بلبرینگ اسپیندل
نیاز به بلبرینگ ها در صنعت ماشین ابزار
با پیشرفت دستگاه های CNC ، دستگاه های تراشکاری و ماشین ابزار باید دقیق تر و کار آمد تر باشند. هدف کلی بلبرینگ های اسپیندل بهبود حرکت های قطعه اسپیندل است تا بهترین و دقیق ترین عملکرد ماشین ابزار حاصل شود. بلبرینگ ها بر روی سرعت، چرخش، لرزش، دقت و دمای ماشین ابزار تاثیر می گذارد. در نهایت آنها بر روی کیفیت کالای نهایی اثر خواهند گذاشت. ویژگی بلبرینگ های اسپیندل عبارت است از:
- مناسب برای سرعت های بالا
- دقت بالا
- نصب و استفاده به صورت جفت
بلبرینگ های اسپیندل از نوع برینگ تماس زاویه ای و همچنین تک ردیفه هستند. این برینگ ها می توانند به صورت محوری و همینطور شعاعی و یا به صورت ترکیبی نیروها را جذب کنند. همینطور برای نیاز های فوق دقت، استحکام، افزایش سرعت و کاهش اصکاک با توجه به تلرانس خیلی محدودشان مناسب هستند. اسپیندل برینگ ها نمیتوانند از هم باز شوند و برای ترمیم نا هم ترازی های زاویه ای نیز مناسب نیستند. آنها به صورت اصلی نقش بلبرینگ اسپیندل اصلی در ماشین ابزار ها دارند.
اسپیندل برینگ ها و صنعت ماشین ابزار
در صنعت ماشین ابزار نیاز بیش از پیش به شکل دادن مواد مختلف، مسئله استفاده از اسپیندل ها را به وجود می آورد. این قطعه مکانیکی از طریق چرخش با سرعت و فشار بالا می تواند نیاز های صنعت خود را برطرف کند. با توجه به رشد ماشین کاری مدرن، ابزار های ماشین کاری نیاز دارند تا سریع تر، دقیق تر، و با ماندگاری بیشتر ساخته شوند. بلبرینگ ها بخشی حیاتی برای ارتقا و هدایت حرکات اسپیندل هستند. استفاده از بلبرینگ های با کیفیت بالا بازدهی را افزایش می دهد. در نتیجه آن فرسودگی و خرابی های ممکن کمتر خواهد شد.
ویژگی های بلبرینگ اسپیندل
بلبرینگ هایی که به صورت عمده در اسپیندل های دستگاه تراش و به طور کلی ماشین ابزار ها استفاده می شوند، به صورت Self-latching ساخته می شوند. ( وقتی به یک وسیله مکانیکی Self-latching گفته می شود به معنی آن است که به صورت خودکار در یک فرایند مکانیکی چفت یا قفل می شوند. در مورد بلبرینگ ها به این معنی است که به صورت استاندارد قابلیت از هم باز شدن را ندارند. )
آنها علاوه بر نیرو های شعاعی می توانند نیرو های محوری یک طرفه را نیز جذب کنند. اگر یک اسپیندل برینگ به صورت متقارن زاویه ای تنظیم شود قابلیت جذب نیرو های محوری دوظرفه و نیرو های شعاعی را نیز دارا خواهند بود.
استاندارد اسپیندل برینگ ها
استاندارد ابعاد کلی اسپیندل برینگ ها در DIN 628-6 (بلبرینگ تک ردیفه، زاویه تماس های°15و°25 )، DIN 616 (بلبرینگ های غلتشی)، و ISO 15 (بلبرینگ های شعاعی) موجود است که با مراجعه به آنها امکان یافتن ابعاد و مواد تولیدی را در آن یافت.
طراحی بلبرینگ ها
به طور کلی 3 نوع چیدمان برای جفت اسپیندل بیرینگ ها (تماس زاویه ای) موجود است: چیدمان X یا face to face ، چیدمان O یا back to back ، چیدمان نرمال یا tandem. برای مجموعه بیرینگ های ترکیبی تفاوت هایی بین این سه نوع چیدمان وجود دارد.
برینگ ها با چیدمان X لقی بیشتری دارند. در حالی که چیدمان O بسیار مستحکم است و فقط اجازه عبور لقی های کوچک را می دهد. برای چیدمان نرمال نقطه تماس برینگ ها در یک جهت حرکت می کند که فقط قابلیت جذب نیرو های محوری یک طرفه را ایجاد می کند. در این فرآیند بار محوری توسط هر دو بلبرینگ جذب شده و ظرفیت بار محوری افزایش می یابد. در تصویر زیر نحوه چینش بلبرینگ اسپیندل ها و نوع نیرو های جذب شده در هر کدام از آنها مشخص شده.
زاویه تماس بلبرینگ ها
باید در نظر داشت که هر قدر که زاویه تماس بزرگتر شود ظرفیت بار محوری بلبرینگ اسپیندل نیز افزایش می یابد. اندازه زاویه تماس با پسوند های °C=15 و°D=25 و°E=15 تامین می شود. در اینجا Fr نشان دهنده بار شعاعی و Fa نشان دهنده بار محوری هستند. α نیز نشان دهنده زاویه تماس بلبرینگ می باشد. تصویر رو به رو مربوط به یک بلبرینگ اسپیندل یونیورسال می باشد.
پسوند و پیشوند های خاص بلبرینگ اسپیندل
| پسوند | معنا |
|---|---|
| C | زاویه تماس 15 درجه و طراحی داخلی اختصاصی |
| D | زاویه تماس 20 درجه و طراحی داخلی اختصاصی |
| E | زاویه تماس 25 درجه و طراحی داخلی اختصاصی |
| TPA | قفسه لمینت فنولیک |
| U | بلبرینگ یونیورسال، حروف انگلیسی L,M,H نشان دهنده میزان بار اولیه وارده |
| U | بلبرینگ یونیورسال، حروف انگلیسی L,M,H نشان دهنده میزان بار اولیه وارده |
| DU | یک ست بلبرینگ شامل 2 بلبرینگ یونیورسال، حروف انگلیسی L,M,H نشان دهنده میزان بار اولیه وارده |
| TU | یک ست بلبرینگ شامل 3 بلبرینگ یونیورسال، حروف انگلیسی L,M,H نشان دهنده میزان بار اولیه وارده |
| QU | یک ست بلبرینگ شامل 4 بلبرینگ یونیورسال، حروف انگلیسی L,M,H نشان دهنده میزان بار اولیه وارده |
| PU | یک ست بلبرینگ شامل 5 بلبرینگ یونیورسال، حروف انگلیسی L,M,H نشان دهنده میزان بار اولیه وارده |
سرعت اسپیندل برینگ ها
سر عت اسپیندل برینگ به چندین عامل بستگی دارد. از جمله عوامل آن میتوان به اعداد بلبرینگ، میزان گرمای حاصلی از اتلاف، چیدمان بلبرینگ، میزان بار اولیه و روغن کاری اشاره کرد. اگر بلبرینگ اسپیندل ها در شرایط نامناسب در هر یک از 3 چیدمان توضیح داده شده قرار بگیرند سرعت بلبرینگ کاهش می یابد. به همین منظور ضریب کاهش Fr مطابق چیدمان بلبرینگ ها تعریف می شود:
شرکت های برتر تولید کننده اسپیندل بیرینگ
- جی ام ان (GMN) آلمان
- اف آ گ (FAG) آلمان
- اس کا اف (SKF) سوئد
- ان اس کی (NSK) ژاپن