>>
یاتاقان عضوی در سیستم‌های مکانیکی است که به دو یا چند عضو متحرک اجازه می‌دهد که نسبت به یکدیگر حرکت خطی یا چرخشی داشته باشند. اولین یاتاقان‌ها در گذشته از جنس چوب ساخته می‌شدند. امروزه آثارشان در برخی از آسیاب‌های آبی قدیمی یافت می‌شود. یاتاقان‌ها را می‌توانیم طبق نوع حرکتشان، جهت بارهای اعمالی و همچنین ظاهرشان طبقه بندی کنیم. در ادامه انواع یاتاقان معرفی و ویژگی‌های هر یک بررسی می‌شود.
یاتاقان لغزشی
به طور کلی تمامی یاتاقان‌های غلتشی از دو رینگ داخلی و خارجی تشکیل می‌شوند. در میان این دو حلقه تعدادی اجزاء غلتنده در فاصله مشخصی از یکدیگر وجود دارند که سبب می‌شوند حلقه‌ها نسبت به یکدیگر حرکت دورانی داشته باشند. برای حفظ فاصله غلتنده‌ها از قفس‌های مهار کننده استفاده می‌شود. همچنین این قفس‌ها سبب می‌شوند اجزاء غلتنده با دیواره تماس مستقیم نداشته باشند. بلبرینگ‌ها نوعی از این یاتاقان‌ها هستند که در آن اجزا غلتنده به شکل ساچمه و کروی هستند.بلبرینگ‌ها می‌توانند هر دو نوع بار شعاعی و محوری را تحمل کنند. کاربرد این نوع از یاتاقان‌ها معمولا در جاهایی است که بار اعمالی نسبتا کم باشد. از بلبرینگ ها در ماشین آلات برای ساپورت شفت به منظور کاهش اصطکاک چرخش استفاده می‌شود. طرز انتخاب و تعویض نوع بلبرینگ طبق محاسبات و جداول استاندارد انجام می‌شود. خود بلبرینگ‌ها طبق کاربردشان در انواع مختلفی تولید می‌شوند که در ادامه در موردشان توضیحاتی ارائه شده است.
یاتاقان لعزشی شیار عمیق
ساده‌ترین نوع بلبرینگ‌ها بلبرینگ‌های شیار عمیق می‌باشند. حساسیتشان نسبت به شرایط کاری زیاد نیست. در برابر انواع نیروهای شعاعی و محوری مقاوم هستند. علاوه بر این، عملکرد مناسبی از خود در سرعت‌های بالا نشان می‌دهند. این نوع از بلبرینگ‌ها به دو صورت تک ردیفه و دو ردیفه تولید می‌شوند.
یاتاقان لعزشی تماس زاویه ای
کاربرد این نوع از بلبرینگ‌ها برای زمانی است که نیروی اعمال شده، ترکیبی از نیروی شعاعی و محوری بوده و نیروی برآیند با زاویه بین دو حلقه داخلی و خارجی توزیع می‌شود.
یاتاقان لعزشی تنظیم شونده
این بلبرینگ‌ها برای مواردی که در سیستم نیروی شعاعی وجود دارد استفاده می‌شود.ساختار بلبرینگ خود تنظیم متشکل از دو ردیف ساچمه، یک قفس و کنس بیرونی مشترک با شیار منحنی شکل است. وجه تسمیه این بلبرینگ‌ها بخاطر خود تنظیمی یاتاقان هنگام انحراف و غیرهم راستایی شفت می‌باشد.
یاتاقان لعزشی کف گرد
بلبرینگ کف‌گرد برای تنظیم موقیت محوری شفت‌ها استفاده می‌شوند. بار را از یک طرف تحمل می‌کنند و در برابر بارهای شعاعی مقاومتی ندارند. ساختار این نوع بلبرینگ نیز شامل واشرهای دارای شیار برای ساچمه‌ها، قفسه و ساچمه می‌شوند.
یاتاقان غلتشی
تفاوت این دسته از یاتاقان‌ها با بلبرینگ‌ها این است که جزء لغزنده در آن ساچمه نیست و به جای آن از استوانه استفاده می‌شود. از آن جایی که سطح تماس استوانه‌ها به صورت خطی است، در مواقعی که بار اعمالی بر روی شفت دوار زیاد است، استفاده رولربیرینگ‌ها را می‌توان انتخاب مناسب‌تری دانست. مزیت دیگر رولربیرینگ‌ها نسبت به بلبرینگ‌ها، مقاومت بیشترشان در برابر نیروهای شعاعی است. رولربیرینگ‌ها نیز همانند بلبرینگ‌ها دارای جداول استاندارد می‌باشند. انواع یاتاقان‌های غلتشی استوانه‌ای بصورت زیر می‌باشند:
یاتاقان غلتشی استوانه ای
ساده‌ترین نوع رولربیرینگ‌ها می‌باشند. کاربردشان در هنگام بارهای شعاعی زیاد و سرعت‌های بالا است.
یاتاقان غلتشی مخروطی
شکل ظاهری این نوع رولربیرینگ مانند مخروط است. قرارگیری استوانه‌ها در راستای محور یاتاقان نیست و با آن زاویه دارد. این نوع طراحی به منظور تحمل هر دو بار شعاعی و محوری انجام شده است. مقدار بار محوری قابل تحمل به زاویه شیار حلقه خارجی وابسته است.
یاتاقان غلتشی بشکه ای
از نظر ظاهری به رولربیرینگ استوانه‌ای شباهت دارند. توانایی خودتنظیمی دارند و حساسیتی نسبت به هم راستایی شفت ندارند. از ویژگی‌های دیگر این یاتاقان‌ها می‌توانیم به مقاومت در برابر بارهای شعاعی و محوری سنگین و همچنین سرعت‌های بالا اشاره کنیم.
یاتاقان غلتشی سوزنی
در این نوع رولربیرینگ، استوانه‌ها قطر بسیار کمتری نسبت به طولشان دارند. نسبت قطر به طول در این اجزاء از 1:3 تا 1:10 می‌باشد. از این یاتاقان زمانی که از نظر فضا محدودیت داریم استفاده می‌شود. تحمل بار در رولربیرینگ‌های سوزنی بسیار بالا است.
یاتاقان هوزینگ
این یاتاقان ها معمولا متشکل از یک بیرینگ نصب شده بر روی یک پایه هستند. جهت نصب این یاتاقان‌ها معمولا از یک فلنج استفاده می‌شود. بیرینگ مورد استفاده در این یاتاقان‌ها می‌تواند از هر دو نوع غلتشی و لغزشی باشد. نصب یا تعویض یاتاقان‌های هوزینگ معمولا به سادگی انجام می‌شود.
یاتاقان های ساده
از این نوع بیرینگ‌ها جهت هدایت و کنترل شفت استفاده می‌شود. بیرینگ‌های ساده از نوع یاتاقان‌های لغزشی هستند. کاربرد این قطعات در جاهایی است که سرعت حرکت نسبتا پایین و اندازه بار زیاد می‌باشد. راستای حرکت می‌تواند به صورت محوری، شعاعی و ترکیبی باشد. بیرینگ‌های ساده در هنگام اعمال بارهای ناگهانی مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند.
یاتاقان خطی
همانگونه که از اسم این بیرینگ مشخص است، قابلیت حرکت خطی را در طول شفت مهیا می‌کند. همچنین حرکت چرخشی در این قطعات امکان‌پذیر است. بیرینگ‌های خطی از تعدادی ساچمه یا استوانه واقع شده در یک غلاف تشکیل می‌شوند. این توع یاتاقان‌ها در دو شکل ساده و فلنج‌دار تولید می‌شوند.
معیار انتخاب و خرید یاتاقان
فاکتورهای زیادی جهت انتخاب یک بیرینگ مناسب وجود دارند. تعدادی از این فاکتورها عبارتند از:
- اندازه بار
- نوع بار از نظر شعاعی یا محوری
- دقت
- سرعت
- نصب ساده
- آب بندی
- فضای کاری
پیش‌تر گفتیم که بارهای وارد بر یاتاقان از دو نوع محوری و شعاعی هستند. دربار محوری نیرو در راستای محور چرخش و در بار شعاعی، نیرو عمود بر محور چرخش اعمال می‌شود. طراحی یاتاقان‌ها معمولا به گونه‌ای است که در برابر یکی از دو نوع بار مقاوم هستند.رولبرینگ های مخروطی جهت استفاده برای مقاومت در برابر بار محوری و رولبیرینگ استوانه‌ای جهت مقاومت در برابر بار شعاعی گزینه‌های مناسبی هستند. البته برخی یاتاقان‌ها از جمله بلبرینگ‌ها معمولا در برابر هر بار کوچک شعاعی و محوری مقاومت می‌کنند و همچنین قیمت کمتری دارند.دیگر عامل مهم که در انتخاب یاتاقان بایستی در نظر گرفته شود، سرعت دورانی است. علاوه بر سرعت دورانی، غیر هم‌راستایی محورها نیز موضوع مهمی است که در برخی از موارد لازم است که از یاتاقان‌های خودتنظیم شونده استفاده شود.
جنس یاتاقان
جنس یاتاقان‌ها عمدتا از آلیاژهای فولاد، پلاستیک یا سرامیک است. از سرامیک برای کاربردهای ویژه استفاده می‌شود. سختی یاتاقان سرامیکی نسبت به یاتاقان فولادی بیشتر است. همچنین بیرینگ‌های سرامیکی مقاومت بیشتری در برابر سایش از خود نشان می‌دهند، خوردگی ندارند و سبک‌تر هستند. همچنین نوع سرامیکی یاتاقان‌ها عمدتا نیاز به روغن‌کاری ندارند.
آب بندی و پوشش در یاتاقان
در برخی از یاتاقان از یک پوشش یا شیلد استفاده می‌شود. هدف از آن جلوگیری از نشتی مایع روانکار و پیشگیری از ورود ذرات گرد و خاک به داخل بیرینگ می‌باشد. جنس پوشش معمولا از فلز است و تماس فیزیکی بین آن و کنس داخلی وجود ندارد. شیلدها جنس‌های دیگری از جمله الاستومرها دارند. انتخاب جنس پوشش به دمای کاری و سازگاری با محیط بستگی دارد.
نگهداری از یاتاقان
نگهداری و استفاده صحیح از یاتاقان‌ها تاثیر مستقیمی بر عملکرد و حتی طول عمر آن دارد. یاتاقان‌ها اجزای مکانیکی دقیقی هستند و به همین دلیل بایستی از ورود هرگونه گرد و غبار، مواد آلاینده و مواد شیمیایی به داخل آن‌ها جلوگیری کرد.از دیگر عوامل مخرب ساختار یاتاقان ضربه است. یک ضربه هرچند کوچک ممکن است موجب ایجاد ترک در ساختار بیرینگ شده و در نتیجه کارایی آن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. نصب یاتاقان‌ها هم بایستی توسط افراد متخصص صورت بگیرد چرا که هرگونه جا زدن اشتباهی این قطعات سبب آسیب به آن خواهد شد.
کاربرد یاتاقان
- استفاده در تمام ماشین آلات و سیستم‌های مکانیکی از جمله پمپ‌ها، خودروها و...
- استفاده از یاتاقان‌های هوزینگ در کانوایرها و سیستم‌هایی که شامل شفت‌های بلند می‌شوند.
- استفاده از بیرینگ‌های خطی برای حرکت‌های خطی
- صنایع هوافضا
- تجهیزات پزشکی
- سیستم‌های تهویه مطبوع
- نوار نقاله
- تجهیزات نساجی
- راه سازی
- ماشین ابزار و...
قیمت یاتاقان
یاتاقان‌ها به دلیل تنوع بالا در نوع، جنس، اندازه و... قیمت‌های گوناگونی دارند. خرید یاتاقان‌ها بهتر است از شرکت‌های معتبر و دارای استاندارد انجام شود زیرا در غیر اینصورت ممکن است از نظر اقتصادی دچار ضرر شوید.عامل موثر دیگری که بر قیمت یاتاقان تاثیر می‌گذارد کشور و برند شرکت سازنده یاتاقان است. در صورتی که در این زمینه تخصص ندارید بهتر است با شرکت‌ها و افرادی که در زمینه فروش یاتاقان متخصص هستند مشورت کنید. نکته قابل توجه دیگر این است که ابتدا باید نوع یاتاقان را انتخاب کرده و سپس به دنبال برند تولید کننده آن بگردید. زیرا نمی‌توان تمامی یاتاقان‌های تولیدی یک شرکت را نسبت به بقیه برتر دانست.