گاهی قطعاتی که در سیستم فنی خودرو به کار می‌روند در زمینه‌های دیگر صنعت نیز کاربرد دارند. اما این کاربرد مشترک را نمی‌توان دلیل بر وظایفی شبیه بهم و کارایی یکسان آنها دانست. ممکن است این قطعات در خودروها به نسبت ابعاد سیستم فنی اهمیت بسیاری داشته باشند ولی در ماشین آلات صنعتی به دلیل فعالیت بزرگتر و ابعاد بیشتر قطعه چندان مهمی به نظر نرسند. همچنین گاهی این قطعات به دلیل کاربردی بودن‌شان ممکن است در بخش‌های مختلف خودرو به کار روند. یکی از این قطعات رولبرینگ است که نام آشنایی در صنعت خودرو سازی محسوب می‌شود اما با این وجود، اهمیت سلامت، علائم خرابی، وظایف و عملکرد آنها چندان شناخته شده نیست. می‌خواهیم با هم این نکات را بررسی کنیم.
رولبرینگ خودرو و وظایف آن
رولبرینگ یا Roller Bearing یک از انواع بیرینگ بوده و تفاوت چندانی با بلبرینگ‌ها ندارد. بلبرینگ یا در واقع بال برینگ (ball bearing)، به معنای توپ‌های حامل است. این قطعه خود در دسته انواع یاتاق یا چرخ‌دنده‌ی چرخشی یا توپی قرار می‌گیرد. از رولبرینگ‌ها یا بلبرینگ‌هادر هر وسیله‌ای که می‌چرخد استفاده می‌شود تا مانع از ایجاد اصطکاک و سایش سطوح در حال چرخش روی هم گردد. بنابراین انواع رولبرینگ یا بلبرینگ در قسمت‌های مختلف خودرو که امکان ایجاد اصطکاک وجود دارد، به کار می‌روند و از طریق غلطش باعث ایجاد امکان حرکت نسبی دو قطعه می شوند. سطح تماس ساچمه با دیگر سطوح در رولبرینگ ها مانند یک خط بوده و در نتیجه فشار بالایی از نوع شعاعی را تحمل می نمایند ولی اگر فشار از نوع محوری باشد قضیه برعکس شده و دیگر فشار زیاد قابل تحمل نخواهد بود. به این ترتیب که نیروی وارده بر بیرینگ‌ها به دو نوع شعاعی و محوری است و بسته به نوع نیروی وارده بر آن، از رولبرینگ یا بلبرینگ استفاده می‌شود.
رولبرینگ‌ها که دارای قابلیت غلتش بیشتری هستند در مقابل نیروی شعاعی مقاومت دارند و بلبرینگ‌ها در مقابل نیروی محوری. درصورتی که نیروی وارده مخلوطی از دو نوع شعاعی یا محوری باشد از انواع خاص بلبرینگ استفاده می‌شود. بنابراین وظایف رولبرینگ‌ها شامل موارد زیر خواهد شد
– کمک به انتقال نیروی چرخشی
– پیشگیری از ایجاد اصطکاک بین سطوح
– پیشگیری از سایش قطعات و سطوه و بالا رفتن استهلاک آنها
به توضیح دقیق‌تر رولبرینگ با ساختار خاص خود امکان چرخش برخی قطعات را روی هم فراهم آورده و ضمن پیشگیری از ایجاد اصطکاک در انتقال نیرو بین آنها نیز موثر است. بنابراین علاوه بر جلوگیری از استهلاک قطعات مانع از هدررفت انرژی، تحت تاثیر گرما و اصطکاک ایجاد شده می‌شود. همچنین بلبرینگ از سایش و ایجاد خوردگی بین سطوح پیشگیری کرده و مانع از آسیب‌های ناشی از ساییدگی در آنها می‌گردد.
اجزای تشکیل دهنده رولبرینگ
رولبرینگ‌ها که خود قطعات کوچکی هستند از اجزای متعددی تشکیل شده‌اند. چیده شدن این جزا به ظرافت تمام کنار هم باعث کوچک بودن آن شده است. این اجزا در چهار بخش اصلی خلاصه می‌شوند که عبارتند از:
-
کنس یا رینگ (Ring)
هر بلبرینگ دو رینگ داخلی و خارجی دارد که اجزای دیگر این قطعه را از دو سمت در بر می‌گیرد. رینگ‌ها معمولا از آلیاژهای مقاوم فولاد ساخته می‌شوند.
-
رول (Rolling Elements)
اجزای غلتکی رولبرینگ‌ها هستند. در واقع رولها با چرخش خود حرکت این قطعه و رینگ‌های آن را ممکن می‌سازند. این اجزا عموما از جنس فولاد هستند. در بلبرینگ‌ها ساچمه‌های گرد جای رول‌های استوانه‌ای را می‌گیرند.
-
قفسه یا کیج (Cage)
بخشی که اطراف رولها را پوشانه و مانند آشیانه‌ای تک‌تک آنها را در خود جای داده است. کیجاز تماس رولها با یکدیگر جلوگیری می‌کند، ضمن اینکه مانع از حرکت افقی و جانبی آنها می‌شود. کیج را از جنس فیبر، فولاد یا برنج می‌سازند.
-
کاسه نمد
این قطعه بین رینگ‌ها و کیج قرار می‌گیرد. گاهی در هر دو سمت کیج و بین رینگ داخلی و خارجی استفاده می‌شود و یا تنها بین رینگ داخلی و کیج لازم به نظر می‌رسد. وظیفه این قطعه پیشگیری از نشت روغن هیدرولیک درون کیج‌ها و بین رولها، به بیرون است. البته کیج بلبرینگ را هم آب‌بندی کرده و در برابر نفوذ آب به درون رولبرینگ جلوگیری می‌کند.
حتما بخوانید: مقایسه تیبا، ساینا و کوییک
انواع رولبرینگ خودرو
رولبرینگ‌ها در صنعت انواع مختلفی دارند که از جمله آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:
رولبرینگ سوزنی
این نوع دارای رول‌های نازک و بلند است که در انواع چند ردیفه و تک ردیفه تولید می‌شود. درواقع تعداد ردیف رولها در آنها تغییر می‌کند.
رولبرینگ مخروط
این محصول که در انوع تک و دو ردیفه تولید می‌شود به دلیل فرم مخروطی رول‌هایش توانایی تحمل بارهای شعاعی و محوری مخلوط را دارد.
رولبرینگ استوانه‌ای تک ردیفه
این رولبرینگ که سرعت غلطش کمتری به نوع چند ردیفه خود دارد، با رول‌های در تعداد کم و با قطر متوسط اما بلند ساخته می‌شود.
رولبرینگ بشکه ای کف گرد
این نوع که معمولا در معرض بارهای شعاعی ضربه‌ای قرار داده می‌شود، دارای رینگ خارجی چند تکه است و رول‌های قطورتر و کم‌تعدادتر دارد
استوانه‌ای پرغلتک
این نوع نیز دارای رول‌های با قطر متوسط اما در دو یا چند ردیف است.
محل استفاده رولبرینگ‌ها
در قسمت‌های مختلف سیستم فنی خودروها بسته به فشار وارده، سرعت حرکت، نوع انرژی انتقالی، زاویه بار وارده و ابعاد محل مورد استفاده، از یکی از انواع رولبرینگ یا بلبرینگ استفاده می‌شود. مکان‌هایی که ممکن است از رولبرینگ یا بلبرینگ استفاده شود عبارتند از:
- دینام
- پلوس
- گیربکس
- فرمان
- دنده هرزگرد
- چرخ
- اکسل
به طور کلی معمولا در مواقعی که نیروی گردشی سرعت بیشتری دارد از بلبرینگ‌ها استفاده شده و در مکان‌هایی که نیروی شعاعی بیشتری به قطعه وارد می‌شود از رولبرینگ‌ها کمک می‌گیرند. در اجزایی مانند گیربکس‌ها نیز شاهد هر دو نوع بیرینگ هستیم. اما برای مثال در خودروهای سرعتی در سیستم چرخ از بلبرینگ‌های چند ردیفه استفاده می‌شود ولی در سیستم چرخ خودروهای قدرتی رولبرینگ‌های چند ردیفه را شاهد هستیم. همچنین دینام، هرزگرد و پلوس به دلیل کمتر بودن فضا و ناچیز بودن فشار وارده معمولا دارای رولبرینگ‌های تک‌ردیفه و کوچک هستند. اما سیستم فرمان نیز با توجه به نوع سیستم هیدرولیکی، مکانیکی، الکتریکی و تلسکوپی می‌تواند میزبان یکی از انواع بلبرینگ یا رولبرینگ باشد.