بلبرینگ های تماس زاویه ای

بلبرینگ های تماس زاویه ایANGULAR CONTACT BALL BEARINGS

هر قدر زاویه تماس بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری در برینگ نیز افزوده خواهد شد. حلقه های داخلی و بیرونی این نوع بلبرینگها نسبت به یکدیگر زاویه ای می سازند که امکان تحمل بارهای شعاعی و محوری همزمان را توسط آنها فراهم می کند. هر قدر زاویه تماس بلبرینگ بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری آن بیشتر می شود. تولیدات مختلف این بلبرینگ ها عبارتند از: بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه Single row دو ردیفه double row و بلبرینگ های با چهار نقطه تماس Four Point Contact ball bearings.

بلبرینگ های تماس زاویه ای، یک ردیفه Single row angular contact ball bearings

این نوع بلبرینگ ها علاوه بر تحمل بار شعاعی، بار محوری را در یک جهت می توانند تحمل کنند. اعمال بار شعاعی بر بلبرینگ باعث ایجاد یک نیروی محوری نیز می شود که باید بطریقی مهار شود. به همین دلیل معمولاً این نوع بلبرینگها به صورت دوتایی بکار برده می شوند. بلبرینگ های تک ردیفه تماس زاویه ای معمولاً به دو صورت استاندارد تولید می شوند: گروه اول بدون پسوند در جلوی شماره اصلی خود برای مواقعی استفاده می شوند که بلبرینگ به صورت تکی در موقعیت خود نصب می شود. گروه دوم با پسوند CB در مواردیست که بلبرینگ به صورت دوتایی نصب می شود. این گروه که عموماً اندازه های بزرگ بلبرینگ ها را شامل می شود به گونه ای جهت مصارف عمومی با یکدیگر مطابقت داده شده اند. Universal matching که بعد از نصب به لقی دلخواه از پیش تعیین شده رسیده و توزیع بار بر روی آنها به طور یکنواخت صورت گیرد. در پسوند CB فوق الذکر، C نشان دهنده وجود لقی، B معرف مقدار آنست. لقی های کمتر با CC و بالاتر با CA مشخص می شوند. وجود بار اولیه در برینگ نیز با علامت GC, GB, GA مشخص می شود. استفاده از دو بلبرینگ تماس زاویه ای در یک محل همانگونه که قبلاً گفته شد به خاطر موقعیت دهی محوری شافت از دو سمت و نیز در مواقعی است که استفاده از یک برینگ برای مقدار بار اعمال شونده کافی نباشد. ترتیب قراردهی آنها می تواند به صورت: پشت سر هم Tandem جهت تحمل بار در یک سمت و توسط هر دو برینگ، روبرو face-to-face جهت تحمل بار از دو طرف و از هر طرف توسط یک برینگ،
پشت به پشت Back-to-Back جهت تحمل بار از دو طرف توسط یک برینگ باشد. حالت اخیر از استحکام بیشتری برخوردار بوده، برای تحمل بارهای ممان مناسب تر است.

طراحی ترتیب قراردهی برینگها Design of bearing arrangements

با توجه به مطالبی که قبلاً عنوان شد طراحی داخلی این نوع بلبرینگها به نحوی است که باید به صورت دوتایی بکار برده شوند. دو برینگ باید به گونه ای جفت شوند که بعد از نصب به لقی یا بار اولیه دلخواه برسند. تنظیم درست و انتخاب بار اولیه یا لقی صحیح در نحوه کارکرد برینگ تأثیر بسیار دارد. بعنوان مثال در صورت انتخاب لقی زیاد نمی توان از تمام توانایی برینگ در تحمل بار استفاده کرد و نیز استفاده از بار اولیه بیش از حد موجب بالا رفتن اصطکاک و گرما می شود. لازم به تذکر است که در بلبرینگ های تکه ردیفه تماس زاویه ای اگر رابطه Fa / Fr≥ ۱ (نسبت بار محوری به شعاعی) برقرار نباشد، بلبرینگ کارکرد مناسبی نخواهد داشت. در مورد بلبرینگ های دوتایی که به صورت روبرو یا پشت به پشت قرار گرفته اند باید متذکر شد که عدم اعمال نیرو به یک برینگ موجب بروز صدا، گسیختگی در لایه روانکار و افزایش تنش در قفسه می گردد. در صورت وجود چنین حالتی برینگها نباید دارای لقی باشند.

بار حداقل Minimum load

مقدار حداقل باری که بلبرینگ های مورد بحث همیشه باید تحت آن قرار داشته باشند تا از مسائلی نظیر لغزش ساچمه ها بر روی شیار بلبرینگ اجتناب شود، از این رابطه بدست می آید: برای برینگهایی که به صورت تکی یا به صورت پشت سر هم نصب می شوند برای برینگهایی که به صورت روبرو یا به صورت پشت به پشت نصب می شوند بار محوری حداقل، Fam=N بار شعاعی حداقل، Frm=N بار استاتیکی مبنا برای برینگهای تکی و دوتایی، Co=N ضریب بار حداقل محوری Ka= برای سریهای ۷۲BE 1.4= برای سریهای ۷۲B 1.2= برای سریهای ۷۳BE 1.6= برای سریهای ۷۳B 1.4= ضریب حداقل بار شعاعی Kr= برای بلبرینگ های سری ۷۲BE 80= برای بلبرینگ های سری ۷۲BE 95= برای بلبرینگ های سری ۷۳BE 90= برای بلبرینگ های سری ۷۳BE 100= ویسکوزیته روغن در دمای کاری، V=mm2/S سرعت ، n=r/min قطر متوسط برینگ، dm=mm, 0.5(d+D)= در صورتیکه وزن قطعات مجاور برینگ و نیروهای خارجی به اندازه نیرویی که از فرمول بالا بدست می آید، نرسد به طریقی باید نیروی محوری ایجاد کرد؛ مثلاً با تنظیم حلقه های داخلی و بیرونی نسبت به یکدیگر یا استفاده از فنر. برینگهای پشت به پشت یا روبرو باید تحت یک بار شعاعی نیز باشند.

بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load

برای برینگهای تکی تا دوتایی پشت سر هم: Fa / Fr≤ ۱٫۱۴ اگر P=Fr Fa / Fr> 1.14 اگر P=0.35Fr+0.57Fa Fr بار شعاعی و Fa بار محوریست – برای برینگهای دوتایی به صورت پشت به پشت یا روبرو: Fa / Fr≤ ۱٫۱۴ اگر P=Fr+0.55Fa Fa / Fr> 1.14 اگر P=0.57Fr+0.93Fa

بار استاتیکی معادل Equivalent static bearing load

برای برینگهای تکی یا دوتایی پشت سر هم: Po= 0.5Fr+0.26Fa اگر Po بدست آمده در این حالت از Fr کوچکتر شد، اندازه Fr را در نظر می گیریم. برای بلبرینگ های دوتایی پشت به پشت یا روبرو: Po= Fr+0.52Fa

تعیین بار محوری در برینگهای تکی یا دوتایی پشت سر هم Determination of axial force bearings mounted singly or paired in tandem

همانگونه که در آغاز این مبحث گفته شد ،اعمال بار شعاعی به یک بلبرینگ با تماس زاویه ای موجب القای یک بار محوری نیز می شود که در محاسبات بارهای دینامیکی معادل باید در نظر گرفته شوند. معادلات لازم جهت محاسبه نیروی مورد بحث در جدول صفحه ۱۵۴ در چند حالت مختلف آورده شده اند. معادلات وقتی صادق هستند که مقدار لقی صفر باشد، و بار اولیه وجود نداشته باشد.