من را دنبال کنید:
شما باید در مورد قفس تحمل بدانید
اگرچه بلبرینگ از قسمت های زیادی تشکیل شده است، اما می توان گفت که قفس "رگ خونی" یاتاقان است. بنابراین در عملکرد بلبرینگ، جنس قفس ارتباط مستقیمی با کارایی بلبرینگ دارد. قفس یاتاقان یاتاقان یاتاقانی است که تمام یا بخشی از عناصر نورد را پیچیده می کند و با آنها حرکت می کند تا عناصر نورد را جدا کند. معمولاً عناصر نورد را نیز هدایت می کند و آنها را درون یاتاقان نگه می دارد.
هنگامی که یک یاتاقان نورد کار می کند، به خصوص زمانی که بار پیچیده است و با سرعت بالا می چرخد، قفس باید نیروی گریز از مرکز، ضربه و ارتعاش زیادی را تحمل کند. اصطکاک لغزشی زیادی بین قفس و عناصر نورد وجود دارد و مقدار زیادی گرما تولید می شود. اثر ترکیبی نیرو و گرما می تواند منجر به شکست قفسو در موارد شدید ممکن است قفس سوخته و بشکند. بنابراین، مواد قفس باید دارای رسانایی حرارتی خوب، مقاومت به سایش خوب، ضریب اصطکاک کوچک، چگالی کم، ترکیب خاصی از استحکام و چقرمگی، و کشش و سختی خوب باشد. ضریب انبساط مشابه با عناصر نورد. و عملکرد پردازش خوب. علاوه بر این، قفس نیز تحت تأثیر رسانه های شیمیایی مانند روان کننده ها، مواد افزودنی روان کننده، حلال های آلی و خنک کننده ها قرار می گیرد.
هدف اصلی قفس یاتاقان حفظ فاصله مناسب بین عناصر نورد و اجتناب از تماس مستقیم بین عناصر نورد مجاور برای حفظ اصطکاک و گرمای حاصله در حداقل سطح است. برای حفظ توزیع یکنواخت عناصر نورد در همه یاتاقان ها، بار را می توان به طور مساوی در همه یاتاقان ها توزیع کرد، به طوری که بار می تواند به طور یکنواخت توزیع شود و نویز کاهش یابد. المان های نورد را می توان به درستی در منطقه بدون بار هدایت کرد تا شرایط نورد در بلبرینگ بهبود یابد و از حوادث مخرب جلوگیری شود. بکشید.
طبقه بندی قفس های بلبرینگ
قفس های معمولی بر اساس نوع مواد عمدتا به قفس های فلزی و قفس های غیر فلزی تقسیم می شوند. قفس های کامپوزیت و غیره نیز وجود دارد. قفس های باربر با کاربرد خاص نیز باید شرایط کاری ویژه را برآورده کنند. مانند مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، خود روانکاری (مورد استفاده در خلاء) یا غیر مغناطیسی و غیره.
جنس قفس فولادی
به دلیل استحکام بالا، چقرمگی خوب و سهولت پردازش، مواد قفس فولادی معمولاً در یاتاقان‌های نورد استفاده می‌شوند. معمولا نگهدارنده های فولادی از ورق های فولادی کربنی با کیفیت بالا مهر سرد می شوند. علاوه بر این، در صورت نیاز می توان از سایر روش های پردازش مکانیکی نیز استفاده کرد. مواد متداول قفس فولادی شامل 20، 30، 45، 0Cr18Ni9، 1Cr18Ni9Ti، 40CrNiMo، ML15، ML20 و غیره می باشد. قفس های فولادی معمولاً برای از بین بردن استرس و بازگرداندن انعطاف پذیری حرارتی می شوند. از جمله تلطیف در دمای بالا، بازپخت تبلور مجدد و غیره. به منظور کاهش ضریب اصطکاک قفس فولادی، قفس تمام شده باید در صورت لزوم عملیات سطحی شود.
مواد قفس فلزی غیر آهنی
فلزات غیر آهنی متفاوت از فولاد، خواص ویژه خود را دارند. به عنوان مثال، آلیاژ آلومینیوم دارای ویژگی های چگالی کم، هدایت حرارتی خوب و مقاومت در برابر خوردگی خوب است. آلیاژ مس دارای ویژگی های هدایت حرارتی خوب، ضریب اصطکاک کوچک، شکل پذیری خوب و دمای عملیاتی بالا است. آلیاژ روی آلومینیوم دارای مزایای کم هزینه، چگالی کم و عملکرد عالی است.
مواد غیر فلزی قفس
مواد غیر فلزی قفس عمدتاً شامل پلیمرها و مواد کامپوزیتی از جمله نایلون، نوار فنولیک، پلی تترا فلوئورواتیلن و غیره است. خواص لغزشی خوب به قفس پلیمری این امکان را می دهد که در هنگام حرکت نسبت به سطح عنصر نورد روغنکاری شده، فقط مقدار کمی اصطکاک ایجاد کند، بنابراین تولید گرما و سایش یاتاقان را به حداقل می رساند. در شرایط عدم وجود روان کننده، قفس پلیمری هنوز دارای ویژگی های حرکتی عالی است. این می تواند اطمینان حاصل کند که یاتاقان ها برای مدتی بدون آسیب به کار خود ادامه می دهند. به دلیل چگالی کمتر پلیمرها، قفس های ساخته شده از آنها اینرسی کمتری دارند.
قفس علاوه بر اینکه از مواد خالص ساخته شده است، از مواد پلیمری اصلاح شده نیز استفاده می کند. از مواد دیگر برای پر کردن یا تقویت استفاده کنید.
پس از نصب قفس در بلبرینگ. با توجه به فاصله بین قفس و عناصر نورد، قفس را می توان در جهت شعاعی افست کرد که به آن افست شعاعی می گویند. افست آن را می توان با فرمول زیر بیان کرد:
باید اطمینان حاصل شود که وقتی قفس به حداکثر افست شعاعی رسید، قفس با حلقه یاتاقان تماس نگیرد.
فرآیند تولید قفس بلبرینگ
قفس دایکاست
مواد اولیه قفس دایکاست آلیاژ آلومینیوم و برنج می باشد. مواد اولیه ذوب شده و در قالب دایکاست دستگاه دایکاست ریخته می شود و قفس یکباره دایکاست می شود. دروازه ریخته گری روی ماشین تراش روشن می شود.
(1) قفس مستقیماً ریخته گری است که می تواند شکل هندسی و دقت ابعادی خوبی را بدون پردازش مکانیکی به دست آورد و راندمان تولید بالایی دارد.
(2) پس از ریخته گری، فلز با ساختار دقیق، کیفیت سطح خوب و مقاومت در برابر سایش متبلور و جامد می شود.
(3) نرخ استفاده از مواد بالا و کاهش هزینه.
با این حال، هنگام دایکاست یک قفس آلیاژ آلومینیوم، تجهیزات با تناژ بالا مورد نیاز است و طراحی قالب و ساخت آن پیچیده است. جیب های قفس به راحتی در حین ریخته گری تحت فشار قرار می گیرند. در شرایطی که یاتاقان در معرض ضربه، ارتعاش و سرعت متغیر است، کیفیت قفس دایکاست باید بیشتر بهبود یابد.
قفس ریخته گری پلاستیک
پلاستیک‌های مهندسی دانه‌ای خشک شده در خلاء در بشکه قرار می‌گیرند، توسط سیم‌های مقاومت گرم می‌شوند و به حالت نیمه مایع ذوب می‌شوند. تحت فشار یک پیستون یا پیچ متحرک، مواد خام نیمه مایع از نازل به داخل قالب دستگاه قالب گیری تزریقی تزریق می شود. پس از عایق بندی، قفس مورد نیاز را پس از سرد شدن تهیه کنید.
(1) قفس در قالب یک تزریق قالب گیری می شود که می تواند شکل هندسی دقیق و دقت ابعادی و مقدار زبری سطح پایین را بدون نیاز به پردازش مکانیکی بدست آورد و راندمان تولید بالا است.
(2) قالب و ریخته گری پلاستیک ساده است، بلبرینگ به راحتی جمع می شود، و کنترل خودکار آسان است.
(3) قفس پلاستیکی دارای خواص خوبی مانند مقاومت در برابر سایش، ضد مغناطیسی و اصطکاک کم است.
با این حال، به دلیل کاستی‌های تغییر شکل حرارتی، پیری و شکنندگی خود پلاستیک و همچنین برخی مشکلات در ساختار قفس و فرآیند تزریق پلاستیک، کاربرد قفس ریخته‌گری پلاستیک محدود است.
برای قفس های پلاستیکی مهندسی، عملکرد هر سازنده کمی متفاوت است، اما آنها به طور کلی مشابه هستند. این نوع قفس وزن سبکی دارد و برای کاربردهای با سرعت بالا مناسب است. علاوه بر این، حالت خرابی این نوع قفس ترکیدن ناگهانی نیست، بنابراین برای برخی موارد که خاموش شدن ناگهانی مجاز نیست مناسب است. اما برای ماشین آلات معدن، این نوع قفس به دلیل رعایت نکات ایمنی برای استفاده مناسب نیست، زیرا آسیب آن به طور ناگهانی رخ نمی دهد، بلکه با افزایش تدریجی دما تا حد معینی، کاملاً آسیب می بیند که بسیار خطرناک خواهد بود. موقعیت های انفجاری . در عین حال، این نوع قفس دارای محدودیت دمایی است، معمولاً -40 ~ 120 ℃: اساساً هیچ مانعی برای قفس برنجی وجود ندارد، اما برای محیط های دارای آمونیاک مناسب نیست. به طور کلی، یاتاقان های کوچک از قفس مسی استفاده نمی کنند. هیچ محدودیتی در قفس فولادی وجود ندارد، اما یاتاقان های سایز بزرگ از قفس فولادی استفاده نمی کنند.
نحوه انتخاب قفس بلبرینگ
مواد قفس های بلبرینگ را می توان بر اساس مواد ساخت و سناریوهای کاربردی آنها طبقه بندی کرد. موارد زیر برخی از مواد رایج قفس بلبرینگ هستند:
قفس فولادی: معمولا از فولاد کربنی با کیفیت بالا یا فولاد آلیاژی ساخته شده است، دارای ویژگی های استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی است. مناسب برای کاربردهای با سرعت بالا، بار سنگین و دمای بالا، مانند یاتاقان‌ها در موتورهای هوافضا و گیربکس‌های خودرو.
مزایا و عملکرد: این نوع قفس دارای استحکام بالا و مواد سبک است. بیشتر در بلبرینگ‌های شیار عمیق، رولبرینگ‌های کروی و غلتک مخروطی استفاده می‌شود و معمولاً تحت تأثیر روان‌کننده‌های مبتنی بر روغن معدنی یا روغن حاوی قلیایی در یاتاقان‌های نورد قرار نمی‌گیرد.
محدودیت های استفاده: مستعد زنگ زدگی به دلیل تأثیر آب و بخار آب.
دمای عملیاتی: دمای کار قفس می تواند به 300 درجه سانتیگراد برسد.
قفس برنجی: معمولا از برنج یا برنز ساخته شده است، دارای مقاومت در برابر سایش عالی، مقاومت در برابر خوردگی و ضریب اصطکاک کم است. مناسب برای کاربردهای با سرعت متوسط و بار سبک، مانند بلبرینگ در لوازم خانگی، ابزار و تجهیزات اداری.
برنج استحکام کششی بالایی دارد و تحت تاثیر روان کننده های معمول بلبرینگ قرار نمی گیرد. اغلب در یاتاقان های کوچک و متوسط استفاده می شود. اما به دلیل گرانی مس قیمت قفس برنجی نیز بالاست. ویژگی های اصلی به شرح زیر است:
نوع قفس: مهر زنی و جامد، مهر زنی فقط برای اندازه های کوچک و متوسط مناسب است.
مواد: صفحه برنجی، ریخته گری برنجی یا آهنگری برنجی. برنج دارای استحکام کششی بالایی است و استحکام مکانیکی آن برابر با قفس مهر زنی ورق فولادی است، اما چگالی آن نسبتا کم است، سرعت حد آن بالا است و قیمت آن بالاتر است.
مزایا: تحت تأثیر روان کننده ها، از جمله روغن های مصنوعی و گریس ها قرار نمی گیرد.
محدودیت در استفاده: قفس های برنجی را نمی توان در شرایط بالاتر از 300 درجه سانتی گراد استفاده کرد و برای آمونیاک (مانند خنک کننده) مناسب نیستند، زیرا آمونیاک باعث شکستگی فصلی برنج می شود.
دمای عملیاتی: دمای عملیاتی زیر 300 درجه سانتیگراد است.
قفس نایلونی: معمولا از پلی آمید (PA66) و سایر پلاستیک های مهندسی برای قالب گیری تزریقی ساخته شده است، دارای ویژگی های وزن سبک، مقاومت در برابر خوردگی، عایق خوب و پردازش آسان است. مناسب برای بار سبک، سرعت کم و کاربردهای دمای بالا، مانند یاتاقان ها در ابزارهای برقی، چرخ خیاطی و ماشین آلات پردازش مواد غذایی. مواد نایلون پلی آمید دارای مزایای کشش بالا و وزن سبک هستند. این قفس دارای خواص لغزشی و روانکاری بسیار خوبی است. این محصول نسل جدیدی است که در حال حاضر جایگزین قفس آهنی شده است.
مزایا و عملکرد: مواد نایلون پلی آمید دارای مزایای کشش بالا و وزن سبک هستند.
این قفس دارای خواص لغزشی و روانکاری بسیار خوبی است. مخصوصاً برای شرایطی که استرس ضربه ارتعاش یا شتاب و کاهش سرعت زیاد وجود دارد یا حلقه های داخلی و خارجی یاتاقان به یکدیگر کج شده اند مناسب است.
محدودیت های استفاده: قفس نایلونی پلی آمید ممکن است تحت تأثیر روانکاری خاص (افزودنی های خورنده در روان کننده) قرار گیرد و نمی توان از آن در خلاء استفاده کرد زیرا به دلیل کم آبی شکننده می شود.
دمای کار: دمای کار کمتر از 120 درجه سانتیگراد و بیشتر از -40 درجه سانتیگراد است. اگر دما خیلی پایین باشد، نایلون خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد.
قفس فنلی: متشکل از رزین فنولیک، پارچه فیبر شیشه ای و سایر مواد، دارای ویژگی های استحکام بالا، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و خواص عایق خوب است. مناسب برای کاربردهای دمای بالا و سرعت بالا، مانند یاتاقان در موتور هواپیما و توربین های گاز.
مواد دیگر: علاوه بر مواد متداول ذکر شده در بالا، مواد دیگری نیز در ساخت قفس های بلبرینگ استفاده می شود، مانند آلومینیوم، منیزیم و سایر مواد فلزی سبک و همچنین برخی از مواد کامپوزیتی. این مواد معمولاً بر اساس الزامات برنامه خاص انتخاب می شوند.
عواملی که در انتخاب قفس باربری باید در نظر گرفته شود
محیط کار: محیط کار بلبرینگ تأثیر زیادی بر روی مواد قفس دارد. به عنوان مثال، در محیط های با دمای بالا، مواد مقاوم در برابر درجه حرارت بالا باید انتخاب شوند، مانند قفس های فولادی یا نواری فنلی. در محیط های خورنده باید مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند قفس های مسی یا نایلونی انتخاب شود.
نوع بلبرینگ: انواع مختلف یاتاقان ها مواد قفس متفاوتی دارند. برای مثال، بلبرینگ‌های شیار عمیق، غلتک‌های کروی و غلتک‌های مخروطی معمولاً از قفس‌های فولادی استفاده می‌کنند. در حالی که رولبرینگ های استوانه ای می توانند از قفس های مسی یا نایلونی استفاده کنند.
سرعت و بار: سرعت و بار نیز از عوامل مهم در انتخاب مواد قفس هستند. در شرایط سرعت بالا و بار سنگین، لازم است موادی با استحکام، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی بالا مانند قفس فولادی یا مسی انتخاب شود.
اقتصاد: با فرض برآوردن الزامات عملکرد، عوامل اقتصادی باید در نظر گرفته شود. برخی از مواد سبک وزن و کم هزینه مانند پلاستیک های مهندسی برای بارهای سبک، سرعت کم و دماهای بالا مناسب هستند.
سایر عوامل: علاوه بر این عواملی مانند اندازه، شکل، روش پردازش و الزامات نصب قفس باید در نظر گرفته شود.
هنگام انتخاب قفس باربری باید چندین فاکتور از جمله محیط کار، نوع بلبرینگ، سرعت و بار، اقتصادی و سایر عوامل مرتبط را در نظر گرفت. در کاربردهای واقعی، انتخاب باید بر اساس الزامات و شرایط خاص برای اطمینان از عملکرد عادی و عمر مفید یاتاقان باشد.