بلبرینگ شیار عمیق به دلیل ظرفیت تحمل بار قوی، عملکرد روان و نگهداری آسان، به طور گسترده در تجهیزات مکانیکی مختلف استفاده می شود. با این حال، در کاربردهای عملی، تاثیر تغییرات دما بر عملکرد یاتاقان مشکلی است که نمی توان آن را نادیده گرفت. به خصوص در محیط‌های با دمای بالا، انبساط حرارتی ممکن است تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد عملیات بلبرینگ‌های شیار عمیق داشته باشد و منجر به خرابی تجهیزات شود. بنابراین، درک ویژگی‌های انبساط حرارتی بلبرینگ‌های شیار عمیق و نحوه برخورد با مشکلات ناشی از تغییرات دما برای اطمینان از عملکرد پایدار طولانی‌مدت آنها بسیار مهم است.
ویژگی های انبساط حرارتی بلبرینگ های شیار عمیق
محدوده دمای عملیاتی بلبرینگ های شیار عمیق معمولاً بین 20- تا 120 درجه سانتی گراد است. هنگامی که دمای محیط کار از این محدوده فراتر رود، مواد یاتاقان تحت انبساط حرارتی قرار می گیرند. انبساط حرارتی به تغییرات ابعادی اطلاق می شود که با افزایش دما در مواد رخ می دهد. این تغییر می تواند تاثیرات زیادی بر عملکرد بلبرینگ داشته باشد.
تغییرات ابعادی: ابعاد حلقه داخلی، حلقه بیرونی و عناصر نورد بلبرینگ های شیار عمیق با افزایش دما گسترش می یابد. اگر دما بیش از حد تغییر کند، ابعاد هر یک از اجزای بلبرینگ منحرف می‌شود که ممکن است منجر به هماهنگی ضعیف حلقه‌های داخلی و خارجی، افزایش اصطکاک و سایش و حتی گیر کردن شود.
تغییرات شکاف: شکاف بین حلقه های داخلی و خارجی یک یاتاقان با دما تغییر می کند. در محیط های با دمای بالا، فاصله بسیار کم ممکن است باعث اصطکاک بیش از حد یاتاقان، افزایش اتلاف انرژی و انباشت گرما و در نتیجه تسریع آسیب یاتاقان شود.
کاهش عملکرد روانکاری: دماهای بالا نیز تأثیر زیادی بر روغن یا گریس یاتاقان دارد. ویسکوزیته روغن روانکار با افزایش دما کاهش می یابد که منجر به اثر روانکاری ضعیف، افزایش اصطکاک و تسریع سایش یاتاقان می شود.
تاثیر تغییرات دما بر عملکرد بلبرینگ
تأثیر تغییرات دما بر بلبرینگ های شیار عمیق را می توان در جنبه های زیر نشان داد:
افزایش اصطکاک و سایش: به دلیل تغییرات فاصله ناشی از انبساط حرارتی، تماس بین عناصر نورد و مسیرهای مسابقه یاتاقان ممکن است ناهموار شود و در نتیجه اصطکاک افزایش یابد. اصطکاک بیش از حد در طول زمان می تواند باعث سایش زودرس بلبرینگ و کاهش عمر مفید آن شود.
کاهش دقت: دمای بالا ممکن است باعث کاهش سختی مواد یاتاقان شود که به نوبه خود بر دقت بلبرینگ تأثیر می گذارد. کاهش دقت باعث ایجاد لرزش و نویز در بلبرینگ در حین کار با سرعت بالا می شود که بر پایداری و قابلیت اطمینان تجهیزات تأثیر می گذارد.
شکست روانکاری: هنگامی که دما افزایش می یابد، ویسکوزیته روغن روان کننده کاهش می یابد و اثر روانکاری بدتر می شود. روانکاری ناکافی منجر به افزایش مقاومت اصطکاکی و گرم شدن بیش از حد اجزای یاتاقان، تشدید بیشتر سایش و حتی منجر به تشنج و سوزش می شود.
مشکلات اتصالات ناشی از انبساط حرارتی: در شرایط دمای بالا، درجات انبساط حلقه های داخلی و خارجی متفاوت است که ممکن است منجر به فاصله مناسب اتصالات شود و بر عملکرد طبیعی یاتاقان تأثیر بگذارد. در موارد شدید، حلقه داخلی ممکن است بیش از حد منبسط شود و به صندلی بلبرینگ گیر کند و باعث خاموش شدن تجهیزات شود.
چگونه از خرابی های ناشی از تغییرات دما جلوگیری کنیم
به منظور اطمینان از اینکه بلبرینگ های شیار عمیق می توانند به طور معمول در محیط های با دمای بالا کار کنند و تأثیر انبساط حرارتی را کاهش دهند، روش های زیر را می توان اتخاذ کرد:
ماده یاتاقان مناسب را انتخاب کنید: ضریب انبساط حرارتی ماده یاتاقان مستقیماً بر تأثیر انبساط حرارتی بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. استفاده از مواد با ضریب انبساط حرارتی پایین (مانند فولاد ضد زنگ، آلیاژهای با کارایی بالا و غیره) می تواند تأثیر تغییرات دما را بر اندازه و تناسب یاتاقان کاهش دهد و در نتیجه پایداری یاتاقان را بهبود بخشد.
از فاصله مناسب مناسب استفاده کنید: هنگام طراحی یاتاقان ها، فاصله های مناسب را بر اساس محیط کاری تجهیزات و تغییرات دمایی ذخیره کنید تا اطمینان حاصل شود که اجزای یاتاقان در هنگام افزایش دما تداخل نخواهند کرد یا ساییده نمی شوند. می‌توانید تناسب شل‌تری انتخاب کنید تا بلبرینگ همچنان بتواند در دمای بالا به طور معمول کار کند.
از روغن یا گریس روانکار با دمای بالا استفاده کنید: از روغن روانکار یا گریس طراحی شده برای محیط های با دمای بالا استفاده کنید تا از روانکاری خوب در دماهای بالا اطمینان حاصل کنید. گریس های با دمای بالا عموماً ویسکوزیته بالاتر و پایداری حرارتی بهتری دارند که می تواند به طور موثر اصطکاک و سایش را کاهش دهد.
دمای عملیاتی را کنترل کنید: در حین کار با تجهیزات اطمینان حاصل کنید که دمای محیط کار از حداکثر دمای کار بلبرینگ تجاوز نمی کند. اگر تجهیزات برای مدت طولانی در دمای بالا کار می کنند، می توانید یک سیستم خنک کننده یا اضافه کردن یک دستگاه دفع گرما برای کاهش دمای کار بلبرینگ ها را در نظر بگیرید.
نظارت و نگهداری منظم: به طور منظم وضعیت کار بلبرینگ ها، به ویژه تجهیزاتی که در محیط های با دمای بالا کار می کنند، بررسی کنید. پارامترهایی مانند روغن کاری بلبرینگ، دما و لرزش را بررسی کنید تا مشکلات را شناسایی کنید و تعمیر و نگهداری یا تعویض را به موقع انجام دهید.
بهبود طراحی بلبرینگ: هنگام طراحی یاتاقان ها، مقاومت دمایی بلبرینگ را می توان با افزودن هیت سینک، استفاده از مواد مقاوم در برابر درجه حرارت بالا، یا اتخاذ طرح های مهر و موم متعدد بهبود بخشید. این پیشرفت‌ها می‌توانند تأثیر دما بر یاتاقان را به طور مؤثر کاهش دهند و قابلیت اطمینان آن را در محیط‌های با دمای بالا بهبود بخشند.3
