بلبرینگ یا بیرینگ

تحقیقات مربوط به بلبرینگ یا بیرینگ

از جمله مزایای حاصل ازاین تحقیق توانایی محاسبه عمر یاتاقان با دقت است، که در نتیجه برای مطابقت عمر بلبرینگ باعمر مفید یک ماشین درحال کار امکان پذیر می سازد. متاسفانه گاهی اوقات اتفاق می افتد که شما نمی توانید به درستی عمر یک بیرینگ را محاسبه نمائید و بلبرینگ یا بیرینگ در زمانی کوتاه تر از آنچه شما ارزیابی و محاسبه نموده اید خراب و از سرویس خارج می شود.

دلایل این امر

• اعمال بار سنگین تر از مقدارپیش بینی شده
• ضعف یا روانکاری نامناسب
• بی دقتی در جابجایی و نصب
• آب بندی ناکارآمد
• نا متناسب بودن بیش از حد برای سایز شفت
• نا مناسب بودن لقی بیرینگ با نوع کاربرد

هر کدام ازاین عوامل خاص، خود باعث ایجاد نوع آسیب خاص مربوط به آن شرایط شده و موجب خرابی پیش رونده در بلبرینگ یا بیرینگ می شود. در نتیجه، با بررسی یک بیرینگ آسیب دیده، ممکن است در اکثریت موارد، برای رسیدن به یک جمع بندی برای علت ایجاد آسیب و تصمیم گیری لازم برای عدم تکرار همان اسیب به یک جمع بندی رسید.

طول عمر یک بیرینگ چگونه تعیین می شود؟

به طور کلی، بلبرینگ یا بیرینگ نمی تواند به چرخش خود برای همیشه ادامه دهد بجز در شرایط عملیاتی ایده آل که میزان خستگی کم است یا در نظر گرفته نمی شود، دیر یا زودخستگی مواد رخ خواهد داد. دوره زمانی که نشانه های اول خستگی ظاهر شود تابع تعداد دورهایی که توسط بلبرینگ انجام شده است.

به طور کلی، یک بیرینگ نمی تواند تا ابد به گردش خود ادامه دهد. دیر یا زودخستگی مواد سازنده بیرینگ رخ خواهد داد. این دوره زمانی بستگی به تعداد دور هایی که بیرینگ می زند و مقدار باری که بر روی آن قرار می گیرد، دارد. خستگی نتیجه تنش برشی سطحی است که به صورت بار متناوب بلافاصله با زیر بار قرار گرفتن ظاهر می شود.

پس از گذشت زمان، این تنش ها باعث ایجاد ترک هایی می شود که به تدریج به سطح گسترش می یابد. این وضعیت برای قطعاتی که روی سطوحی در حال غلتیدن هستند سبب افزایش تعداد ترک ها شده و موجب شکستن عناصر غلتان و جدا شدن قطعات ترک خورده از مواد این قطعات شده و باعث خرد کردن یا پوسته پوسته شدن می شود. این پوسته پوسته شدن به تدریج افزایش می یابد.

در نهایت باعث می شود بلبرینگ یا بیرینگ غیر قابل استفاده شود.

طول عمر یک بیرینگ

طول عمر یک بیرینگ تعریف شده است، با تعداد دوران هایی که تا قبل از شروع به پوسته شدن می تواند تحمل کند. این به معنای آن نیست که، بعد از آن دیگر بیرینگ نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند پوسته شدن نسبتا طولانی است، درک یا تشخیص این مشکل از افزایش سر و صدا و سطح ارتعاش در بلبرینگ یا بیرینگ قابل تشخیص است. از این رو، به عنوان یک قانون، زمان زیادی برای رسیدن به مرحله تعویض بیرینگ باقی مانده است. البته بایستی به این نکته توجه نمود که با افزایش شدت پوسته پوسته شدن میزان لقی و ارتعاش نیز افزایش یافته و اگر ماشین یا دستگاه شما به هر دلیل، توانایی تحمل حد مشخصی از ارتعاش و لقی را دارد. قبل از رسیدن به آن حد بایستی برینگ تعویض گردد.

الگوهای و روش های تفسیر آنها

هنگامی که یک بلبرینگ یا بیرینگ چرخانده می شود به سطوح تماس بیرینگ بار اعمال می شود. ساچمه ها و کنس یا raceways به طور معمول با کند شدن ظاهر می شود. این هیچ نشانه ای از سایش نیست، به عبارت دیگر این وضعیت هیچ تاثیر مهمی بر عمر بلبرینگ ندارد. این سطح خفیف از سایش و خستگی در یک حلقه درونی یا بیرونی، الگوی raceway نامیده می شود.

هدف این مقاله،روش تعیین الگوهای خرابی است. این الگو با تنوعی در ظاهر دارند با توجه به میزان چرخش و شرایط بارگذاری با بررسی الگوهای پیش رونده در یک بیرینگ تخریب شده است متفاوت است با بیرینگی که در حال کار است، ممکن است به رسیدن به ایده های خوبی برای نگهداری یا روشن شدن وضعیت بیرینگ در حال کار بینجامد.

با یادگیری تفکیک بین الگوها حالت عادی که وجود دارد، رسیدن به یک دیدگاه یا توانایی ارزیابی درست است، اینکه آیا بیرینگ تحت شرایط مناسب کار می کند.

در اکثر موارد منشاء خسارت به بلبرینگ یا بیرینگ در محدوده ای از الگوهای موجود است که قبلا آنها را آموخته اید. ولی یکی از آنها چشمگیر تر یا قابل توجه تر است. ظاهر و محل شکل گیری الگوها برای تشخیص درست عیب و دلیل بروز آن بسیار مفید هستند. علت آسیب بلبرینگ های ساچمه ای شیار عمیق، برای بلبرینگ شعاع محوری مورد استفاده است. نوع استفاده از الگوها با هدف توضیح الگو های رفتاری مشخص، در بیرینگ تعیین شده است. گاهی می توانید این الگو های خاص مربوط به یک نوع بلبرینگ یا بیرینگ را به سایر انواع بیرینگ نیز تعمیم داد.

بار شعاعی یک طرفه در یک جهت دوران در بلبرینگ یا بیرینگ

• بخش دوار حلقه (کنس) داخلی، حلقه (کنس) بیرونی ثابت.
• حلقه داخلی: الگوی یکنواخت در عرض، موقعیت در مرکز و در اطراف کل دور حلقه (کنس) گسترش یافته است.
• حلقه بیرونی: الگوی گسترده در راستای اعمال بار است جهت کاهش سمت انتها. با شرایط طبیعی و لقی طبیعی حلقه داخلی این الگو کمی کمتر از نصف دور حلقه یا کنس کمرنگ شده است.

بار شعاعی با چرخش یک طرفه در بلبرینگ یا بیرینگ

• حلقه داخلی ثابت – حلقه بیرونی چرخشی.
• حلقه داخلی: الگوی گسترده در جهت اعمال بار و کاهش به سمت انتها. با حالت های طبیعی و لقی طبیعی داخلی این الگو به نرمی کمرنگ شده است، کمتر از نصف دور مسیر کنس را می پوشاند.
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض،موقعیت در مرکز و گسترش یافته است در اطراف کل حلقه بیرونی.

بار شعاعی چرخش در فاز با حلقه داخلی بیرینگ

• چرخش حلقه داخلی – حلقه بیرونی ثابت.
• حلقه داخلی: الگوی مسیر گسترده در جهت بار و کاهش به سمت انتها. با الگو های طبیعی و لقی طبیعی داخلی این الگو کمی کمرنگ شده است کمتر از نصف دور کنس
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، موقعیت در مرکز و در اطراف کل حلقه گسترش یافته است.

بار شعاعی چرخش در حلقه بیرونی بلبرینگ

• حلقه داخلی ثابت – چرخش در حلقه بیرونی.
• حلقه داخلی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، موقعیت در مرکز و گسترش یافته است در اطراف کل دور مسیر حلقه
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر گسترده در جهت و راستای بار است جهت و کاهش به سمت انتها. با الگو های طبیعی و لقی طبیعی داخلی این الگو در مسیر کمتر از نصف دور کمی کمرنگ شده است مسابقه.

بار محوری با چرخش یک جهته حلقه درونی یا بیرونی حلقه های داخلی و بیرونی:

• الگوی مسیر یکنواخت در عرض، در سراسر دور گسترش یافته است از مسیر هر دو حلقه و سمت چپ در بلبرینگ یا بیرینگ جابجا شده.

ترکیبی ازدوران در یک جهت به همراه بارهای شعاعی و محوری

• چرخش حلقه درونی -حلقه بیرونی ثابت
• حلقه داخلی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، در اطراف تمام دور حلقه گسترش یافته است از مسابقه و دایره ای شکل جابجا شده است.
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر در اطراف تمام دور مسیر وسمت دایره ای شکل جابجا شده. الگوی گسترده تری درجهت بارگذاری شعاعی.

بار محوری چرخش یک جهت واشر

• شفت دوار – واشر هوزینگ ثابت
• واشر شفت و واشر: الگوی مسیریکنواخت در عرض، گسترده در اطراف محدوده کل مسیرهای هر دو واشر ترکیبی از بارهای یک طرفه شعاعی و محوری چرخش حلقه درونی-حلقه بیرونی ثابت
• حلقه داخلی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، در اطراف کل دور حلقه گسترش یافته است از لبه حلقه جابجا شده است.
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر در اطراف کل دور حلقه و سمت مقابل جابجا شده. الگوی گسترده تری درجهت بارگذاری شعاعی.

بار شعاعی یک طرفه +عدم تعادل

• چرخش حلقه داخلی – حلقه بیرونی خزنده.
• حلقه های داخلی و بیرونی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، در سراسر دور حلقه هر دو حلقه گسترش یافته است.
• حلقه داخلی بیش از حد تنگ – پیش بارگذاری.
• دوران یک طرفه بار شعاعی.

چرخش حلقه داخلی دوار -حلقه بیرونی ثابت

حلقه داخلی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، موقعیت در مرکز ودر اطراف کل دور حلقه گسترش یافته است.

حلقه بیرونی: الگوی مسیر واقع درمرکز و در اطراف کل دور حلقه گسترش یافته است از مسابقه الگوی مسیر در جهت بارگذاری شعاعی گسترده تر است.

تحت فشار قرار گرفتن همراه با تغییر شکل به صورت بیضوی حلقه بیرونی

• چرخش در حلقه درونی – حلقه بیرونی ثابت.
• حلقه داخلی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض،موقعیت در مرکز ودر اطراف کل دور حلقه گسترش یافته است
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر در دو سمت لبه حلقه خارجی درسمت مقابل قرار داردبخش های مختلفی از الگوی جایی که خراب شدن گسترده تر است رخ داده است .
• حلقه بیرونی هم محور( misaligned) نیست.

دوران حلقه داخلی حلقه بیرونی ثابت

• حلقه داخلی: الگوی مسیر یکنواخت در عرض،موقعیت در مرکز و در اطراف کل دور حلقه گسترش یافته است
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر در دو قطربخش های مخالف، مورب در روبروی یکدیگر.

حلقه داخلی ناهم محور است

• چرخش حلقه درونی – حلقه بیرونی ثابت
• حلقه داخلی: الگوی مسیر در دو قطربخش های مخالف، امتداد مورب در روبروی یکدیگر
• حلقه بیرونی: الگوی مسیر گسترده در امتداد بار است مسیر و به سمت انتهای کاهش می یابد. لقی (آزادی) حلقه داخلي کاهش می یابدبا توجه به میزان عدم هم محوری حلقه داخلی؛ طول الگوی مسیر بستگی میزان لقی داردبر اساس اندازه فاصله داخلی کاهش پیدا می کند.

واشر هوزینگ خارج از مرکز قرار گرفته است نسبت به واشر شفت

• چرخش واشر شفت – واشر ثابت هوزینگ.
• واشر شفت: الگوی مسیر یکنواخت در عرض، در اطراف کل دور گسترش یافته است.
• واشر هوزینگ: الگو مسیر گسترش یافته است در اطراف کل دور مسیر واشر و در خارج از مرکز نسبت به حلقه قرار گرفته است.

واشر هوزینگ ناهم محور است.

• چرخش واشر شفت – واشر هوزینگ ثابت
• واشر شفت: الگوی مسیر یکنواخت در عرض،دورتا دور تمام مسیر حلقه واشر
• واشر هوزینگ: الگوی مسیر در مرکز واشر قرار گرفته، اما در اطراف بخشی از آن در محدوده ای گسترده است.