انواع یاتاقان | طرزکار، اجزا و موارد استفاده

انواع یاتاقان
به طور کلی، انواع ماشین آلات با پشتیبان هایی برای شفت های چرخان ارائه می شود، این پشتیبان ها به عنوان یاتاقان (بیرینگ) شناخته می شوند. به عبارت دیگر، یاتاقان یک جز ماشین است که حرکات نسبی را مهار می کند و برای کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک استفاده می شود.

یاتاقان برای پشتیبانی، هدایت و مهار حرکت المان به کار می رود. یک عضو ثابت است و بار را حمل می کند.

بخشی از شفت که توسط یاتاقان پشتیبانی می شود به عنوان ژورنال شناخته می شود که یک عضو متحرک است. یاتاقان ها بر اساس نوع عملیاتی که انجام می دهند طبقه بندی می شوند.

حرکات مجاز
جهت بارها یا نیروهای وارد شده به قطعات

کاربردهای رایج یاتاقان عبارتند از:

شفت در کارگاه ها
اسپیندل های ماشین ابزار مانند ماشین تراش، مته زنی، فرز و غیره
میل لنگ موتورها و محور خودروها و غیره

طبقه بندی یاتاقان ها
سه طبقه بندی اصلی یاتاقان ها با توجه به جهت بار وجود:

۱. یاتاقان ژورنال یا شعاعی

۲. یاتاقان زیرمحور

۳. یاتاقان تراست

یاتاقان ژورنال یا شعاعی می تواند شفت را در زاویه قائم نسبت به محور شفت پشتیبانی کند
یاتاقان زیرمحور شفت را به موازات محور آن پشتیبانی می کند. انتهای شفت بر روی سطوح یاتاقان قرار می گیرد.
یاتاقان تراست شفتی را که در معرض نیروی محوری قرار دارد پشتیبانی می‌کند.
سطوح یاتاقان معمولا صاف یا استوانه ای هستند و ممکن است شامل سطوحی از جنس فلزی غیرآهنی به نام بوش یا سطوحی از جنس فولاد سخت باشند که توسط ساچمه ها یا غلتک (رولر) های فولادی ساپورت می شوند. مورد اول، به یاتاقان بوش و مورد دوم به یاتاقان ساچمه ای (بولبرینگ) یا یاتاقان غلتکی (رولبرینگ) معروف است.

انواع یاتاقان ها

یاتاقان بوش
یاتاقان تراست یا طوقه ای
یاتاقان زیرمحور
یاتاقان تماس غلطشی یا ضد اصطکاک
یاتاقان ساچمه ای (بولبرینگ)
یاتاقان غلطکی (رولبرینگ)
یاتاقان ساده
یاتاقان خطی
یاتاقان هیدرولیک
یاتاقان مغناطیسی
یاتاقان ساعتی
یاتاقان خمشی

۱) یاتاقان بوش
ساده ترین نوع یاتاقان بوش در شکل نشان داده شده است. از یک بلوک چدنی و یک بوش برنجی یا برنز تشکیل شده است. در این نوع از یاتاقان ها، صفحه پایه بلوک یاتاقان سوراخ هایی را برای بستن یاتاقان در جای خود دارد.

در بالای یاتاقان، یک سوراخ روغن خزینه دار وجود دارد که از بلوک و بوش عبور می کند تا روغن کاری شفت و بوش را تسهیل کند. برای شفتی که بارهای سبک را حمل می کند و با سرعت کم می چرخد استفاده می شود.

در یاتاقان بوش، بین سطح بیرونی شفت و سطح داخلی یاتاقان سایش وجود دارد و اصطکاک حاصل با حضور یک لایه روغن روان کننده به حداقل می رسد. برای شفت انتقال، روغن کاری رینگ را می توان ایمن ترین و کارآمدترین نوع در شرایط معمولی سرویس در نظر گرفت.

۲) یاتاقان تراست

در یاتاقان تراست، فشار یاتاقان محوری خواهد بود. محور شفت ممکن است عمودی یا افقی باشد. اگر محور شفت عمودی باشد، یاتاقان تراست به عنوان یاتاقان زیرمحور شناخته می شود. اگر محور شفت افقی باشد، یاتاقان تراست به عنوان یاتاقان غلتکی شناخته می شود.

۳) یاتاقان زیرمحور
شکل زیر یک نوع ساده یاتاقان زیرمحور را نشان می دهد. برای ساپورت شفت عمودی مناسب است. از یک بلوک چدنی و یک بوش برنز تشکیل شده است. انتهای پایینی شفت بر روی یک دیسک فولادی با نشیمنگاه مقعر قرار دارد.

در این نوع از یاتاقان ها توسط یک پین که قسمتی در بلوک و قسمتی به داخل دیسک وارد می شود از چرخش دیسک در طول و همراه محور جلوگیری می شود.

از معایب اصلی این نوع یاتاقان ها این است امکان روانکاری موثر آن دشوار است. این نوع یاتاقان عموما برای شفت های کم سرعت که حامل بارهای سبک هستند استفاده می شود. به طور کلی، شفت عمودی در انتقال عادی قدرت متداول نیست. اما اغلب در صفحه تراش ماشین ابزار، ماشین آلات نساجی و غیره استفاده می شوند.

۴) یاتاقان تماس غلطشی یا ضد اصطکاک
این یک امر واضح است که یک سطح گرد صیقلی روی یک سطح مشابه بیشتر از این که بلغزد غلت می خورد. در این پدیده، ساچمه ها یا غلتک ‌هایی از جنس فولاد سخت کروم دار در مواردی با طراحی ‌های خاص مورد استفاده قرار می‌ گیرند تا یاتاقان ‌هایی با اصطکاک کم را فراهم کنند.

در این نوع یاتاقان، حرکت بین شفت و سطح یاتاقان بدون لغزش است. از آنجایی که اصطکاک غلتشی بسیار کمتر از اصطکاک لغزشی است. این نوع یاتاقان به نام یاتاقان ضد اصطکاک معروف است.

ویژگی برجسته یاتاقان های ضد اصطکاک، اصطکاک ایستایی کم آن ها است که در حین کار نیز به همین صورت است. این امر آن ها را مخصوصا برای ماشین آلاتی که بارها روشن و خاموش می شوند مناسب می کند.

۵) یاتاقان ساچمه ای (بلبرینگ)

متداول ترین نوع یاتاقان هستند. از مجموعه‌ای از ساچمه ‌ها تشکیل شده‌اند که بین دو قطعه فلزی حلقوی که با عنوان غلاف شناخته می‌شوند قرار دارند. این یاتاقان ها دارای دو غلاف هستند.

غلاف داخلی آزاد و غلاف خارجی ثابت است. هنگامی که یاتاقان در حال کار است، می تواند اصطکاک بسیار کمی ایجاد کند. به دلیل ناحیه تماس کوچک بین ساچمه ها و غلاف، ظرفیت باربری محدودی دارد.

۶) یاتاقان غلتکی (رولبرینگ)

یاتاقان های غلتکی به منظور حفظ دقیق تراز هر قسمت در مدت زمان طولانی استفاده می شوند و می توانند بار لحظه ای سنگین را حمل کنند. این امر آن ها را برای ماشین آلاتی که نیاز به روشن و خاموش شدن مکرر دارند مناسب می کند.

حرکت غلتشی یاتاقان ها باعث تماس خطی با غلاف هایشان می شود در حالی که ساچمه ها تماس نقطه ای دارند. ظرفیت حمل بار بالاتری دارند. این یاتاقان ها به جای ساچمه هایی که بار بین غلاف ها را حمل می کنند، دارای المان های غلتشی استوانه ای هستند.

۷) یاتاقان ساده

این یاتاقان ها ساده ترین نوع هستند، معمولا از یک سطح یاتاقان تشکیل شده اند. هیچ المان غلتشی وجود ندارد، بنابراین از یاتاقان های ساده برای حرکت چرخشی، لغزشی، رفت و برگشتی و نوسانی استفاده می شود.

یاتاقان ثابت می ماند در حالی که ژورنال روی سطح داخلی بلبرینگ می لغزد. یاتاقان ها در اصل بوش هایی هستند که روی شفت نصب شده و در سوراخ قرار می گیرند. بلبرینگ‌های ساده در مقایسه با انواع دیگر ارزان‌تر، فشرده‌تر و سبک‌تر هستند. علاوه بر این، می توانند ظرفیت حمل بار بالایی را فراهم کنند.

۸) یاتاقان هیدرولیک

یاتاقان هیدرولیک نوع خاصی از یاتاقان است که برای حمل بار و از بین بردن اصطکاک به گاز یا مایع تحت فشار متکی است. این یاتاقان ها برای جایگزینی یاتاقان های فلزی در جایی که عمر کوتاهی دارند استفاده می شوند.

این یاتاقان ها علاوه بر سطح بالای سر و صدا و ارتعاش، در ماشین هایی که با سرعت و بار بالا کار می کنند استفاده می شوند. هزینه های اولیه آن بیشتر است اما طول عمر طولانی تری در شرایط سخت دارد.

۹) یاتاقان خطی

یاتاقان های خطی مانند اجزای غلتشی هستند که اصطکاک بین سیستم های متحرک را که در آن حرکت در مسیر مستقیم صورت می گیرد، کاهش می دهد. یاتاقان های خطی در یک مسیر مستقیم می لغزند زیرا این امکان را می دهند که وزن بسیار بالایی به آسانی در یک حرکت خطی جا به جا شود.

یاتاقان های خطی می توانند کنترل سرعت دقیق تری نسبت به سایر یاتاقان ها با بار و استحکام بالاتر ارائه دهند. علاوه بر این، این یاتاقان ها نیازی به روغن کاری یا نگهداری ندارند. برای طیف گسترده ای از کاربردها در ماشین آلات بسته بندی و تجهیزات پردازش مواد غذایی مناسب هستند.

یاتاقان

۱۰) یاتاقان مغناطیسی

یاتاقان های مغناطیسی از اصل شناوری مغناطیسی برای حفظ هوا در مرکز شفت استفاده می کنند زیرا هیچ تماس فیزیکی وجود ندارد. فرسایش این یاتاقان ها صفر است و همچنین حداکثر مقدار حرکت نسبی را که می تواند تحمل کند، محدود می کند.

علاوه بر این، بلبرینگ های مغناطیسی تغییراتی را در طراحی شفت ایجاد می کنند زیرا موقعیت شفت به طور خودکار با توجه به مرکز جرم تنظیم می شود. یاتاقان های مغناطیسی مزایای زیادی برای مواردی مانند کمپرسورها، سانتریفیوژها، توربین های پرسرعت و غیره دارند.

۱۱) یاتاقان ساعتی
یاتاقان های ساعتی شبیه یاتاقان های ساده هستند که از کوراندوم معدنی یا یاقوت/یاقوت کبود مصنوعی تشکیل شده اند.

یاتاقان‌ های ساعتی در انواع کاربردهای صنعتی و تجهیزات دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند که در آنها اصطکاک کم، عمر طولانی و دقت ابعاد ضروری است. یاتاقان های ساعتی بیشتر در ساعت های مکانیکی استفاده می شوند.

۱۲) یاتاقان خمشی
یاتاقان خمشی برای کار با یک یا چند درجه آزادی استفاده می شود. این یاتاقان ها اغلب به عنوان بخشی از مکانیسم انعطاف پذیر شناخته می شوند. در کاربردهایی که نیاز به انعطاف پذیری زاویه ای دارند، یاتاقان های خمشی همان کار یاتاقان های متداول یا مفصل ها را می کنند.

یاتاقان های خمشی نیازی به روغن کاری ندارند و اصطکاک بسیار کمی ایجاد می کنند. ساده و ارزان هستند. اغلب کوچک و سبک وزن هستند و به راحتی با ابزارهای تخصصی تعمیر می شوند.