ياتاقانهای غلتشی

يک ياتاقان غلتشی که در موتورها و چرخ دنده آسانسورهای قديمی تر مورد استفاده قرار می گرفته است . حلقه يا زنجير که در نقشه نشان داده شده است . عملاً به مانند يک پمپ ، روغن را بالای شفت می آورد و آن را بين شفت و ياتاقان جاری می کند . ماده ای که ياتاقان از آن ساخته شده است اغلب ببيت ( فلز ضد اصطحکاک ) است ، مشابه موادی که برای بستن سيم بکسل ها استفاده می شود . نام ببيت به ياد مهندسی که سالها پيش اين ماده را توليد کرد ، نامگذاری شده است . اين ماده دارای خواص مطلوب متعددی می باشد که باعث شده ماده بسيار مناسبی برای ياتاقانها باشد ، مهمترين خاصيت اين ماده متخلخل بودن آن است . اين خاصيت باعث جذب آلودگيها ( آلاينده ها ) موجود در روغن به داخل خلل و فرج ها می شود که اين مسأله باعث جلوگيری از آسيب به شفت می شود . به ياد داشته باشيد که هميشه بايد لايه نازکی از روغن بين شفت و ياتاقان وجود داشته باشد . مادامی که اين لايه از روغن وجود داشته باشد ، ياتاقان بدون آسيب و خرابی سالهای سال به کار خود ادامه می دهد . با اين وجود بدون روغن تنها چند دقيقه قادر به عمل کردن می باشد . به همين منوال ، آلوده و کثيف بودن روغن باعث خرابی زودرس ياتاقان می شود . استفاده از روغن تميز ( بدون آلاينده ها ) با گرانروی مناسب فاکتور بسيار مهمی در نگهداری و جلوگيری از آسيب به قطعات می باشد . يکی از شايع ترين انواع دنده های کاهنده در آسانسورها شيار مارپيچی پينيون است . اين نوع دنده کاهنده ، دارای حرکتی لغزان بين چرخ دنده و شيار مارپيچی است و بنابراين نياز به روانکارهای خاصی دارد که دارای افزودنی های مناسب برای فشارهای بالا باشد . سطح روغن برای شيار مارپيچی بسيار حياتی است . ميزان خيلی کم روانکار ناکافی خواهد بود و همچنين ميزان بيش از حد روانکار نيز باعث ايجاد کف زيادی خواهد شد ، توليد کنندگان اين نوع کاهنده ها ، اصرار زيادی برای رعايت کردن ميزان روغن توصيه شده دارند . اغلب توليد کنندگان پيشنهاد می کنند که روغن هر يک تا سه سال بنا به ميزان سرويس و محيط کاری تعويض گردد و برای هر کار زمانبندی منظم تعويض روغن پيش بينی شود . اگر روغن آلوده گردد يا ايجاد کف بيش از حد نمايد تعداد تعويض ها بايد بيشتر شود . اگر قرار باشد جعبه دنده تميز گردد اين کار حتماً بايد توسط روغن انجام شود . به زبان ديگر بهتر است روغن را دوباره طی دو روز تعويض کنيد

مزایای یاتاقان های غلتشی :

1. ممان اصطکاکی در شروع حرکت کمتر است .

2.از لحاظ نگه داری و سیستم روغن کاری ساده تر است .

3. در واحد عرض میزان تحمل نیرو بیشتر است .

4. از لحاظ ابعاد و کیفیت و عمر مفید استاندارد شده است .

5. در بازار در دسترس است .

عمر یاتاقان غلتشی

عمریک  یاتاقان غلتشی به کل تعداد سیکل های تنش و بار هایی که به اجزای غلتشی وغلتک های یاتاقان وارد می شود بستگی دارد.روش استاندارد شده محاسبه تنش های دینامیکی یاتافان بر پایه ویژگی خستگی مواد  تشکیل دهنده یاتاقان که باعث خرابی در یاتا قان  میشود،می باشد. خستگی معمولی با پوست پوست شدن وورق ورق شدن در سطح یاتاقان آشکار خواهدشد.

علل خرابی یاتاقان

1-خرابی ناشی از جازدن

خرابی محلی در شیار های یاتاقان ناشی از عیب جازدن یاتاقان می باشد.این خرابی برای نمونه زمانی رخ می دهد که رینگ داخلی یاتاقان غلتشی استوانه ای به خوبی در رینگ خارجی آن حا زده نشود و یا نیروی جا زدن یاتاقان در وسط اجزای یاتاقان وارد شود.

حوزه بار رینگ یاتاقان، ناشی از بارهای  خارجی اعمال شده وشرایط گردش یاتاقان است که این حوزه  با کدر شدن شیار های یا تا قان مشخض میشود.

شیار های غیر عادی روی یا تاقان،ناشی ازپیشبار  مخربی است که از جا زدن خیلی محکم یا تاقان ویا تنظیم غیر دقیق یا تاقان روی محور ،می باشد.

 2-آلودگی

ذرات خارجی که روی سطح یا تاقان قرار می گیرند موجب خستگی زودرس در یاتاقان می شوند.ذرات خارجی که دارای خاصیت سایندگی هستند خرابی یاتاقان را تسریع می بخشند وباعث خشن شدن سطوح و کند شدن یاتاقان می شوند.سایش زیاد موجب لقی بیش از اندازه در یاتاقان می شود.

انواع آلودگی ها:

1-قطعات آلوده

2-گرد وخاک

3-درز گیری نا کافی

4-روانساز های آلوده

5-خرده فلز های قطعات دیگر که همراه روانساز ها به یاتاقان منتقل میشود.

 3-خوردگی

خوردگی در یاتاقان های غلتشی ممکن است به شکل های مختلف وبه دلایل گوناگون رخ دهد. خراب ناشی از خوردگی با سر وصدایاتاقان هنگام   کارکردن آشکار می شود.زنگ زدگی حاصل از خوردگی توسط اجزای یاتاقان ساییده می شوند وباعث سایش سطح یاتاقان می شود.

عوامل خوردگی:

1-آببندی نا کافی در برابر رطوبت و بخا ر آب

2- روانساز هایی که حاوی اسید می باشند

3-محیط نامناسب انبار نگهداری یاتاقان ها

سایش ساچمه ها با شیار یاتاقان با خراش هایی در سطح غلتک یا تا قان ظا هر می شود. این خراش ها در مقایسه با دندانه شدن اجزای یاتاقان در اثر نصب نا مناسب  دارای لبه های برآمده نیستند

سایش میان  ساچمه هاو  شیار یاتاقان در اثر ارتعاشات در سطح هایی از یا تاقان که ساکن هستند باعث ساییدگی شدید می شوند.چنین خرابی در ماشین هایی که در حال سکون در معرض ارتعاشات هستند به وجو د خواهد آمد که راه بر طرف کردن آن ایجاد لبه های مناسب در یاتاقان ویا استفاده از ابزار مناسبی برای محافظت یا تاقان در هنگام دوران  می باشد.

خوردگی که سطح یاتاقان را از میان می برد در سطوحی رخ می دهد که انطباق آن ها با سایر اجزاء به صورت آزاد می باشد.حرکت های ریزی که در چنین سطوحی رخ می دهد با عث سایش زیادی می شود که حرکت یا تا قان را کند کرده وبه  سطح محور آسیب می رساند. را ه حل بر طرف کردن این مشکل استفاده از انطباق محکم میان این سطوح می باشد.

4- عبور جریان الکتریسیته

عبور مداوم جریان الکتریسیته از یاتاقان باعث ایجاد خراش های قهوه ای رنگ موازی با محور در تمام محیط غلتک و سایر اجزای غلتشی یاتاقان می شود.

 5-روانسازی ناقص

روانسازی ناقص در اثر تامین نا کافی روانساز ویا استفاده از روانسازهای نا مرغوب  ایجاد می شود.

اگر لایه روغن کافی میان سطوح تامین نشودکه  حرکت لغزشی وسایش به وجود خواهد آمدکه علت تشکیل حفره های ریز و پوست پوست شدن سطح در غلتک های یاتا قان می باشد در مواردی که عمل روانسازی بیش از اندازه انجام می شود ،روانساز به دلیل حرکات شدید یاتاقان گرم شده وخاصیت خودرا از دست می دهند وبا عث  خرابی شدید در یا تاقان می شوند .از نگهداشتن روانساز ها در یاتاقان به خصوص در سر عت های بالا بپر هیزید.

طراحي محفظه ياتاقان

در بيشتر موتورهايي كه داراي ياتاقانهاي غلتشي قابل گريسكاري هستند دو نوع طراحي محفظه ياتاقان به چشم مي خورد. بيشتر موتورها به صورت Same-Side ساخته مي شود و تعداد كمتري نيز به صورت Flow-Through طراحي مي شوند.

چهارنوع اصلي ياتاقان

Open face bearing:

این نوع از پوسته داخلي، خارجي، ساچمه ها و قفس ساچمه ها تشكيل شده است. اين ياتاقان به دليل نداشتن صفحات محافظ، گريس را درون خود حفظ نكرده و بنابراين براي روانكاري به حفره گريس نياز دارد.                                                

Single- shielded bearing:

اين ياتاقانها تنها در يك سمت داراي يك صفحه محافظ فلزي بوده و به طور معمول ياتاقان به گونه اي نصب مي شود كه سمت داراي صفحه فلزي رو به سيم پيچي موتور قرار مي گيرد. اين گروه نيز قابليت روانكاري مجدد با گريس را داشته و فواصل گريسكاري آن نيز مشابه ياتاقانهاي open-face است .                      

Double shielded bearing:

 در اين ياتاقان، هر دو سمت ياتاقان داراي صفحه محافظ فلزي بوده كه در نتيجه گريس را بين اين دو صفحه نگه مي دارد. شكاف هواي كوچكي كه بين پوستة داخلي و صفحات محافظ وجود دارد اجازه مي دهد كه در فواصل طولاني، حجم مشخصي از روغن، بين گريس موجود در حفره و گريس موجود ميان صفحات محافظ، در جريان باشد.

در مورد اينكه آيا مي توان اين ياتاقان ها را گريسكاري كرد ابهام وجود دارد. تاكنون گريسكاري در ياتاقان هاي Double shielded با مشكلي مواجه نشده است.

Sealed bearings:

 اين ياتاقانها به جز يك مورد استثنا، كاملاً شبيه Double shielded ها هستند. پوستر داخلي در اين ياتاقانها در برابر آب بندها سُرخورده كه در نتيجه موجب حذف شكاف هوا بين آب بندها و پوسته داخلي مي شود. اين ياتاقان نمي تواند مجدداً گريسكاري شود.

مزایای یاتافانهای لغزشی نسبت به غلتشی

1-                زمانی كه محور تحت بارهای مداوم و ثابت قرار می گیرد قسمتهای تحت بار یاتاقان تحت تنش ثابت قرار می گیرند كه موجب كاهش خطر معیوب شدن در اثر خستگی می شوند

2-                چناچه یاتاقانهای لغزشی از مواد مناسب ساخته شده باشند قادر خواهند بود در داخل مایع مورد پمپاژ كار نموده و روانكاری و خنك كاری شوند.

3-                 توسط روانكاری و روغنكاری مناسب در سرعت های بالا یاتاقانهای لغزشی نسبت به یاتاقانهای غلتشی می توانند بارهای بیشتری را تحمل كنند.

بررسی معایب یاتاقانهای لغزشی نسبت به غلتشی                  :

1-    ضریب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر یاتاقانهای غلتشی است و این امر موجب اتلاف پر هزینه می شود

2-     غالب ضریب اصطكاك بیشتر دمای روانسازی را تا حدی افزایش می دهد كه نسب سیستمهای دقیق وپرهزینه خنك كاری را اجتناب ناپذیر می سازد

بررسی علل خرابی یاتاقانهای لغزشی

1-    روغنكاری نامناسب :این پدیده شامل كیفیت روانساز مورد استفاده و همچنین دفعات تعویض روغن میباشد

2-     خنك كاری نا مناسب روانساز :این پدیده در اثر اشكال در سیستم خنكاری یا قصور اپراتور در باز كردن شیر مستقیم مایع خنك كننده قبل از راه اندازی پمپ بوجود می اید

3-     عدم هم محوری چناچه پمپ جهت تعمییر یا نگهداری پیاده شود این اشكال بعد از سوار نمودن آشكار می شود عدم هم محوری می تواند در اثر ماندن آلودگی بین پایه یاتاقان و محفظه پمپ ویا با توجه به ناهمواریها در اثر ضربه یا سفت نمودن غیر یكسان مهره ها حاصل شود همچنین ممكن است در اثر بار های اضافی وارده بر یاتاقانها ،خم شدن محور یا برخورد فلزی بین قطعات ثابتوچرخیدن كه غالبا منجر به سایش زیاد و گیر پاژ می شود حاصل گردد. عدم هم محوری، از بیرون خود را توسط حرارت زیاد و محفظه یاتاقان شكار می سازد.

4-     پیچهای شل: منبع دیگر مشكلات كه توسط یاتاقان بوجود می آید زمانی است كه پیچهای نگهدارنده پایه یاتاقان بطور یكسان و كافی سفت نشده اند و یا در حین كار پمپ شل شده اند در این موارد ممكن است یاتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروی رینگهای پروانه یا آب بند وارد شود.

معایب یاتاقانهای لغزشی نسبت به غلتشی

·       ضریب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر یاتاقانهای غلتشی است و این امر موجب اتلاف پر هزینه می شود.

·       غالب ضریب اصطكاك بیشتر دمای روانسازی را تا حدی افزایش می دهد كه نسب سیستمهای دقیق وپرهزینه خنك كاری را اجتناب ناپذیر می سازد.

علل خرابی یاتاقانهای لغزشی

1-    روغنكاری نامناسب :این پدیده شامل كیفیت روانساز مورد استفاده و همچنین دفعات تعویض روغن میباشد

2-     خنك كاری نا مناسب روانساز :این پدیده در اثر اشكال در سیستم خنكاری یا قصور اپراتور در باز كردن شیر مستقیم مایع خنك كننده قبل از راه اندازی پمپ بوجود می اید

3-     عدم هم محوری چناچه پمپ جهت تعمییر یا نگهداری پیاده شود این اشكال بعد از سوار نمودن آشكار می شود عدم هم محوری می تواند در اثر ماندن آلودگی بین پایه یاتاقان و محفظه پمپ ویا با توجه به ناهمواریها در اثر ضربه یا سفت نمودن غیر یكسان مهره ها حاصل شود همچنین ممكن است در اثر بار های اضافی وارده بر یاتاقانها ،خم شدن محور یا برخورد فلزی بین قطعات ثابتوچرخیدن كه غالبا منجر به سایش زیاد و گیر پاژ می شود حاصل گردد. عدم هم محوری، از بیرون خود را توسط حرارت زیاد و محفظه یاتاقانآشكار می سازد

4-     پیچهای شل: منبع دیگر مشكلات كه توسط یاتاقان بوجود می آید زمانی است كه پیچهای نگهدارنده پایه یاتاقان بطور یكسان و كافی سفت نشده اند و یا در حین كار پمپ شل شده اند در این موارد ممكن است یاتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروی رینگهای پروانه یا آب بند وارد شود

مزایای عمده یاتاقانهای غلتشی

1-    هزینه اولیه كم می باشد

2-     آنها میتوانند بدون مراقبت با پریودهای طولانی كار كنند

3-     انها معمولا نیبت به یاتاقانهای لغزشی با وظیفه مشابه محفظه های كوچكتر و كم هزینه ای لازم دارند               .

4-     بمنظور تعویض سریع می توان از منابع متنوعی استفاده كرد

5-     موجب صرفه جویی انرژی می شوند .تعویض روانساز بدلیل ضریب اصطكاك كم به دفعات بسیار كمتری نسبت به یاتاقانهای لغزشی انجام می شود و بیشتر یاتاقانهایغلتشی توسط روانكار داخلی با درپوش آببند تهیه شده كه برای عمر كاری انها كافی است                    .

معایب یاتاقانها غلتشی

·        حلقه و تمام اجزائ چرخشی در معرض تنشهای متناوب و سریع می باشند كه باعث عیب ناشی از خستگی می شود.

·        بسیاری از یاتاقانهای لغزشی هنگام منتاژ و دمنتاژ نیازمند احتیاط زیاد و مراقبتهای ویژه ای هستند

·        نیازمند مراقبتهای ویژهای از نظر میزان روانساز می باشند.

ياتاقانهای ضد اصطکاک

اغلب بلبرينگها و رولربرينگ هائی که برای کاهش اصطحکاک در 25 سال گذشته بر روی تجهيزات آسانسور نصب شده اند برای تمامی مدت عمر دستگاه آب بندی شده اند و نياز به روانکاری ندارند . ياتاقانهای موجود در گيربکس ممکن است به وسيله روغن چرخ دنده روانکاری شوند يا دارای درپوشهای فشاری يا گريس خور باشند . بلبرينگها و رولربرينگها ، اغلب به خاطر روانکاری نادرست يا بيش از حد مورد نياز آسيب می بينند تا به علت فقدان روانکاری هنگامی اين ياتاقانها در جعبه دنده قرار دارند ، روغن داخل جعبه دنده به طور معمول روانکاری کافی را برای اين ياتاقانها فراهم می کند . ياتاقانهای روی موتورها و گيربکسهای دارای ياتاقان در دو سمت فلکه ممکن است دارای درپوشهای روغن کاری باشند . اشتباه در برداشتن درپوشهای اطمينان ، هنگام استفاده از پمپ گريس باعث آسيب ديدن کاسه نمدها و ياتاقانها می شود . طرز انجام اين رويه در شکل ( 1 ) نشان داده شده است و از اين رويه هنگام روانکاری ياتاقانهای ضد اصطحکاک با بستهای فشار بايد پيروی شود . تنها مقدار کمی از گريس عملاً قطعات غلتان را روانکاری می کند . بقيه گريس پاک شده و غير فعال باقی می ماند . اين مطلب باعث اکسيده شدن و خراب شدن قطعه در طول زمان در اثر دما می شود . و آنگاه اگر از اين محصول در ياتاقانها استفاده شود باعث خرابی دائم قطعه می شود . به همين منوال اگر محفظه ياتاقان به طور کامل پر شود آنگاه حرکت خروشان باعث بالا رفتن بيش از حد دما و آسيب رساندن به گريس می شود که اين نيز به نوبه خود باعث خرابی ياتاقانها می شود .

روانكاری یاتاقانهای غلتشی

روانكاری نا مناسب باعث می شود یاتاقانها خیلی سریع فرسوده شوند بطور مثال روانكاری بیش از حد می تواند باعث كوتاه شدن عمر یاتاقان گردد.روانكاری بیش از حد سبب داغ شدن یاتاقانها می گردد و در نتیجه میزان اكسید اسیون روانساز افزایش پیدا می كند و این پدیده موجب معیوب شدن زودرس یاتاقانها می شود            .

معایب ناشی از روغنكاری نامناسب خود را به چند روش نشان میدهد:

1-      نبود روانساز در محفظه یاتاقانها

2-      وجود آب در روانسازو محفظه یاتاقانها

3-      تغییر جلای حلقه ساچمه ها

4-      پریدگی بر روی شیارها و ساچمه ها

5-      خراشهای موئین بر روی حلقه ها

6-      حرارت ایجاد شده در اثر نبود روانساز

برای جلوگیری از این موارد بسیاری از كارخانه های سازنده روانكاری با گریس و روغن را توصیه می كنند.

مزایای گریس

1-    گریس میتواند بدون محفظه خاصی ابقاء شود حتی در محورهای عمودی

2-     بعضی گریسها با پایه كلسیم می توانند عایقی برای رطوبت باشند.

3-     بعضی گریسها با پایه لیتیم می تواند یاتاقان را از خوردگی شیمیای حفظ كنند

4-     گریسهای سنگین، پوششی در برابر مواد آلوده كننده هستند

5-     گریسها نسبت به روغنها به دفعات كمتری نیاز به تجدید گریسكاری دارند.

معایب گریس كاری

1-                خنك كاری موثر یاتاقانهای كه با گریس روانكاری می شوند مشكل است و این پدیده مانعی برای استفاده از گریس در دورهای بالا می باشد

2-                انتخاب گرانروی گریس با توجه به استفاده ان در دماهای متغییر قابل توجه می باشد و در نتیجه گریسها را برای محیطهایی كه نوسانات دمایی زیادی دارند مناسب نمی باشد                     .

3-                مشخص كردن میزان واقعی گریس برای یاتاقانها بسیار مشكل است و باعث روانكاری زیاد یا كم یاتاقانها می گردد

این حالت در فواصل زمانی طولانی و به دلیل جذب گرد و غبار و رطوبت یا اکسید شدن اتفاق می افتد.
تخریب شیمیایی:

روغن

مزایای عمده روانكاری با روغن:

2-    سطح روغن را براحتی می توان كنترل نمود و ثابت نگه داشت                  

3-     روغن می تواند براحتی خنك شود و در واقه استفاده از روغن در دورهای بالا بسیار مفید است برای خنك كاری.

4-     عمده روغنها دارای گرانروی بالای هستند و این امر باعث استفاده انها در رنجهای متغییر دمای می شود.

5-     تعویض روغن به مراتب اسان تر از تعویض گریس است

6-     برخی روغنها ضریب اصطكاك كمتری نسبت به گریس دارند و این خاصیت باعث كاركرد مناسب انهادر سرعتها بالا می شود.

معایب روغن

1-    بسیار پر هزینه است چون نیاز به مكتنیكال سیل دارد

2-     نیازمند تعویضهای بسیار بیشتر از گریس می باشد

3-     برای محورهای عمودی نیازمند طراحی دقیق و پرهزینه محفظه یاتاقان می باشد

4-     برای محیطهای مرطوب و خورنده نسبت به گریس از مرغوبیت كمتری برخودار است.