من را دنبال کنید:
راهنمای نهایی برای ساخت بلبرینگ
بلبرینگ ها پرمصرف ترین یاتاقان ها هستند و نقش مهمی در حرکات مکانیکی مختلف دارند. بلبرینگ برای پشتیبانی از چرخش، کاهش اصطکاک، و پشتیبانی از بارهای شعاعی و محوری در کاربردهای با بار و سرعت بالا که قابلیت اطمینان و کارایی حیاتی است، استفاده می شود. بدون بلبرینگ، بسیاری از ماشین آلات و تجهیزات به طور کارآمد یا ایمن کار نمی کنند. . بنابراین، ممکن است به نحوه ساخت بلبرینگ ها علاقه زیادی داشته باشید. در Aubearing، ما در ساخت بلبرینگ‌ها با توجه به اشکال، مواد، اندازه‌ها و سایر نیازها تخصص داریم. بر اساس سالها تجربه در ساخت بلبرینگ، Aubearing راهنمای فرآیند ساخت بلبرینگ را خلاصه کرده است.
بلبرینگ ها از یک حلقه داخلی، یک حلقه بیرونی، یک توپ، یک قفس و یک مهر و موم تشکیل شده اند. حلقه داخلی و حلقه بیرونی به ترتیب با شفت و پوسته بیرونی در تماس هستند. توپ ها حلقه داخلی و حلقه بیرونی را از هم جدا می کنند و اصطکاک عناصر نورد را کاهش می دهند. قفس گوی ها را از هم جدا می کند و آنها را در فاصله یکنواخت نگه می دارد و از ساییده شدن توپ ها به یکدیگر جلوگیری می کند و آب بندی ها به جلوگیری از ورود گرد و غبار، زباله و سایر آلاینده ها به یاتاقان ها کمک می کند و عمر سیستم بلبرینگ را افزایش می دهد. توپ ها عناصر غلتشی هستند که نژادهای بلبرینگ را از هم جدا نگه می دارند. توپ ها در امتداد مسیرهای مسابقه می چرخند تا ماشین آلات یا تجهیزات بتوانند به آرامی بچرخند. بلبرینگ در تجهیزاتی مانند پمپ ها، محصولات اتوماسیون اداری، تجهیزات پزشکی، ابزارهای برقی، رمزگذارها، موتورهای AC/DC، دبی متر و تجهیزات اندازه گیری استفاده می شود.
انواع مختلفی از بلبرینگ وجود دارد. یکی بلبرینگ های شیار عمیق است که رایج ترین نوع بلبرینگ ها هستند و در طیف وسیعی از کاربردها که نیاز به سرعت بالا و اصطکاک کم دارند استفاده می شوند. دوم این است بلبرینگ تماس زاویه ایکه برای تحمل بارهای شعاعی و محوری طراحی شده اند و برای کاربردهای با سرعت بالا و با دقت بالا مانند ماشین ابزار، پمپ ها و توربین ها ایده آل هستند. سوم این است بلبرینگ های رانشکه برای تحمل بارهای محوری در یک جهت طراحی شده اند و اغلب در کاربردهایی مانند گیربکس خودرو و ماشین آلات سنگین که نیاز به قابلیت بار محوری بالایی دارند استفاده می شوند. چهارمی است بلبرینگ خود تراز، که برای جبران ناهماهنگی بین شفت و محفظه طراحی شده است. برای کاربردهایی که ممکن است انحراف شفت، ناهماهنگی یا خطاهای نصب وجود داشته باشد ایده آل است. پنجم است یاتاقانهای مینیاتوری، در کاربردهای کوچک مانند موتورهای کوچک و تجهیزات پزشکی استفاده می شود. ششم، بلبرینگ‌های فلنجی در کاربردهایی استفاده می‌شوند که یاتاقان باید در یک موقعیت خاص قرار گیرد، مانند روی شفتی که باید در جای خود ثابت شود یا روی یک ساختار پشتیبانی.
نحوه ساخت بلبرینگ
بلبرینگ ها در صدها اندازه وجود دارند، از یاتاقان های بسیار کوچک با قطر 1.0 میلی متر که در تجهیزات دندانپزشکی میکرو پزشکی و میکرو موتورها استفاده می شوند تا یاتاقان های بزرگ با قطر بیش از 17 فوت که در تجهیزات سنگین استفاده می شوند. بلبرینگ ها چگونه ساخته می شوند؟ چگونه توپ های توپ را خیلی گرد بسازیم؟ پاسخ یک فرآیند تولید چند مرحله ای است، از جمله ماشینکاری، عملیات حرارتی، سنگ زنی، سنگ زنی، مونتاژ، کنترل کیفیت و غیره. اگرچه ممکن است تفاوت هایی وجود داشته باشد، فرآیند زیر برای ساخت اکثریت قریب به اتفاق بلبرینگ های استاندارد امروزی مناسب است.
تولید کنندگان بلبرینگ مواد مناسب را بر اساس نیاز مشتری انتخاب می کنند. بسته به کاربرد، موادی مانند فولاد، سرامیک و فولاد ضد زنگ در دسترس هستند. عواملی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از ظرفیت بار، سرعت چرخش، دمای عملیاتی، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه. هر ماده یاتاقان دارای مزایا و معایب منحصر به فردی است که نقش تعیین کننده ای در تأثیرگذاری بر عملکرد و عمر یک بلبرینگ در کاربرد مورد نظر آن دارد. مواد قفس شامل فولاد مهر شده، برنج مهر شده، فولاد ماشینکاری شده، برنز ماشینکاری شده، نایلون قالبی یا پلی اکسی متیلن (POM) و رزین فنولیک است.
فولاد: پرکاربردترین ماده برای بلبرینگ ها فولاد است. فولاد دارای استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش عالی است و می تواند فشار فوق العاده ای را تحمل کند. به طور معمول از فولاد کروم با کربن بالا (که معمولاً به عنوان فولاد بلبرینگ شناخته می شود) استفاده می شود. گریدهای خاص فولاد مورد استفاده ممکن است شامل AISI 52100، AISI 440C یا سایر آلیاژهای مشابه باشد. این فولادها برای دستیابی به سختی و چقرمگی مورد نیاز، تحت فرآیند عملیات حرارتی قرار می گیرند. AISI 52100 یک فولاد کروم (1٪ کربن، 1.5٪ آلیاژ کروم) است که بسته به فرآیند عملیات حرارتی تا 250 درجه فارنهایت یا بالاتر از نظر ابعادی پایدار است. AISI 52100 همچنین خاصیت ارتجاعی، پردازش پذیری و یکنواختی عالی را ارائه می دهد. یکی دیگر از مواد محبوب، فولاد ضد زنگ AISI 440C است که به دلیل خواص ضد خوردگی استفاده می شود. AISI 440C برای ماشین کاری بیش از 52100 هزینه دارد و نمی تواند بار زیادی را تحمل کند. در دمای 70 درجه فارنهایت، 440C دارای 85 درصد ظرفیت بار 52100 است. سایر فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی نیز برای کاهش صدای بلبرینگ یا افزایش عمر خستگی استفاده می شوند. فولاد AISI M50 در کاربردهای سیستمی حیاتی مانند صنعت هوافضا استفاده می شود. آلیاژهای دیگر عبارتند از M50. M50 دو برابر قابل اعتمادتر از 52100 است و حاوی 4٪ مولیبدن برای استحکام بیشتر است. مبادله اصلی هزینه است، زیرا M50 تقریباً ده برابر 52100 گران است.
سرامیک: بلبرینگ های سرامیکی مزایای متعددی نسبت به یاتاقان های فولادی دارند. آنها معمولا از موادی مانند نیترید سیلیکون (Si3N4) یا اکسید زیرکونیوم (ZrO2)، کاربید سیلیکون ساخته می شوند. بلبرینگ های سرامیکی مقاومت در برابر خوردگی عالی دارند، سبک تر هستند، ضریب اصطکاک کمتری دارند، عایق الکتریکی هستند و می توانند در دماهای بالاتر کار کنند. آنها معمولاً در کاربردهایی استفاده می شوند که به سرعت بالا، دماهای شدید یا مقاومت در برابر محیط های خشن نیاز دارند. قیمت بلبرینگ های سرامیکی معمولاً نسبت به AISI 52100 و AISI 440C بسیار گران است. رایج ترین بلبرینگ های سرامیکی، یاتاقان های سرامیکی هیبریدی هستند که حلقه های داخلی و خارجی آن از فولاد ضد زنگ و گوی های سرامیکی ساخته شده اند.
فولاد ضد زنگ: بزرگترین مزیت بلبرینگ های فولادی ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی است. رایج ترین بلبرینگ های آلیاژی فولاد ضد زنگ، مانند AISI 304 یا AISI 316، حاوی غلظت بالایی از کروم و نیکل هستند. بلبرینگ های فولادی ضد زنگ معمولا در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی، تجهیزات پزشکی و کاربردهای دریایی استفاده می شوند.
پلاستیک: عجیب به نظر می رسد، بله، جنس بلبرینگ ها نیز می تواند پلاستیکی باشد. بلبرینگ های پلاستیکی عمدتاً در کاربردهای کم بار، سبک و غیر دقیق مانند اسباب بازی های کودکان استفاده می شود. از آنجایی که فرآیند ساخت بلبرینگ های پلاستیکی با بلبرینگ های فلزی متفاوت است، در این وبلاگ به فرآیند ساخت بلبرینگ پلاستیکی پرداخته نخواهد شد.
ساخت حلقه های داخلی و خارجی بلبرینگ
فرآیند ساخت حلقه های داخلی و خارجی بلبرینگ یکسان است زیرا هر دو حلقه فلزی هستند اما اندازه آنها متفاوت است. حلقه به عنوان لوله شروع می شود و از یک ماشین خودکار شبیه تراش CNC استفاده می کند که ابزارهای برش آن لوله فلزی را به شکل اصلی خود می برند و مقدار کمی از مواد اضافی را برای تاب برداشتن در مرحله بعدی عملیات حرارتی باقی می گذارند. به طور معمول، شماره بلبرینگ و اطلاعات سازنده روی حلقه بیرونی چاپ می شود.
سپس حلقه فلزی در یک کوره عملیات حرارتی سخت می شود و بسته به اندازه حلقه، آن را تا حدود 1,550 درجه فارنهایت (840 درجه سانتیگراد) به مدت 20 دقیقه تا چند ساعت گرم می کند. سپس آنها را در روغن سرد می کنند و در کوره دوم با دمای 300 درجه فارنهایت (148 درجه سانتیگراد) خنک می شوند تا چقرمگی آنها بیشتر شود. این روند باعث می شود که مسیر مسابقه قوی و بادوام باشد.
حلقه های داخلی و خارجی برای ابعاد دقیق و سطوح صاف آسیاب می شوند. مسیر مسابقه نیاز به تکمیل چرخ سنگ زنی دارد که با ابزار برش نمی توان آن را انجام داد زیرا مسیر مسابقه در حال حاضر بسیار سخت است. هر بخش از حلقه باید به منظور اطمینان از عرض، شعاع، محل راهرو و هندسه مناسب، زمین شود. برخی از یاتاقان‌ها، مانند یاتاقانهای تماس زاویه‌ای، نیاز به سنگ زنی اضافی در فرآیند بعدی دارند تا از تلورانس نزدیک در ابعاد حلقه اطمینان حاصل شود.
ساخت توپ های بلبرینگ
توپ ها برای یاتاقان ها بسیار مهم هستند. توپ گرد و صاف می تواند اصطکاک داخل بلبرینگ را به حداقل برساند. حالت اولیه توپ یک سیم فولادی یا بلوک میله ای شکل است که از طریق یک فرآیند ساخت بسیار خاص و کامل "سر سرد" دارد. هدینگ سرد به معنای بریدن سیم و ضربه زدن به دو سر آن برای تشکیل یک توپ خشن است. حلقه ای (که به آن فرز نیز می گویند) در اطراف توپ وجود دارد. سپس، توپ زبر را برگردانید تا "لبه های سوراخ" را جدا کنید. توپ به طور مکرر به شیار بین دو دیسک چدنی وارد می شود که یکی از آنها می چرخد و دیگری ثابت است. شیارهای ناهموار به طور موثر فرزها را می‌شکنند و توپ را نسبتاً گرد و کمی بزرگتر از اندازه واقعی کاربرد برای مرحله بعدی آسیاب می‌کنند. البته، توپ ها برای افزایش دوام، چقرمگی و سختی، تحت عملیات حرارتی مشابهی مانند راه های مسابقه قرار می گیرند. در نهایت، توپ ها به یک آسیاب منتقل می شوند تا اندازه و گردی مناسب به دست آید. توپ با آسیاب صیقل داده می شود یا می توان از خمیر پولیش برای صاف کردن سطح استفاده کرد. گلوله ها به مدت 8 تا 10 ساعت در آسیاب می مانند تا توپ های کاملاً صافی ایجاد شود.
قفس های بلبرینگ معمولاً از فولاد ساخته می شوند و از ورق فلزی نازک ساخته می شوند. شکل نهایی قفس در قالب شکل می گیرد. این قالب از دو تکه فولاد تشکیل شده است که به هم متصل می شوند و با قرار دادن قفس در قالب و بسته شدن قالب به شکل صحیح خم می شوند. گاهی اوقات، مواد قفس بلبرینگ نیز می تواند پلاستیکی باشد، زیرا ساخت آنها ارزان تر است و برخی افراد فکر می کنند که قفس های پلاستیکی ضریب اصطکاک کمتری نسبت به قفس های فولادی دارند. اگر قرار است یک قفس پلاستیکی ساخته شود، از فرآیند قالب گیری تزریقی استفاده می شود، که در آن قالب با پلاستیک مذاب پر می شود و سپس اجازه می دهیم تا سفت شود. سپس قفس پلاستیکی تمام شده برداشته شده و با سایر قسمت های بلبرینگ مونتاژ می شود.
مونتاژ بلبرینگ
اکنون که چهار جزء بلبرینگ تولید شده است، در نهایت بلبرینگ مونتاژ می شود. حلقه داخلی در داخل حلقه بیرونی قرار می گیرد و تا جایی که ممکن است به یک طرف فشار داده می شود تا بین آنها فضایی برای توپ ها باقی بماند. تعداد صحیح توپ ها را با توجه به اندازه در قفس با دقت قرار دهید. قفس توپ ها را از یکدیگر جدا می کند و سپس قفس و حلقه های داخلی و خارجی را به هم فشار می دهد. اگر قفس فولادی باشد باید با هم نصب و پرچ شود. برای اطمینان از اینکه یاتاقان ها می توانند بارهای بیشتری را تحمل کنند، قفس و حلقه ها باید تا دمای خاصی گرم شوند و تا زمانی که کل مجموعه خنک شود در جای خود نگه داشته شوند. قفس های پلاستیکی معمولاً به راحتی "در داخل" می شوند. در بیشتر موارد، یک فرمول ضد زنگ در اطراف بلبرینگ اعمال می شود و سپس به آدرس مشتری ارسال می شود.
مرحله نهایی در فرآیند تولید بلبرینگ کنترل کیفیت است. این شامل آزمایش بلبرینگ ها برای دقت، نویز، لرزش و عوامل دیگر است. بلبرینگ ها تحت آزمایش های دقیق و روش های کنترل کیفیت قرار می گیرند تا از قابلیت اطمینان و دوام آنها اطمینان حاصل شود.
خاک سطح بلبرینگ را تمیز کنید: از یک حلال شناخته شده برای پاک کردن هرگونه کثیفی، زباله و زنگ از یاتاقان استفاده کنید.
بازرسی: یاتاقان را از نظر هرگونه نقص قابل مشاهده به صورت چشمی بررسی کنید و از ذرات مغناطیسی برای بازرسی بلبرینگ از نظر ترک خوردگی، سطوح فرسوده یا نامنظم و سایر مشکلات استفاده کنید.
اندازه گیری ابعاد: برای اندازه گیری ابعاد کلیدی مانند قطر داخلی و خارجی، اندازه توپ فولادی و عرض از ابزارهای مخصوص تست بلبرینگ یا ابزارهای اندازه گیری مختصات سه بعدی استفاده کنید.
اندازه گیری گرد و ارتعاش: گردی اجزای یاتاقان را ارزیابی کنید و هرگونه خروج یا انحراف از شکل دایره ای ایده آل را اندازه گیری کنید.
تجزیه و تحلیل زبری سطح: صافی یا زبری سطح بلبرینگ را ارزیابی می کند.
وزن کشی و بسته بندی: بر اساس نوع یاتاقان، روان کننده صحیح را به بلبرینگ بمالید. در نهایت برای تمیز کردن کامل در یک درام ارتعاشی قرار می گیرد و در بسته بندی بلبرینگ مهر و موم می شود.
با توجه به دقت یاتاقان ها، Aubearing آزمایش های دقیقی را در طول فرآیند انجام می دهد تا از بالاترین کیفیت محصول نهایی اطمینان حاصل شود. ما در کل فرآیند آزمایش را برای بررسی عیوب و همچنین آزمایشات منظم در طول فرآیند عملیات حرارتی انجام خواهیم داد. اندازه و شکل نیز بسیار مهم است و سطوح توپ ها و مسیرهای مسابقه باید تا حد امکان صاف باشند.
نتیجه
این راهنما کل فرآیند تولید بلبرینگ را از مواد گرفته تا سیستم‌های کنترل کیفیت را تشریح می‌کند و به مهندسان علاقه‌مند به این فرآیند درک جامعی از مراحل مورد نیاز برای ایجاد بلبرینگ‌های با کیفیت بالا می‌دهد. ساخت بلبرینگ یک فرآیند پیچیده است که نیاز به دقت و توجه به جزئیات دارد. با پیشرفت مداوم فن آوری بلبرینگ و انباشت دانش بلبرینگ، تولید کنندگان می توانند با اطمینان یاتاقان هایی با کیفیت بالا تولید کنند که نیازهای مشتری را برآورده کند.