یاتاقان UCF

یاتاقان UCF چیست؟

یاتاقان‌های UCF با پایه چدنی فلنج دار طراحی می‌شوند که در صنعت برای نصب سریع با مقاومت بالا و قابلیت هم مرکز شدن خودکار کارایی دارند. این قطعه در واقع نوعی بلوک فلنج دار چهار پیچ است که از دو بخش هوزینگ چدنی یا استیل به‌ همراه بلبرینگ داخلی تشکیل شده ‌است. بلبرینگ داخلی این نوع یاتاقان‌ها نیز معمولاً از نوع شفت خور با بوش قفلی انتخاب می‌شود.

از انواع یاتاقان UCF در مکان‌هایی استفاده می‌کنند که شفت در خارج از دستگاه قرار گرفته و لازم است تا یک تکیه‌گاه قوی و دقیق برای تحمل بارهای شعاعی وجود داشته باشد. قابلیت نصب ساده و سریع، امکان تحمل بارهای سنگین شعاعی و توانایی عالی برای خود تنظیمی از جمله ویژگی‌های برجسته انواع یاتاقان UCF است. همین ویژگی‌ها کافی است تا کاربردی گسترده در صنایع کشاورزی، طراحی خطوط انتقال مواد، ساخت سرندها و ویبراتورها و... داشته باشد. این مقاله یک راهنمای جامع برای بررسی فنی، مشخصات، ویژگی‌های کاربردی و نکات خرید یاتاقان UCF است.

اجزای یاتاقان UCF

یاتاقان‌های UCF دارای چند بخش اصلی هستند که کنار هم یک مجموعه کامل و آماده نصب را ایجاد می‌کنند. ساختار فلنجی با بدنه مربعی و پایه چهارپیچ این نوع یاتاقان به شکلی طراحی‌ شده که هم مقاوم باشند و هم به ‌راحتی روی بدنه دستگاه با شفت بیرون‌ زده پیچ شوند. اجزای کلیدی این نوع یاتاقان از دو بخش تشکیل شده ‌است:

هوزینگ (Housing)

هوزینگ همان بدنه چدنی یا استیل و مربعی ‌شکل یاتاقان UCF است که چهار سوراخ پیچ دارد. این بدنه برای نگهداری از بلبرینگ داخلی و قابلیت انتقال نیرو به پایه یا شاسی دستگاه طراحی ‌شده و عملاً می‌تواند یک بخش فلنجی شکل را برای دستگاه فراهم آورد. هوزینگ یا همان بدنه فلنجی مربعی شکل UCF را معمولاً از جنس چدن گرافیت یا چدن خاکستری با طراحی داخلی کروی‌ شکل می‌سازند. البته برخی مدل‌ها خصوصا برای استفاده در صنایع بهداشتی دارای هوزینگ استیل هستند. این نشیمنگاه داخلی کروی ‌شکل برای قرارگیری بلبرینگ کروی و قابلیت اصلاح ناهمترازی زاویه‌ای کارایی دارد.

بلبرینگ UCF داخل هوزینگ

بلبرینگ بخش داخلی یاتاقان UCF است که برای قرارگیری شفت و چرخش روان بخش‌های فنی دستگاه تعبیه شده ‌است. این بلبرینگ از نوع جدا شدنی است که با قابلیت شفت خور از نوع کروی خارجی طراحی ‌شده است. رینگ خارجی کروی شکل این بلبرینگ به ‌راحتی داخل هوزینگ کروی قرار گرفته و قابلیت خود تنظیمی برای اصلاح ناهمترازی محوری را فراهم می‌کند. همچنین در این بلبرینگ یک بوش قفلی روی شفت پیش‌ بینی‌ شده است. در صورت استهلاک و یا خرابی نیز به ‌راحتی می‌توانید بلبرینگ را از داخل هوزینگ جدا کرده و تعویض کنید.

ویژگی‌های فنی یاتاقان UCF

یاتاقان‌های UCF با هدف توسعه شفت اجزای مکانیکی طراحی ‌شده و کاربردی گسترده در صنایع گوناگون دارند. زمانیکه شفت یک دستگاه مانند گیربکس، الکتروموتور و… شرایط نصب به دیگر بخش‌های دستگاه را نداشته باشد، به ‌راحتی می‌توان با اتصال یاتاقان‌های UCF یک بخش الحاقی فلنجی را ایجاد کرد. این یاتاقان‌ها چند ویژگی فنی برجسته و متمایز دارند:

نصب ساده و سریع

یاتاقان‌های UCF به ‌دلیل طراحی فلنج دار چهار پیچ و بلبرینگ شفت خور خیلی ساده و سریع بر روی تجهیزات مکانیکی نصب می‌شوند. کافی است بدنه از طریق چهار پیچ روی شاسی بسته شده و سپس بلبرینگ را با پیچ‌های قفلی روی شفت ثابت کنید تا این یاتاقان‌ها در هر نوع ساختار مکانیکی نصب شوند. همچنین سطح کروی بین هوزینگ و بلبرینگ خطاهای جزئی ناهمراستایی را جبران می‌کند و دیگر نیازی به تنظیمات دقیق محورها هنگام نصب ندارید.

قابلیت تحمل بارهای شعاعی زیاد

یاتاقان‌های UCF به ‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که توانایی عالی برای تحمل بارهای شعاعی نسبتاً زیاد داشته باشند. هوزینگ چدنی مقاوم به ‌همراه سطح نشیمن کروی و بلبرینگ‌های شفت خور تقویت شده باعث می‌شوند که نیروهای عمود بر محور شفت به ‌صورت یکنواخت در بدنه یاتاقان توزیع شوند. این ساختار به شکلی است که می‌تواند فشار را پخش کرده و از تمرکز تنش جلوگیری کند. لذا به ‌راحتی بارهای سنگین شعاعی را تحمل می‌کند. این قابلیت برای طراحی تجهیزاتی مانند نوار نقاله‌ها، فن‌های صنعتی، ماشین‌آلات سنگین و در کل هر نوع تجهیز مستعد تغییر شکل محور و یا امکان ایجاد لقی محور عالی است.

خودتنظیم بودن برای اصلاح ناهمترازی زاویه‌ای

یاتاقان UCF به ‌دلیل داشتن سطح کروی بین بلبرینگ و هوزینگ از قابلیت خود تنظیمی برخوردار است. این طراحی اجازه می‌دهد تا بلبرینگ هنگام نصب یا در اثر کارکرد طولانی، انحراف جزئی شفت و یا ناهماهنگی زاویه‌ای را جبران کند. در نتیجه برای کاهش تنش‌های اضافی و یا جلوگیری از گیر کردن شفت و نهایتاً افزایش عمر مفید یاتاقان و دستگاه مفید است. این قابلیت را از دو نظر فنی می‌توان بررسی نمود:

قابلیت جبران ناهمترازی (انحراف جزئی شفت)

منظور از ناهمترازی یا انحراف جزئی شفت شرایطی است که نمی‌توان محورها را در حالت کاملاً تراز با یکدیگر قرار داد. در این ‌صورت کوچکترین انحراف زاویه‌ای باعث اعمال تنش بسیار سنگین به یاتاقان و دستگاه خواهد شد. سطح کروی داخل هوزینگ و رینگ خارجی بلبرینگ باعث می‌شود تا امکان جابجایی محدود و اصلاح ناهمترازی زاویه‌ای فراهم شود. در نتیجه اگر شفت کمی خمیدگی داشته باشد یا در هنگام نصب همترازی کاملی بین شفت و پایه نصب فراهم نشود، بلبرینگ قادر است تا داخل هوزینگ UCF اندکی چرخیده و زاویه ناهمتراز شفت را اصلاح کند.

جبران ناهمترازی محورها

ناهمترازی محورها شرایطی است که مرکز محور شفت و مرکز بلبرینگ یاتاقان در یک راستا قرار نمی‌گیرند. این ناهمترازی می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های متمرکز در بلبرینگ شده که نهایتاً سرعت سایش و استهلاک آن را افزایش می‌دهد. اما قابلیت خود تنظیمی برای جبران ناهمترازی محورها در یاتاقان UCF این تنش‌ها را کاهش می‌دهند.

قابلیت گریس‌کاری دوره‌ای

یاتاقان‌های UCF دارای یک بخش گریس خور هستند که به هوزینگ یاتاقان متصل شده و به بلبرینگ داخلی دسترسی دارد. این گریس خورها معمولاً از نوع استاندارد مخروطی یا توپی هستند تا امکان اتصال تفنگ گریس‌کاری (Grease Gun) را داشته باشند. به ‌این ‌ترتیب می‌توان در هر زمان و خیلی سریع و ساده یاتاقان UCF را روانکاری نمود و زمینه کافی برای افزایش عمر مفید دستگاه را برقرار کرد.

بوش قفلی یاتاقان UCF

یاتاقان‌های UCF برای ثابت کردن بلبرینگ روی شفت از بوش قفلی استفاده می‌کنند. نمونه‌های ساده دارای پیچ تنظیم روی رینگ داخلی بلبرینگ هستند که با سفت کردن این پیچ‌ها می‌توان شفت را داخل رینگ بلبرینگ محکم کرد. اما در یاتاقان‌های بزرگتر و در کل طراحی پیشرفته‌تر از قفل خارج مرکز استفاده ‌شده است. این قفل یک حلقه خارج مرکز است که با چرخیدن آن رینگ داخلی بلبرینگ را روی محور شفت قفل می‌کند.

متریال هوزینگ یاتاقان UCF

هوزینگ اکثر یاتاقان‌های UCF را با استفاده از چدن خاکستری می‌سازند. اما در موارد خاص مانند طراحی ماشین‌آلات سنگین و یا ساخت تجهیزات بهداشتی و حتی استفاده در محیط‌های اسیدی و نمکی به متریال‌های خاص‌تری نیاز داریم. انواع رایج متریال هوزینگ یاتاقان‌های UCF به قرار زیر هستند: 

• چدن خاکستری
• چدن خاکستری رایج‌ترین متریال برای ساخت هوزینگ یاتاقان UCF است. این متریال استحکام فیزیکی بسیار بالا و در عین ‌حال مقاومت عالی در برابر ضربه‌هایی سنگین و پی‌درپی را دارد. یاتاقان‌های UCF با هوزینگ چدن خاکستری برای طراحی ماشین‌آلات ارتعاشی و در کل ماشین‌آلات با احتمال لرزش دائمی بدنه عالی هستند.
• چدن داکتیل
• در کاربردهای سنگین که نیاز به استحکام و مقاومت کششی بیشتری است، استفاده از یاتاقان UCF با بدنه چدن داکتیل بهترین پیشنهاد است. این یاتاقان‌ها به ‌خوبی قادر هستند که تنش دائمی بارهای سنگین شعاعی را تحمل کنند.
• فولاد ضد زنگ ( استیل )
• یاتاقان‌های UCF با هوزینگ از جنس فولاد ضد زنگ ( استنلس استیل ) برای استفاده در شرایط خاص، محیط‌های مرطوب، مواجهه دائمی با آب، کاربردهای بهداشتی و یا محیط‌های اسیدی مناسب هستند. از انواع استیل گرید 304 و یا 316 برای ساخت هوزینگ این نوع یاتاقان‌های UCF استفاده میکنند.

انواع یاتاقان UCF

یاتاقان‌های UCF برای اتصال ساده و قابلیت توسعه فلنجی تجهیزات کارایی دارند. انواع این یاتاقان‌ها همگی دارای هوزینگ‌های مربعی با چهار و یا دو پیچ و به شکل فلنجی هستند اما نوع بلبرینگ کار شده در آنها متفاوت است. بر این اساس انواع یاتاقان UCF را دسته ‌بندی می‌کنند.

یاتاقان‌های سری UC

متداول‌ترین مدل‌ها هستند که در داخل آنها از بلبرینگ‌های شیار عمیق UC به همراه بوش قفل کننده خارج مرکز برای محکم کردن روی شفت استفاده شده ‌است. این نوع را باید نمونه توسعه ‌یافته از یاتاقان‌های UCF معرفی کنیم که به شکل پایه فلنجی عرضه می‌شوند.

یاتاقان‌های سری UE

مدل‌های توسعه‌ یافته با بلبرینگ‌های شبیه سری UC هستند که ویژگی‌های متفاوتی در ابعاد و یا نوع مکانیزم قفل کننده دارند. این سری را در دسته‌بندی یاتاقان‌های خود تنظیم قرار می‌دهند که با استفاده از بلبرینگ‌هایی دو ردیفه از نوع UE ساخته می‌شوند. بلبرینگ نصب‌ شده در این نوع یاتاقان UCF دارای دو ردیف ساچمه و یک مسیر جداگانه روی رینگ خارجی است. این سبک طراحی به بلبرینگ اجازه می‌دهد تا انحراف زاویه‌ای جزئی را به‌ خوبی جبران نماید.

یاتاقان‌های UCF با بلبرینگ‌های خاص

در موارد بسیار نادر ممکن است که هوزینگ یاتاقان UCF را با استفاده از بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای و یا رولبرینگ بسازند. این مدل‌های خاص صرفاً برای نصب در ماشین‌آلات پیچیده و اهداف تخصصی کارایی دارند.

کاربردهای یاتاقان‌های UCF

نصب آسان با هوزینگ فلنج دار چهار پیچ و قابلیت خود تنظیمی برای جبران ناهمراستایی شفت و کاهش تنش‌ها کافی است تا انواع یاتاقان UCF کاربردی گسترده در صنایع مختلف داشته باشند. همچنین خرید یاتاقان UCF اغلب یک گزینه اقتصادی محسوب می‌شود. در کل برای توسعه اتصال فلنجی تجهیزات از این نوع یاتاقان‌ها استفاده می‌کنند. مواردی کاربردی مانند:

• ماشین‌آلات کشاورزی کمباین یا دروگرها که نیاز به چرخش شفت در زوایای مختلف دارند.
• طراحی نوار نقاله‌ها و کانوایرها برای پشتیبانی از شفت‌های غلتکی
• ساخت انواع میکسرها و سیستم‌های انتقال مواد
• طراحی انواع دستگاه‌های بسته‌بندی مانند ماشین‌های پرکن، کارتن سازی و…
• طراحی بخش‌های سنگین تجهیزات سنگ‌شکن و خردکن‌ها
• انواع ماشین‌آلات راهسازی و یا بتن‌سازی
• طراحی فن‌ها، بلوئرهای صنعتی و سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی
• تجهیزات چوب‌بری از قبیل اره‌ها، دستگاه فرز و...

نکات خرید یاتاقان UCF

اگرچه یاتاقان‌های UCF برای توسعه فلنجی دستگاه‌های گوناگون در صنایع کاربردی گسترده دارند و در عین ‌حال برای تحمل بارهای شعاعی سنگین مناسب هستند، اما در نهایت باید با توجه به جزئیات فنی پروژه‌های صنعتی تهیه شوند. در هنگام انتخاب یاتاقان‌های UCF لازم است تا نکات فنی خاصی را بررسی کرده و در جستجوی محصولی کاملاً ایده‌آل و سازگار با پروژه باشید. نکاتی مانند:

اندازه‌گیری قطر داخلی (قطر شفت)

مهمترین پارامتر خرید یاتاقان UCF در نظر گرفتن قطر شفت دستگاه است. اگرچه انواع این یاتاقان‌ها مکانیزم قفل کننده دارند، اما نهایتاً باید مطابق با قطر شفت تهیه شوند تا در آینده با مشکلاتی از قبیل انحراف زاویه‌ای، لقی و یا هرزگردی یاتاقان روبه‌رو نشویم. کدهای یاتاقان را براساس اینچ اندازه‌گیری کرده و عرضه می‌کنند. در نظر داشته باشید که ابعاد شفت را براساس میلی‌متر اندازه‌گیری کرده و با اینچ مطابقت دهید.

بررسی نوع بار سیستم

یاتاقان‌های UCF برای تحمل بار شعاعی عالی هستند، اما در مواجهه با بارهای محوری عملکرد نسبتاً ضعیفی دارند. این یاتاقان‌ها یک‌ بار شعاعی خالص را به خوبی تحمل می‌کنند و در عین ‌حال تا مقدار قابل ‌توجه از پس کار در سیستم‌ها با بار ترکیبی نیز برمی‌آیند. اما در کل برای استفاده در یک سیستم مکانیکی با بار محوری زیاد توصیه نمی‌شوند. همچنین در صورت وجود بارهای ضربه‌ای سنگین خرید یاتاقان UCF با بدنه چدنی داکتیل را توصیه می‌کنیم.

ارزیابی سرعت چرخشی سیستم

در هنگام انتخاب یاتاقان‌های UCF حتماً حداکثر سرعت مجاز محصول را در نظر بگیرید. این سرعت مجاز کاملاً وابسته به نوع روانکاری است. تا جاییکه برای سیستم‌ها با روانکاری روغنی استفاده از یاتاقان با سرعت بالای 2000 RPM امکان‌پذیر است. به هر صورت از تطابق سرعت کار سیستم با حداکثر سرعت مجاز یاتاقان اطمینان کسب کرده و مطمئن شوید که یک محصول کاملاً منطبق را تهیه می‌کنید.

ارزیابی شرایط محیطی

در نظر گرفتن دمای محیط عملیاتی، مقدار رطوبت محیط و یا مواجهه با عوامل خورنده و حتی ارزیابی مقدار گرد و غبار در محیط از جمله نکات فنی است که باید در نظر بگیرید. به‌ عنوان مثال برای طراحی سیستم‌های بهداشتی، ساخت ماشین‌آلات صنایع غذایی یا داروسازی و حتی محیط‌های اسیدی با خورندگی بالا تهیه یاتاقان UCF هوزینگ استیل را توصیه می‌کنیم.

نوع مکانیزم قفل کننده شفت

یاتاقان‌ها با مکانیزم قفل کننده پیچی به ‌مراتب ارزان‌تر از مدل‌های بوش خارج مرکزی هستند. اما معمولاً مدل‌های قفل کننده پیچی در مواجهه با بارهای ضربه‌ای و یا بارهای سرعت بالا کارایی ندارند. لذا با در نظر گرفتن تمام نکات فنی حتماً نوع مکانیزم قفل کننده را با دقت بررسی کرده و مطابق با شرایط سیستم مکانیکی تهیه کنید.

ارزیابی نوع آب‌بندی یاتاقان

آب‌بندی استاندارد یاتاقان‌های UCF برای استفاده در محیط‌های تمیز و خشک است. اما برای ساخت مدل‌های پیشرفته‌تر و یا مقاوم‌تر از لبه‌های اضافی یا متریال‌های مقاوم‌تری استفاده می‌کنند. یاتاقان با آب‌بندی دوبل و یا آب‌بندی لاستیکی (RS) از این نمونه‌ها هستند.

بررسی نوع روانکاری یاتاقان

متأسفانه بسیاری از مهندسین هنگام خرید یاتاقان UCF الزامات روانکاری محصول را در نظر نمی‌گیرند. انواع این یاتاقان‌ها را با قابلیت روانکاری مستمر گیریسی و یا روغنی طراحی می‌کنند و قاعدتاً هر کدام از آنها شرایط کارکرد بهینه در یک بازه دمایی مطلوب را دارند. باید یاتاقان با روانکاری در بازه دمایی ایده‌آل مطابق با دستورالعمل سازنده را تهیه کنید.

نحوه کدخوانی یاتاقان UCF

کد یاتاقان‌های UCF اطلاعات کلیدی مانند قطر داخلی، سری یاتاقان و نوع هوزینگ را در اختیار شما قرار می‌دهد. درک درست این کد به شما کمک می‌کند تا یاتاقان مناسب را شناسایی کنید. ساختار کلی کد این یاتاقان‌ها به قرار زیر است:

نوع هوزینگ / سری بلبرینگ - کد اندازه شفت = کد یاتاقان UCF

کد اندازه شفت

این بخش که معمولاً با دو یا سه رقم نشان ‌داده ‌شده که قطر داخلی یاتاقان را برحسب میلی‌متر معرفی می‌کند. در برخی از کدگذاری‌ها عدد 2 قبل ‌از عدد اصلی اضافه می‌شود که برای نشان ‌دادن سری یاتاقان کارایی دارد. کد اندازه شفت همان دو رقم پایانی کد اصلی یاتاقان UCF است. به‌ عنوان مثال اعداد 04 و 10 و یا 15 به ‌ترتیب نشان‌ دهنده یاتاقان‌هایی با قطر سوراخ ۴، 10 و یا 15 میلی‌متری هستند.

کد سری یاتاقان و نوع هوزینگ

این بخش در ابتدای کد یاتاقان UCF قرار دارد و به ‌عنوان پیشوند در نظر گرفته می‌شود. در جدول ذیل مفهوم عبارت اختصاری در ابتدای کد یاتاقان‌های UCF را معرفی کرده‌ایم: 

بهترین برندهای تولید کننده یاتاقان UCF

یاتاقان‌های UCF قرار است تا ساختار سیستم مکانیکی را به شکل فلنجی توسعه دهند، اما قاعدتاً می‌دانید که باید محصولی با کیفیت خوب و اورجینال را تهیه کنید. متأسفانه سطح بازار از محصولات فیک و تقلبی اشباع شده که به‌ نام برندهای اصلی فروخته می‌شوند. توصیه می‌کنیم که محصولات اصلی را از فروشگاه‌های معتبر با تضمین اصالت کالا تهیه کنید. با این ‌وجود بهترین برندهای تولید کننده‌ی این نوع یاتاقان به‌ قرار زیر هستند:

• برند SKF ساخت سوئد
• برند NSK ساخت ژاپن
• برند FAG ساخت آلمان
• برند NTN ساخت ژاپن
• برند Timken ساخت آمریکا

قیمت یاتاقان UCF

قیمت یاتاقان UCF تحت تأثیر فاکتورهای زیادی از قبیل سایز، نوع بلبرینگ، جنس و برند سازنده آنها قرار دارد. محصول برندهای برجسته از جمله SKF سوئد، NSK ژاپن و یا FAG آلمان معمولاً بالاتر از دیگر برندهای بازار است. البته جهت بررسی قیمت و همچنین مشاوره خرید یاتاقان UCF اورجینال محصول برندهای اصلی بازار می‌توانید از خدمات فروشگاه اینترنتی پیکاتک استفاده کنید. کارشناسان فنی در پیکاتک آماده هستند تا شما را درباره بررسی فنی و مطابقت با هر نوع یاتاقان با پروژه‌های مختلف راهنمایی نمایند.