بلبرینگ cnc یا Ball bearing ها یکی از اجزای مکانیکی هستند که برای کمک به حرکت روان و بدون اصطکاک در ماشینآلات بزرگ و کوچک ساخته شدهاند. یکی از این ماشینآلات دستگاه cnc است. بلبرینگ دستگاه cnc در اسپیندل آن قرار دارد و به چرخش و حرکت بینقص اسپیندل کمک میکند.
وجود بلبرینگهای مناسب و باکیفیت در اسپیندل یک دستگاه cnc نقش مهمی در میزان عمر و نحوه کارکرد اسپیندل دارد.
در ادامه مقاله با بلبرینگها بیشتر آشنا میشویم، مزایای وجود بلبرینگها را خواهیم دید و دلایل خرابشدن آنها را بررسی میکنیم.
| موضوع |
خلاصه اطلاعات |
| تعریف بلبرینگ CNC |
بلبرینگ CNC جزء مکانیکی برای حرکت روان و بدون اصطکاک در دستگاههای CNC است. |
| اجزای بلبرینگ |
دو رینگ و تعدادی ساچمه که در مسیر بین دو رینگ حرکت میکنند. |
| مزایای بلبرینگ CNC |
کاهش اصطکاک، کنترل ارتعاشات، افزایش سرعت و طول عمر دستگاه. |
| انواع بلبرینگ |
شیار عمیق، خودتنظیم، تماس زاویهای، کف گرد. |
| دلایل خرابی بلبرینگ |
بهپایانرسیدن عمر، بار بیش از حد، عدم روانکاری، عدم تمیزکاری. |
| ضرورت نگهداری |
نگهداری منظم برای جلوگیری از خرابی زودهنگام و افزایش عمر دستگاه ضروری است. |
بلبرینگ cnc چیست؟
بلبرینگ cnc شاید عبارت دقیقی نباشد، در واقع منظور، بلبرینگ اسپیندل دستگاه cnc است؛ بنابراین برای یافتن پاسخ این سؤال ابتدا باید بفهمیم خود بلبرینگ چیست و سپس به بررسی کارکرد آن در دستگاه cnc بپردازیم.
بلبرینگ تشکیل شده است از دو رینگ و تعدادی ساچمه که در مسیر بین دو رینگ حرکت میکنند. بال برینگ (یاتاقان ساچمهای)، یک نوع از انواع برینگ است. در فارسی به برینگ یاتاقان میگویند. یاتاقان یک وسیلهی مکانیکی است که به دو یا چند قطعه اجازه میدهد تا حرکتی خطی یا چرخشی داشته باشند. یاتاقانها طبق مدل کاری و جهت بارهایی که بر آنها وارد میشود، دستهبندی میشوند.
یاتاقانهای چرخشی در موارد مختلفی کاربرد دارند. از قطعات بزرگی چون محور چرخها و شفتهای ماشین تا قطعاتی به کوچکی و دقت ساعت.
- دستگاه بورینگ CNC چیست؟ معرفی کامل دستگاه بورینگ
همانطور که گفتیم مهمترین مؤلفه در یک برینگ، قابلیت کاهش اصطکاک آن است. اما برینگ یا یاتاقان چگونه به کاهش اصطکاک کمک میکند؟ به 4 طریق:
- با بهرهگرفتن از ساختار و شکل خود
- به کمک متریال استفاده شده در ساختش
- با استفاده از روانکارها
- توسط میدانهای الکترومغناطیسی
و یا ترکیبی از همه اینها میتوان از یک برینگ انتظار داشت تا کمترین اصطکاک را برای حرکت قطعات موردنظرتان فراهم کند.
اما یاتاقان انواع مختلفی دارد:
- یاتاقان ساده Plain bearing
- یاتاقان غلتشی Rolling-element bearing (که بلبرینگ از این دسته است)
- یاتاقان مرصع Jewel bearing
- یاتاقان لغزشی Fluid bearing
- یاتاقان مغناطیسی Magnetic bearing
- یاتاقان خمشی Flexure bearing
به نقل از سایت engineering.stackexchange.com یاتاقان خمشی وسیله است که :
It is typically a piece of rubber that is designed to provide support, and it allows some relative motion by bending.
یک قطعه لاستیکی است که برای ارائه پشتیبانی طراحی شده و با خم شدن، مقداری حرکت نسبی را امکانپذیر میکند.
در خصوص بحث خودمان که یاتاقان ساچمهای که زیر مجموعهی یاتاقانهای غلتشی است بگوییم:
- ساختار بلبرینگها بهطوری است که ساچمههای درون آن هم با سطوح ثابت و هم با سطوح در حال چرخش در تماس هستند، اما بهجای مالیده شدن روی آنها، میچرخند.
- از لحاظ میزان اصطکاک عددی بین 0.005 تا 0.125 را بسته به شرایط مختلف، ارائه میدهند.
- از لحاظ سفتی، یعنی از این نظر که در برابر نیروهای مختلفی که به آن اعمال میشود چقدر میتواند شکل خود را حفظ کند، میتوان گفت که قابلقبول است؛ اما ممکن است مقداری سستی وجود داشته باشد.
- از نظر سرعت متوسط تا زیاد است البته به شرطی که خنککاری بهدرستی انجام پذیرد.
- طول عمر بلبرینگها در صورت نگهداری خوب و روغنکاری مرتب، زیاد است.
انواع بلبرینگ CNC
بلبرینگی که در اسپیندل دستگاه cnc استفاده شده، بلبرینگ تماس زاویهای است. اما در این قسمت برای آشنایی شما با سایر انواع بلبرینگ، آنهاها را معرفی میکنیم.
| نوع بلبرینگ |
ویژگیها |
کاربردها |
| شیار عمیق |
تحمل بارهای شعاعی و محوری |
سرعت بالا |
| خودتنظیم |
تنظیم ناهماهنگی شفت |
ماشینآلات کشاورزی |
| تماس زاویهای |
تحمل نیروی محوری بیشتر |
اسپیندل CNC |
| کفگرد |
تحمل نیروی محوری |
بدون تحمل نیروی شعاعی |
یکی از راههای دستهبندی بلبرینگها، طبقهبندی بر اساس راستا و جهت اعمال بار بر آنهاست (که میتواند در راستای شعاع یا محور به بلبرینگ وارد شود) و دیگری شکل ظاهری و کاربرد آنهاست. در ادامه 4 نوع بلبرینگ را کوتاه بررسی میکنیم.
-
بلبرینگ شیار عمیق Deep Groove Ball Bearing
این نوع بلبرینگ با وجود ساختار سادهای که دارد بسیار پرکاربرد است و برای کارکرد در سرعتهای بالا بهخوبی پاسخگو است. خود این نوع بلبرینگ دارای دو زیر دسته تک ردیفه و دو ردیفه میباشد. بلبرینگ شیار عمیق توان تحمل هر دو بار شعاعی و محوری را داراست.
-
بلبرینگ خودتنظیم Self Aligning Ball Bearings
این نوع از بلبرینگ توانایی تنظیم و درستکردن ناهماهنگیها و ناهمراستاییهای شفت را دارد و در ماشینآلات مختلف مثل نوار نقالهها و ماشینآلات کشاورزی کاربرد دارد. این نوع از بلبرینگ هم ممکن است در ساختار برخی از دستگاههای cnc استفاده شود؛ اما فقط در قسمت سفال کش دستگاه cnc.
در مطلب دستگاه cnc چیست در این رابطه بیشتر توضیح دادیم که میتوانید به آن مراجعه کنید.
-
بلبرینگ تماس زاویهای Angular Contact Ball Bearing
بلبرینگ تماس زاویهای همان بلبرینگ مربوط به اسپیندل دستگاه cnc است. در زاویههای مختلف ساخته میشود و نسبت به بلبرینگهای شیاردار تحمل نیروی محوری بالاتری را دارد؛ اما نیروی بار شعاعی را نیز بهخوبی تحمل میکند.
خود این نوع بلبرینگ دارای انواع یک ردیفه، دو ردیفه و چهار نقطه تماس است. در اسپیندل دستگاه cnc از نوع تک ردیفه استفاده شده است.
مزیت این نوع از بلبرینگ که باعث شده بهترین گزینه برای اسپیندل دستگاه cnc باشد، این است که دور بالاست، صدای کم و لرزش ناچیزی دارد.
در بلبرینگ اسپیندل دستگاه سی ان سی، هر چقدر زاویه تماس بیشتر باشد، توان تحمل بارمحوری نیز افزایش پیدا میکند.
-
بلبرینگ کف گرد Thrust Ball Bearing
این نوع بلبرینگ تحمل نیروی محوری بالایی را دارد؛ ولی بههیچعنوان نیروهای شعاعی را تحمل نمیکند. در نوع یکطرفه و دوطرفه موجودند و نوع یکطرفه فقط از یک سمت نیروهای محوری را تحمل میکند.
در سایت nsk.com در این رابطه گفته شده:
Thrust ball bearings are designed to take axial (thrust) loads at high speeds, but they cannot handle any radial loads. These bearings feature bearing washers with raceway grooves in which the balls move.
مزایای بلبرینگ CNC
نبود بلبرینگ در اسپیندل دستگاه cnc عملاً کارکرد آن را مختل میکند. چرا که مزایای زیادی را برای اسپیندل به وجود آورده که بدون حضور بلبرینگ، اسپیندل کارایی کنونی را نداشت و مثل یک موتور ساده بود.
وجود بلبرینگ از چند جهت به اسپیندل دستگاه cnc کمک میکند:
- فشار روی دستگاه را کاهش میدهد.
- بار وارد شده را تعلیق کرده و فشار ناشی از آن را کم میکند.
- ارتعاشات و ضربههای احتمالی وارده را کنترل میکند.
- با اصطکاک بسیار کم خود به بالارفتن سرعت و طول عمر کمک میکند.
تمامی اجزای داخل بلبرینگ از رینگها گرفته تا ساچمههای غلتان، از جنس فولاد کروم دار ساخته شدهاند که سختیپذیری بالایی داشته باشند؛ بنابراین با وجود چرخشهای بیشماری که در طول ماشینکاریهای طولانی دستگاه cnc دارند، باز هم بهخوبی شکل خود را حفظ میکنند و در صورت نگهداری خوب و استفاده از روانکار، بهندرت دچار ساییدگی میشوند.
قبل از صحبت درباره دلایل خرابی بلبرینگ از شما دعوت می کنیم به مقاله بال اسکرو چیست هم سری بزنید
به نقل از سایت www.protolabs.com بلبرینگ cnc اینگونه تعریف شده است:
Not all materials are appropriate to produce slide-bearing parts. Materials should be friction resistant and durable as parts complete repetitive actions, so they must resist wear. The most important consideration is the life cycle – how many rotations or operations are expected? There are other properties to consider, such as compressive loads, desired operating loads and fatigue strength. Environmental conditions such are dirt ingress, corrosion resistance and structural uniformity. Considering all these features will improve the performance of a slide-bearing application.
همه مواد برای تولید قطعات یاتاقان لغزشی مناسب نیستند. مواد باید مقاوم در برابر اصطکاک و بادوام باشند، زیرا این قطعات اقدامات تکراری انجام میدهند و باید در برابر سایش مقاومت کنند. مهمترین نکته چرخه عمر است – چند چرخش یا عملیات انتظار میرود؟ ویژگیهای دیگری نیز باید در نظر گرفته شوند، مانند مقاومت در برابر بارهای فشاری، بارهای عملیاتی مورد نظر و استحکام خستگی. شرایط محیطی مانند نفوذ خاک، مقاومت در برابر خوردگی و یکنواختی ساختاری نیز اهمیت دارند. در نظر گرفتن همه این ویژگیها عملکرد یک کاربرد یاتاقان لغزشی را بهبود میبخشد.
دلایل خرابی بلبرینگ
بلبرینگ مانند تمام قطعات مکانیکی دیگر نیاز به نگهداری و سرویس دورهای دارد. به دلیل همیشه در حرکت بودن اجزای داخلی آن و دقیق حساسبودن ساچمهها، جهت جلوگیری از هزینهها احتمالی باید به حفظ و نگهداری این قطعه توجه ویژهای داشت. در یک دستگاه cnc، خرابشدن بلبرینگ اسپیندل همانا و خوابیدن دستگاه و سفارشها همان. برای جلوگیری از خرابی دستگاه سی ان سی انجام مراقبتهایی مانند روغنکاری اهمیت زیادی دار در مقاله روغن کاری دستگاه سی ان سی اطلاعات جامعی در این باره نوشته شده است.
تعدادی از علل خرابی دستگاه cnc و بلبرینگها را ببینیم:
- بهپایانرسیدن طول عمر بلبرینگ
- اعمال وزن زیادتر از حد تحمل به بلبرینگ
- عدم استفاده از روانکار
- تمیزنکردن دورهای بلبرینگ از پلیسه، تراشه و گردوغبار
- اشتباه جاانداختن بلبرینگ
- اعمال بار با جهت نامناسب (مثلاً بلبرینگ فقط توان تحمل بارمحوری دارد؛ اما به آن بار شعاعی را تحمیل کنیم.)
- اعمال بارمحوری نامطلوب
در این مطلب دیدیم که نبود یک قطعه نسبتاً کوچک به نام بلبرینگ، در یک دستگاه بزرگ cnc تراش یا فرز، چگونه کل فرایند ماشینکاری را مختل میکند. همچنین متوجه شدیم بلبرینگ استفاده شده در اسپیندل دستگاه CNC از نوع تماس زاویهای بوده و کیفیت آن نقش تعیینکنندهای در کارکرد درست اسپیندل دارد. همچنین دیدیم مهمترین اصل برای بهرهوری بالای یک اسپیندل پس از کیفیت بلبرینگ، نگهداری و سرویس آن است.
سخن پایانی
مهمترین اصل در انتخاب و خرید دستگاه CNC مناسب، کیفیت اجزای تشکیلدهنده آن است، مخصوصاً اگر دستگاه cnc تراش دست دوم یا دستگاه cnc فرز استوک میخرید باید مطمئن شوید که اجزای داخلی آن تعویض نشده باشند، یا اگر بر اثر خرابی عوض شدهاند، با قطعات اورجینال و کیفیت بالا جایگزین شده باشند.
اگر برای خرید دستگاه cnc وارداتی و با وضعیت سلامت مطلوب نیاز به مشاوره دارید، ما در کلوت سی ان سی در خدمت شما هستیم. همچنین اگر بدنبال کسب اطلاعات بیشتر درباره دستگاه های تراش cnc هستید مقاله دستگاه تراش CNC چیست و چرا باید از آن استفاده کنیم؟ را مطالعه نمایید.
سوال متداول
- بلبرینگ CNC چه نقشی در عملکرد دستگاههای CNC دارد؟ بلبرینگهای CNC به کاهش اصطکاک و افزایش دقت حرکت قطعات کمک میکنند و باعث افزایش کارایی و طول عمر دستگاه میشوند.
- چگونه میتوان بهترین بلبرینگ CNC را برای دستگاه انتخاب کرد؟ انتخاب بلبرینگ مناسب بستگی به نوع کاربری و نیاز به دقت دارد. برای پروژههای دقیق، بلبرینگهای با دقت بالا و اصطکاک کم مناسبتر هستند.
- آیا نگهداری منظم بلبرینگهای CNC ضروری است؟ بله، نگهداری منظم بلبرینگهای CNC ضروری است تا از خرابی زودهنگام جلوگیری شده و عمر مفید دستگاه افزایش یابد.
- دلایل خرابی بلبرینگ چیست؟ دلایل شامل عدم روانکاری مناسب، اعمال وزن بیش از حد، و عدم تمیزکاری دورهای میشود.
- چگونه میتوان از خرابی بلبرینگ جلوگیری کرد؟ با سرویس دورهای و استفاده از روانکارهای مناسب، میتوان از خرابی زودرس جلوگیری کرد.
بلبرینگها یکی از مهمترین اجزای دستگاه CNC هستند که نقش کلیدی در روانکاری و کاهش اصطکاک دارند. بدون بلبرینگ مناسب، عملکرد دستگاه به شدت تحت تأثیر قرار میگیرد. استفاده از بلبرینگهای باکیفیت میتواند طول عمر دستگاه و دقت کار را بهبود بخشد.