بلبرینگ تماس زاویه ای

بلبرینگ‌ تماس زاویه ای برای تحمل همزمان بارهای محوری و شعاعی طراحی شده و کاربردی گسترده در انواع صنایع دارد. در ساختار این بلبرینگ‌ها ساچمه‌ و رینگ‌ با زاویه ۱۵ الی ۴۰ درجه با یکدیگر در تماس هستند که اجازه می‌دهد تا همزمان هر نوع بار ترکیبی را تحمل کند.

توانایی عالی برای تحمل همزمان بارهای ترکیبی مهمترین ویژگی است، ولی این بلبرینگ‌های خاص از دقت دورانی بالا، سرعت کاری بالا و طراحی جان سختی نیز برخوردار هستند. برای همین در بسیاری صنایع و ساخت انواع ماشین آلات صنعتی از قبیل ماشین ابزارها، پمپ‌های عمودی، گیربکس‌های صنعتی، دیفرانسیل خودروها و رباتیک صنعتی استفاده می‌شوند. این مقاله راهنمای جامع برای آشنایی با این بلبرینگ‌ها به همراه نکاتی پیرامون انواع، شرایط نصب، مشخصه‌های فنی و راهنمای خرید است.

بلبرینگ تماس زاویه ای چیست؟

بلبرینگ  تماس زاویه ای نوع خاصی از یاتاقان‌های ساچمه‌ای است که در آن مسیر چرخشی ساچمه‌ها با محور بلبرینگ زاویه دارد. این طراحی باعث می‌شود تا توانایی تحمل همزمان بارهای شعاعی (عمودی) و محوری (طولی) را داشته باشد. تفاوت اصلی این نوع با بلبرینگ‌های معمولی مانند شیار عمیق در همین زاویه تماس ساچمه‌ها است. زیرا طراحی زاویه‌دار مسیر حرکت ساچمه‌ها باعث می‌شود تا استحکام بیشتری در برابر فشارهای جانبی داشته و برای استفاده در سرعت‌های بالا نیز مناسب باشند.

در این بلبرینگ‌ها منظور از زاویه تماس خط واصل نقاط تماس ساچمه با رینگ است که در محدوده ۱۵ الی ۴۰ درجه تنظیم می‌شود. زاویه ۱۵ درجه (سری C) برای سرعت‌های بالا و بارهای محوری کم مناسب است. در مقابل زاویه ۳۰ یا ۴۰ درجه (سری B) برای تحمل بارهای محوری سنگین کارایی دارند. پرکاربردترین این بلبرینگ‌ها مدل‌هایی هستند که با رعایت زاویه تماس ۲۵ درجه (سری AC) ساخته شده و عملاً هر نوع بار ترکیبی را تحمل می‌کنند.

فروشگاه اینترنتی پیکاتک عرضه‌ کننده انواع قطعات صنعتی از جمله گیربکس، بلبرینگ و یاتاقان است. انواع بلبرینگ‌ های شیار عمیق، تماس زاویه‌ای، خودتنظیم و کف‌گرد با تضمین کیفیت و اصالت کالا ارائه می‌ شود. برای دریافت مشاوره فنی و اطلاع از قیمت روز با کارشناسان ما تماس بگیرید.

اجزای بلبرینگ تماس زاویه ای

تکنیک طراحی تماس زاویه‌ای ساختار این بلبرینگ‌ها را به کل متفاوت از مدل‌های معمولی مانند شیار عمیق می‌کند. این الگوی طراحی خاص باعث شده تا این مدل‌ها برای کاربردهای خاص و طراحی سیستم‌های پیچیده مکانیکی استفاده شوند. اجزای بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای به قرار زیر هستند:

رینگ داخلی

این رینگ یک حلقه فلزی داخلی است که روی شفت سوار شده و مستقیماً با آن در تماس است. برخلاف بلبرینگ‌های معمولی طراحی این رینگ داخلی به شکل نامتقارن است و از دو طرف به شکل شانه بلند و کوتاه ساخته می‌شود. در یک طرف این رینگ لبه بلندتری پیش بینی شده تا هدایت بار محوری را بر عهده بگیرد.

اما ارتفاع لبه در طرف دیگر کوتاه‌تر است تا ساچمه‌ها بتوانند در زاویه مشخصی قرار گرفته و بغلتند. همچنین روی محیط خارجی رینگ شیاری دقیق و صیقلی تراش خورده تا ساچمه‌ها در آن حرکت کنند. این رینگ داخلی را معمولاً از فولاد کروم با سختی بالا می‌سازند.

رینگ خارجی

رینگ خارجی یک حلقه فلزی ثابت یا متحرک است که در محفظه هوزینگ (بدنه ماشین) قرار می‌گیرد. این رینگ یک طراحی نامتقارن معکوس دارد، به شکلی که شانه بلند رینگ خارجی در طرف شانه کوتاه رینگ داخلی قرار گرفته است.

روی سطح داخلی این رینگ شیاری دقیق و صیقلی تراش خورده که ساچمه‌ها روی آن غلطش می‌ کنند. البته این شیار را با زاویه مشخص طراحی می‌کنند تا بار را به ‌طور یکنواخت منتقل سازد. به مانند رینگ داخلی این حلقه خارجی نیز از آلیاژ سخت‌کاری شده فولاد کروم با عملیات حرارتی ویژه می‌سازند.

ساچمه‌ ها

ساچمه‌ها اجزای غلطشی کروی بین رینگ داخلی و خارجی بلبرینگ هستند که انتقال بار و کاهش اصطکاک را بر عهده دارند. این ساچمه‌ها را از متریال‌های گوناگون فولاد کروم، فولاد ضد زنگ و یا سرامیک نیترید سیلسیم می‌سازند. معمولا تعداد ساچمه‌ها در انواع بلبرینگ تماس زاویه ای از بلبرینگ‌های معمولی شیار عمیق بیشتر است و همگی آنها به صورت نقطه‌ای با رینگ در تماس هستند. اما روش طراحی رینگ‌ها به شکلی است که نقطه تماس ساچمه‌ها در امتداد یک زاویه مشخص قرار می‌گیرد.

قفسه

قفسه نقش جدا کننده و نگهدارنده ساچمه‌ها در داخل رینگ‌ها را بر عهده دارد که با توجه به قابلیت‌های کاربردی بلبرینگ تماس زاویه ای در انواع مختلف تولید می‌شوند:

• بلبرینگ با قفسه فولادی برای استفاده در ماشین‌آلات با دمای بالا
• بلبرینگ با قفسه برنجی و تراشکاری شده مناسب ماشین‌آلات با لرزش زیاد
• بلبرینگ با قفسه پلیمری مناسب طراحی ماشین‌آلات سبک و کم صدا

انواع بلبرینگ تماس زاویه ای

بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای را براساس معیارهای مختلفی مانند زاویه تماس، تعداد ردیف ساچمه‌ها، نوع قفسه و البته قابلیت‌های کاربردی در دسته‌های گوناگون قرار می‌دهند. مهمترین دسته‌بندی براساس زاویه تماس است و در عین حال تعداد ردیف ساچمه‌ها نیز مورد توجه طراحی ماشین‌آلات صنعتی سرعت بالا قرار دارد. این دسته‌بندی‌ها را با جزئیات کامل فنی بررسی می‌کنیم.

✅دسته بندی براساس زاویه تماس

زاویه تماس ساچمه با رینگ‌ها مهمترین معیار تقسیم بندی است که تعیین می‌کند بلبرینگ چه مقدار بار محوری را تحمل خواهد کرد. این دسته‌بندی به قرار زیر است:

بلبرینگ سری C (زاویه تماس ۱۵ درجه)

بلبرینگ تماس زاویه‌ای سری C دارای زاویه تماس ۱۵ درجه است و قابلیت کمی برای تحمل بار محوری دارد، اما در برابر بارهای شعاعی عملکرد عالی دارند. از این رو بیشتر برای طراحی ماشین‌آلات با بار شعاعی خالص مانند دوک ماشین ابزارهای پرسرعت استفاده می‌شوند. این سری برای طراحی تجهیزات دوار با سرعت‌های بسیار بالا نیز مناسب هستند. زیرا به دلیل زاویه کوچک، اصطکاک کمتری تولید کرده و نهایتاً حرارت کمی ایجاد می‌کنند. همچنین بلبرینگ‌های ایده‌آل برای کاربردها با دقت دورانی فوق‌العاده بالا هستند.

بلبرینگ سری AC (زاویه تماس ۲۵ درجه)

سری AC با زاویه تماس ۲۵ درجه ساخته شده و کاربردی‌ترین نوع از میان انواع بلبرینگ تماس زاویه ای است. این سری قابلیت سرعت کاری بالا را دارد، اما در مقایسه با سری C عملکرد آنها کندتر است. با این حال می‌توانند ترکیب همزمان بارهای محوری و شعاعی را تحمل کرده و تعادل خوبی میان سرعت و تحمل بار را برقرار سازند. همین توانایی متعادل باعث شده تا برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی مناسب باشند. از سری AC با زاویه تماس ۲۵ درجه برای ساخت الکتروموتورهای سرعت بالا، پمپ‌های سانتریفیوژی، فن‌های صنعتی قوی و سرعت بالا، سیستم انتقال قدرت خودروها و... استفاده می‌کنند.

بلبرینگ سری B (زاویه تماس ۴۰ درجه)

بلبرینگ‌های سری B با رعایت زاویه تماس ۴۰ درجه ساخته شده و برای تحمل بارهای محوری سنگین عالی هستند. با این حال هرگز تحمل چرخش با سرعت بالا مانند سری C یا سری AC را ندارند. اما در کل می‌توانند عملکرد خوب در مواجه بارهای شعاعی و بار محوری سنگین ترکیبی داشته باشند. کاربرد اصلی بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای سری B برای ساخت تجهیزات صنایع سنگین از قبیل ماشین‌آلات راهسازی، ماشین‌آلات معدنی، پمپ‌های پیستونی مخصوص سیالات سنگین، جرثقیل‌ها، غلطک‌های نورد فولاد و... است.

جدول مقایسه انواع بلبرینگ تماس زاویه ای سری C، AC و B

✅دسته‌ بندی براساس ردیف ساچمه‌ ها

ساچمه‌ها در مرکز ساختار بلبرینگ‌ها وظیفه انتقال قدرت و تولید حرکت غلطشی کاملاً روان را بر عهده دارند. با این حال چیدمان ساچمه‌ها ساختار و قابلیت‌های کاربردی هر بلبرینگی را به کل تغییر می‌دهد. بر این اساس انواع بلبرینگ تماس زاویه ای به قرار زیر هستند:

بلبرینگ‌های تک ردیفه

این مدل‌ها دارای یک ردیف ساچمه با تماس زاویه‌ای هستند و فقط می‌تواند بار محوری را در یک جهت تحمل کند. این مدل‌های تک ردیفه را معمولاً به صورت جفت اما در جهت مخالف هم نصب می‌کنند.

بلبرینگ‌های دو ردیفه

این مدل‌ها دارای دو ردیف ساچمه با شیار موازی هستند که پشت به پشت یکدیگر قرار گرفته‌اند. بلبرینگ‌های دو ردیفه از قابلیت عالی برای تحمل بار محوری در دو جهت برخوردار هستند. معمولاً از این مدل‌های دو ردیفه برای ماشین‌ها با فضای محوری محدود و نیاز به استحکام بالا استفاده می‌کنند.

بلبرینگ‌های چهار نقطه‌ای

نوع خاصی از بلبرینگ زاویه‌ای است که فقط یک ردیف ساچمه دارند، اما همین یک ردیف به شکل خاصی طراحی شده تا در چهار نقطه به شکل زاویه‌دار با رینگ‌ها در تماس باشد. این بلبرینگ‌ها تحمل خوبی در مواجهه با بارهای محوری دارند و معمولاً برای طراحی گیربکس‌های صنعتی قدرتمند اما در ابعاد کوچک استفاده می‌شوند.

دسته‌ بندی براساس نوع آب‌ بندی

این دسته‌بندی مستقیم قابلیت روانکاری و شرایط استفاده از بلبرینگ در محیط‌های مختلف را شامل می‌شود. به هر حال انواع بلبرینگ تماس زاویه ای نیاز به روانکاری دارند، اما باید از ورود هر نوع ذره خارجی به داخل آنها جلوگیری شود. لذا مدل‌های مختلف با شرایط آب‌بندی گوناگون طراحی شده‌اند.

بلبرینگ تماس زاویه ای باز (Open)

این مدل‌های باز ساده‌ترین و اصلی‌ترین نوع هستند که بدون هیچ گونه محافظ یا واشر آب‌بند روی رینگ‌ها تولید می‌شوند. در ساختار این بلبرینگ‌ها هیچ مانعی برای ورود و خروج روانکار و آلودگی وجود ندارد و ساچمه‌ها به همراه قفسه کاملاً نمایان هستند. روانکاری ساچمه‌ها از طریق روغن موجود در سیستم انجام شده و باید در دوره‌های سرویس منظم آنها را روانکاری کنید. از این بلبرینگ‌ها در سیستم‌ها با قابلیت روغن پاشی مانند دوک‌های ابزار فرز و یا جعبه دنده‌های صنعتی و... استفاده می‌کنند.

بلبرینگ تماس زاویه ای با محافظ فلزی (ZZ)

نوعی از بلبرینگ‌ها هستند که در دو طرف آنها از محافظ‌های فلزی نازک ورق فولادی استفاده شده است. این مدل‌ها را با کدهای ZZ و یا 2Z نمایش می‌دهند و برای حفاظت در برابر ورود ذرات درشت داخل بلبرینگ کارایی دارند. بین محافظ فلزی و رینگ داخلی بلبرینگ فاصله بسیار کمی وجود دارد تا هیچ اصطکاکی هنگام چرخش ایجاد نشود. با این حال در برابر نفوذ ذرات بسیار ریز و یا رطوبت ناتوان است. بیشترین کاربرد مدل‌های ZZ برای طراحی موتورهای الکتریکی با سرعت متوسط و بالا است.

بلبرینگ تماس زاویه ای با واشر پلاستیکی (2RS)

این مدل‌ها دارای واشر آب‌بند پلاستیکی هستند و با کد RS یا 2RS معرفی می‌شوند. این واشر پلاستیکی معمولاً از جنس نیتریل (NBR) یا پلی اورتان انتخاب شده و از هر دو طرف فضای داخل بلبرینگ را کاملاً آب‌بندی می‌کند. در کارخانه و هنگام ساخت فضای داخل این بلبرینگ‌ها را از گیریس پر میکنند.

همچنین به دلیل ذرات پلاستیکی آب‌بندها برای کار در بازه ۴۰- الی ۱۰۰+ درجه سانتیگراد محدود هستند. از این بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای برای طراحی ماشین‌آلات دوار در محیط‌های بسیار آلوده و یا محیط‌های مرطوب مانند صنایع غذایی، ماشین‌آلات راهسازی، کشاورزی و گیربکس خودروها استفاده می‌کنند.

مزایا و معایب بلبرینگ تماس زاویه ای

راهنمای خرید بلبرینگ تماس زاویه ای

در هنگام خرید بلبرینگ تماس زاویه ای مانند هر قطعه فنی و مهندسی باید فاکتورهای زیادی از قبیل ابعاد، نوع آب‌بندی، متریال ساخت، الگوی طراحی و قابلیت‌های کاربردی آن را در نظر بگیرید. قاعدتاً شرایط هر پروژه و الزامات مورد نیاز هر دستگاه متفاوت است. با این حال راهنمای زیر به شما کمک می‌کند تا گام به گام بلبرینگ مورد نیاز خود را انتخاب کنید.

🔹گام اول: مشخص کردن شرایط کاری

ابتدا باید نوع بار را تعیین کنید. اینکه آیا بار محوری یک طرفه یا دو طرفه است؟ و یا مقدار بار شعاعی چقدر است؟ همچنین به اطلاعات فنی از قبیل حداکثر سرعت چرخشی دستگاه برحسب RPM و بررسی شرایط محیط کار از قبیل محدوده دما، وجود گرد و غبار، رطوبت یا مواد شیمیایی و... نیاز دارید.

🔹گام دوم: انتخاب سری مناسب براساس زاویه تماس

در کاربردهای با سرعت بالا و بار محوری کم، سری C ترجیح داده می‌ شود. اما برای سیستم‌های قدرتمند و سنگین که سرعت پایینی دارند، خرید بلبرینگ تماس زاویه ای سری B با زاویه ۴۰ درجه را توصیه می‌کنیم. در نهایت سری AC نیز برای کاربردهای عمومی مناسب هستند.

🔹گام سوم: تعیین تعداد ردیف ساچمه‌ ها

در این مرحله باید درباره نوع ساختار بلبرینگ تماس تصمیم‌گیری کنید. به عنوان مثال مدل‌های یک طرفه برای بارهای محوری یک طرفه و به شکل جفتی مناسب هستند. اما از مدل‌های دو طرفه برای بار محوری دو طرفه استفاده کنید. انتخاب مدل‌های یک یا دو ردیف ساچمه، بحث کاملاً مهندسی است.

🔹گام چهارم: انتخاب نوع آب‌ بندی

در ماشین‌ها که سیستم روانکاری از قبیل روغن پاش دارند، خرید بلبرینگ تماس زاویه ای باز (Open) بهترین پیشنهاد است. ولی اگر سیستم فاقد روانکاری داخلی است، بهتر است از مدل‌های ZZ تهیه کنید. اما اگر محیط کار دستگاه خیلی مرطوب و یا ذرات معلق در هوا خیلی زیاد است، تهیه مدل‌های 2RS با آب‌بندی لاستیکی را توصیه می‌کنیم.

🔹گام پنجم: محاسبه و تعیین ابعاد

در این مرحله و پس از آنکه می‌دانید به چه نوع بلبرینگ تماس زاویه ای نیاز دارید، وقت آن است که ابعاد مورد نیاز در نشیمنگاه شفت و محفظه را بررسی کنید. شما به اطلاعاتی از قبیل قطر داخلی (d)، قطر خارجی (D) و عرض (B) برای انتخاب بلبرینگ با سایز مناسب نیاز دارید.

🔹گام ششم: تعیین آرایش نصب بلبرینگ

این مرحله بخش چیدمان بلبرینگ در داخل دستگاه است. بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای را در سه روش پشت به پشت (DB)، رو به رو (DF) و پشت سر هم (DT) چیدمان می‌کنند.

🔹گام هفتم: انتخاب برند و تامین کننده معتبر

در پایان با بررسی تمام فاکتورهای فنی قطعا می‌دانید که به چه نوع بلبرینگی و با چه مشخصات فنی و ابعادی نیاز دارید. اما حالا باید این محصول را از برندهای معتبر تهیه کنید. متاسفانه تعداد زیادی از محصولات فیک و تقلبی که کاملاً مشابه محصولات اورجینال هستند در بازار عرضه شده که حتی ممکن است حرفه‌ای ‌ترین‌ها را به اشتباه بیاندازد.

توصیه میکنیم که برای خرید بلبرینگ تماس زاویه ای از تامین کننده معتبر اقدام کنید. بهترین برندهایی که این نوع بلبرینگ‌ها را تولید می‌کنند، به قرار زیر هستند:

• SKF ساخت سوئد
• FGA ساخت آلمان
• NSK ساخت ژاپن
• NTN ساخت ژاپن
• NACHI ساخت ژاپن
• KOYO ساخت ژاپن
• ZYS ساخت چین
• ZWZ ساخت چین
• LYC ساخت چین

قیمت بلبرینگ تماس زاویه ای

از نگاه فنی و عملیاتی انتخاب بلبرینگ تماس زاویه ای به سه عامل اصلی نوع بار، سرعت دوران و شرایط محیطی بستگی دارد. قاعدتاً نصب بلبرینگ سری C برای طراحی سیستم‌های سرعت بالا الزامی است. اما برای اکثر کاربردهای عمومی مانند طراحی الکتروموتور، پمپ‌ها و یا ماشین‌آلات تولیدی استفاده از سری AC و یا B را توصیه می‌کنیم. زیرا این مدل‌ها می‌توانند تعادل خوبی میان تحمل بار محوری و سرعت را پوشش دهند.

قیمت بلبرینگ تماس زاویه ای به دلیل ساختار پیچیده‌تر و دقت بالاتر هنگام ساخت معمولا ۲۰ الی ۵۰ درصد بالاتر از بلبرینگ‌های معمولی از قبیل شیار عمیق هستند. همچنین این قیمت کاملاً تحت تاثیر اعتبار برند، سایز، متریال ساخت و نوع آب‌بندی آن تغییر می‌کند.

به هر حال این بلبرینگ‌ها برای کارهای خاص و شرایط سخت طراحی شده‌اند و توصیه می‌کنیم که در کاربردهای حیاتی و دقیق هرگز به دلیل صرفه‌جویی در هزینه محصولی از برند متفرقه و یا فیک تهیه نکنید. برای مشاوره فنی و خرید بلبرینگ‌های تماس زاویه ای با تضمین اصالت کالا از فروشگاه اینترنتی پیکاتک استفاده کنید. کارشناسان پیکاتک به شما کمک می‌ کنند تا با در نظر گرفتن مشخصات فنی پروژه بلبرینگ کاملاً مطابق با نیاز خود را تهیه کنید.