آشنایی با پیش بارگذاری یاتاقان
تعریف: پیش بارگذاری یاتاقان چیست؟
پیش بارگذاری یاتاقان (که پیش‌بارگذاری یا بار اولیه نیز نامیده می‌شود) یک بار فشاری کنترل‌شده است که عمداً به یاتاقان اعمال می‌شود تا از ایجاد تنش‌های داخلی جلوگیری شود. ترخیص کالا و تداخل کمی بین اجزای غلتشی و حلقه‌ها ایجاد می‌کند. پیش بارگذاری تضمین می‌کند که تمام اجزای غلتشی در تمام شرایط عملیاتی در تماس مداوم با حلقه‌ها هستند و مقدار اندک لقی داخلی را که در غیر این صورت وجود داشت، از بین می‌برد. این امر یک سیستم یاتاقان سفت‌تر و دقیق‌تر با توزیع بار بهبود یافته و مقاومت در برابر ارتعاش ایجاد می‌کند.
پیش بارگذاری در کاربردهایی که نیاز به استحکام بالا، موقعیت‌یابی دقیق شفت یا کار با بارهای متغیر یا نوسانی دارند، ضروری است. این یک روش استاندارد در اسپیندل‌های ماشین ابزار، ابزار دقیق و ماشین‌آلات پرسرعت است که در آنها بی‌ثباتی پیشگیری حیاتی است.
هدف و مزایا
۱. افزایش سفتی
مزیت اصلی پیش بارگذاری:
- حذف فضای خالی که باعث انحراف تحت بار می‌شود
- تمام عناصر غلتشی در تماس با هم، بار را در تمام عناصر توزیع می‌کنند
- سختی یاتاقان می‌تواند در مقایسه با یاتاقان بدون پیش بارگذاری، 2 تا 5 برابر افزایش یابد.
- کاهش انحراف شفت و بهبود استحکام سیستم
۲. دقت و صحت بهبود یافته
- از بین می‌برد انحراف شفت از لقی یاتاقان
- موقعیت‌یابی دقیق و تکرارپذیر شفت را فراهم می‌کند
- حیاتی برای ماشین آلات دقیق (ماشین آلات، ابزار اندازه گیری)
- کاهش می‌دهد لرزش از اثرات مربوط به پاکسازی
۳. جلوگیری از لغزندگی
- تضمین می‌کند که عناصر غلتشی واقعاً می‌غلتند و لیز نمی‌خورند
- به ویژه در بارهای سبک یا سرعت‌های بالا اهمیت دارد
- لغزش باعث سایش سریع یاتاقان و آسیب سطحی می‌شود
- پیش بارگذاری، نیروی تماسی کافی را برای غلتش خالص حفظ می‌کند.
۴. کاهش نویز
- صدای تق‌تق ناشی از فضای داخلی را از بین می‌برد
- عملکرد بی‌صداتر و روان‌تری را ارائه می‌دهد
- برای کاربردهای نزدیک پرسنل یا تجهیزات حساس مهم است
۵. افزایش پایداری
در دینامیک روتور:
- افزایش سختی یاتاقان سرعت‌های بحرانی
- بهبود می‌یابد میرایی ویژگی‌ها
- از ناپایداری‌های ناشی از یاتاقان جلوگیری می‌کند
- کاهش حساسیت به ارتعاشات خارجی
انواع پیش بارگذاری
۱. پیش بارگذاری ثابت (صلب)
پیش‌بار ثابت صرف نظر از دما یا سرعت:
- روش: فاصله‌دهنده‌ها، واشرها یا مهره‌های قفلی که در موقعیت خاصی قرار گرفته‌اند
- ویژگی‌ها: استحکام بالا، کنترل دقیق
- محدودیت‌ها: می‌تواند با افزایش دما، خطر اضافه بار افزایش یابد
- Applications: اسپیندل ماشین ابزار، تجهیزات دقیق
۲. پیش بارگذاری فنری (الاستیک)
پیش‌بار توسط فنرها حفظ می‌شود و امکان جبران حرارتی را فراهم می‌کند:
- روش: فنرهای موجی، واشرهای Belleville یا فنرهای مارپیچی
- ویژگی‌ها: رشد حرارتی را بدون بارگذاری بیش از حد در خود جای می‌دهد
- مزایا: تحمل بیشتر در برابر تغییرات دما
- Applications: کاربردهایی با تغییرات دما، الزامات دقت کمتر بحرانی
روش‌های پیش‌بارگذاری
پیش بارگذاری محوری (رایج‌ترین)
نصب رو در رو یا پشت به پشت
- دو یاتاقان تماس زاویه‌ای که روبروی هم نصب شده‌اند
- نیروی محوری اعمال شده، یاتاقان‌ها را به سمت هم هل می‌دهد
- حذف لقی محوری در هر دو جهت
- استاندارد برای ماشین‌های ابزار و کاربردهای با دقت بالا
پیش بارگذاری قابل تنظیم
- مهره قفلی یا نگهدارنده رزوه‌دار برای تنظیم پیش‌بارگذاری تنظیم شده است
- اندازه‌گیری شده توسط گشتاور، نیروی محوری یا افزایش دمای یاتاقان
- قابل تنظیم در حین مونتاژ یا نگهداری
پیش بارگذاری شعاعی
- تداخل بین شیارها و شفت/محفظه باعث ایجاد فشار شعاعی می‌شود
- عناصر غلتشی به صورت شعاعی بین رینگ‌ها فشرده می‌شوند
- کمتر از پیش بارگذاری محوری رایج است
- در برخی از یاتاقان‌های آب‌بندی شده و کاربردهای خاص استفاده می‌شود
انتخاب مقدار پیش بارگذاری
پیش بارگذاری سبک
- نیرو: 1-5% از امتیاز بار دینامیکی یاتاقان
- Benefits: سفتی بهبود یافته با حداقل افزایش اصطکاک
- Applications: ماشین آلات دقیق عمومی
پیش بارگذاری متوسط
- نیرو: 5-10% از رتبه بندی پویا
- Benefits: سختی بالا، دقت خوب
- Applications: اسپیندل ماشین ابزار، درایوهای دقیق
پیش بارگذاری سنگین
- نیرو: 10-20% از رتبه بندی پویا
- Benefits: حداکثر سختی و پایداری
- محدودیت‌ها: اصطکاک بالا، تولید گرما، کاهش طول عمر
- Applications: کاربردهای فوق دقیق، الزامات سختی بالا در سرعت پایین
معایب و ملاحظات
افزایش اصطکاک و گرما
- پیش بارگذاری، بارهای تماسی و اصطکاک را افزایش می‌دهد
- افزایش دمای عملیاتی (معمولاً ۵ تا ۲۰ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای بدون پیش‌بارگذاری)
- دمای بالاتر تخریب روانکار را تسریع می‌کند
- ممکن است نیاز به خنک‌سازی یا روانکاری پیشرفته داشته باشد
کاهش عمر بلبرینگ
- پیش بارگذاری به بارهای عملیاتی اضافه می‌شود
- محاسبه عمر یاتاقان باید شامل اثر پیش‌بار باشد
- پیش بارگذاری بیش از حد می‌تواند عمر مفید را به طور چشمگیری کاهش دهد
- بده بستان: سختی/دقت در مقابل عمر
حساسیت حرارتی
- پیش‌بار ثابت با افزایش دما افزایش می‌یابد (انبساط تفاضلی)
- اگر رشد حرارتی در نظر گرفته نشود، می‌تواند منجر به اضافه بار شود
- پیش بارگذاری فنر، تغییرات حرارتی را در خود جای می‌دهد
- طراحی باید محدوده دمای عملیاتی را در نظر بگیرد
کاربردها
جایی که پیش بارگذاری ضروری است
- اسپیندل‌های ماشین ابزار: سنگ زنی، فرزکاری، اسپیندل های تراشکاری که نیاز به دقت و استحکام دارند
- تجهیزات پرسرعت: جلوگیری از لغزش و ناپایداری
- ابزار دقیق: تجهیزات اندازه‌گیری، سیستم‌های نوری
- بارهای نوسانی: کاربردهایی با معکوس کردن بار یا بارهای متغیر
- بارهای گشتاوری: یاتاقان‌هایی که تحت تأثیر گشتاورهای کج‌شوندگی قرار می‌گیرند
جایی که پیش بارگذاری توصیه نمی‌شود
- کاربردهای دمای بالا (خطر اضافه بار حرارتی)
- سرعت بسیار بالا (مشکلات اصطکاک و گرما)
- بارهای ضربه‌ای سنگین
- وقتی عمر طولانی یاتاقان بر سختی آن اولویت دارد
- کاربردهای صنعتی عمومی که در آنها دقت حیاتی نیست
پیش‌بارگذاری یاتاقان ابزاری قدرتمند برای افزایش عملکرد سیستم یاتاقان است که باعث افزایش سختی، بهبود دقت و جلوگیری از لغزش و بی‌ثباتی می‌شود. با این حال، برای دستیابی به عملکرد بهینه برای هر کاربرد خاص، باید با دقت مشخص و اعمال شود و در نظر گرفتن معایب آن با افزایش اصطکاک، گرما و کاهش احتمالی عمر مفید، مد نظر قرار گیرد.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 