد. در صورت کم بودن مقدار بار شعاعی در سرعت‌های بالا نیز می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

بلبرینگ های خود تنظیم

اگر تراز شفت‌ها به دلیل نا‌هم‌محوری زیاد و میزان بار محوری وارد شده، بهم بریزد؛ بلبرینگ های خود تنظیم با دو ردیف ساچمه و ساچمه رویی مشترک، برای تراز 4 الی 7 درجه، چاره‌ی کار هستند. خود تنظیم ها در یک طرف دارای دو شیار هستند و طرف دیگر آن‌ها سطحی کروی دارد. این بلبرینگ ها معمولا یک قفسه فیبری دارند و نسبت به بلبرینگ های ساده بار بیشتری را تحمل می‌کنند.

کنس خارجی در این نمونه دارای شیارهای بیرونی است که با بلبرینگ هم مرکزند. دلیل این شکل از طراحی این است که انحنا ها باعث شوند ساچمه و کنس داخلی تا حدی خارج از دامنه یاتاقان حرکت نموده و هم راستایی ایجاد کند.

بلبرینگ های مقطع باریک

در این مدل بلبرینگ سطح مقطعی دارد که اندازه آن‌ها یکسان است و نسبت به قطر بلبرینگ بسیار کوچک هستند. کوچک بودن سطح نسبت به قطر بلبرینگ موجب صرفه جویی در فضای اشغال شده، استحکام بیشتر و افزایش دقت عملکرد آن می‌گردد.

موارد مصرف بلبرینگ مقطع باریک

بلبرینگ های مقطع باریک به دلیل سطح مقطعی که دارند قابلیت اتصال به انواع بلبرینگ خودرو مانند بلبرینگ های شیار عمیق، چهار نقطه‌ای، تماس زاویه‌ای و … را دارند. یادتان باشد مقطع باریک ها در صنایع حساسی مانند هوا و فضا، رباتیک، اپتیک و سایر صنایع که نیازمند دقت و ظرافت بالا هستند، استفاده می‌شود.

بررسی چند نمونه از یاتاقان های ضد اصطکاک خودرو

نحوه تعمیر و نگهداری انواع بلبرینگ خودرو

درتعمیر و نگهداری بلبرینگ ها حتی اگر از طول عمر و برند آن مطمئن باشید، بهتر است دست پیش را بگیرید تا پس نیوفتید.
در تمامی مدل های موجود در بازار به غیر از انواع لغزشی و مغناطیسی که احتیاج کمتری به بررسی های پی‌در‌پی دارند ، باقی نمونه‌ها می‌بایست هر چند وقت یکبار از لحاظ فنی ، بررسی عملکرد، ارتعاش، روانکاری، درپوش و تمیزکاری مورد بازدید قرار گیرند.

به یاد داشته باشید که دمای محیط و گرمای حاصل از فرایند پیرامون یاتاقان ها؛ بار وارد شده، سایش و میزان ارتعاشات در کیفیت نگهداری و طول عمر بلبرینگ ها بسیار موثر است.

نکات مهم درباره نگهداری و خرید انواع بلبرینگ خودرو

پیش از دست به کار شدن بهتر است این نکات را هم بدانید که:

1- وزن شفت و بلبرینگ باید هم تراز باشند.

2- با توجه به محیط (دما، بار، سایش و..) بلبرینگ را انتخاب نمایید برای مثال برای محیط پرحرارت میبایست از نوع سرامیکی استفاده نمایید.

3- بلبرینگ‌هایی که روغن کاری می‌شوند نیازی به واشر ندارند. در صورتی که در معرض گرد و غبار باشند بهتر است از واشر آهنی استفاده نمایید.

4- هر جا که رطوبت و بخار باشد، انواع ضد زنگ بهترین گزینه است که معمولا به رنگ سفید هستند.

5- هیچگاه قطر خارجی یاتاقان را جوش ندهید.

کلام آخر

هر چیزی که بچرخد به خصوص در موتورها و خودروها نیازمند بلبرینگ یا بالبرینگ است. زیرا این قطعات کوچک دوار میزان اصطکاک را تا حد زیادی کاهش می‌دهند و ظرفیت تحمل بار را در قطعات صنعتی افزایش خواهند داد. به یاد داشته باشید اگر فشار زیادی به آن‌ها وارد شود تغییر شکل می‌دهند و یا می‌شکنند. بنابراین اگر می‌خواهید از این بلبرینگ ها برای افزایش نرمی در حرکت استفاده کنید متناسب با بارهای محوری و شعاعی و میزان آن یک بلبرینگ مناسب انتخاب نمایید.