بلبرینگ مینیاتوری

بلبرینگ مینیاتوری یکی از بلبرینگ های پر مصرف در صنایع مختلف به حساب می آید.بلبرینگ مینیاتوری با توجه به ابعادی که دارند در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند.برای معرفی شرکت های برتر تولید کننده بلبرینگ مینیاتوری می توان به شرکت EZO و شرکت NSK اشاره کرد.
بلبرینگ مینیاتوری به علت ویژگی های خاص و داشتن سایز کوچکتر از حالت عادی در صنایع خاص از آنها استفاده میشود، رنج اندازه بلبرینگ های مینیاتوری از حدود ۱٫۵ میلیمتر شروع شده و تا حدود ۹ میلی متر است که بلبرینگ مینیاتوری را جزو طبقه بندی بلبرینگ های اندازه کوچک تقسیم بندی می شود.

مشخصات بلبرینگ مینیاتوری

وقتی فضای نصب محدود است اما شفت باید با اصطکاک کم، لرزش پایین و دقت مناسب دوران کند، بلبرینگ های معمولی همیشه گزینه قابل استفاده ای نیستند. بلبرینگ مینیاتوری برای همین محدوده طراحی شده است؛ بیرینگی با ابعاد کوچک که در کنار وزن کم می تواند برای سرعت های بالا و حرکت دقیق به کار برود.

در خانواده بلبرینگ های مینیاتوری، مدل های متریک و اینچی، انواع باز، شیلددار و آب بندی شده، مدل های فلنج دار، نمونه های ساخته شده از فولاد کروم یا فولاد ضدزنگ و حتی مدل های دارای اجزای سرامیکی وجود دارد. انتخاب صرفاً براساس قطر داخلی کافی نیست؛ نوع بار، سرعت دوران، دمای کاری، محیط، شیوه روانکاری، لقی داخلی و دقت ساخت نیز روی انتخاب مدل مناسب اثر می گذارند.

تفاوت بلبرینگ مینیاتوری با بلبرینگ معمولی

بلبرینگ مینیاتوری عمدتاً در گروه بیرینگ های ساچمه ای شیار عمیق با ابعاد کوچک قرار می گیرد و برای مجموعه هایی ساخته می شود که وزن و فضای نصب در آن ها محدود است. یکی از دسته بندی های رایج سازندگان، بیرینگ هایی با قطر شفت حدود 1 تا 9 میلی متر را در محدوده بیرینگ های بسیار کوچک و مینیاتوری قرار می دهد. خانواده هایی مانند 60، 62، 63، 67، 68 و 69 در ساختار متریک این محصولات دیده می شوند.

تفاوت اصلی این محصولات با یک بلبرینگ شیار عمیق فقط در اندازه نیست؛ در مدل های مینیاتوری، کنترل تلرانس، لقی داخلی، کیفیت مسیر حرکت ساچمه ها، نوع قفسه و انتخاب گریس یا آب بند می تواند برای دستیابی به دوران نرم و پایدار در ابعاد بسیار کوچک اهمیت بیشتری داشته باشد.

ظرفیت بار بلبرینگ مینیاتوری

کوچک شدن بیرینگ معمولاً با کاهش ظرفیت تحمل بار همراه است، هرچند مقدار واقعی بار مجاز به طراحی هر مدل بستگی دارد. برای نمونه، بلبرینگ 602 در کاتالوگ NSK دارای قطر داخلی 2 میلی متر، قطر خارجی 7 میلی متر و عرض 3.5 میلی متر است و بار دینامیکی پایه آن 425 نیوتن و بار استاتیکی پایه آن 127 نیوتن اعلام شده است.

در مقابل، مدل 609 با قطر داخلی 9 میلی متر، قطر خارجی 24 میلی متر و عرض 7 میلی متر، ظرفیت بار دینامیکی پایه 3700 نیوتن دارد. بنابراین برای انتخاب باید شماره فنی و جدول بار همان مدل بررسی شود.

ساختار بلبرینگ مینیاتوری

ساختار پایه این بیرینگ از رینگ داخلی، رینگ خارجی، ساچمه ها و قفسه تشکیل می شود و با توجه به مدل ممکن است شیلد یا آب بند نیز به مجموعه اضافه شود. قفسه وظیفه نگه داشتن فاصله مناسب ساچمه ها و هدایت آن ها را بر عهده دارد. در برخی مدل های مینیاتوری از قفسه فولادی پرس شده استفاده می شود و در بعضی طراحی ها قفسه پلیمری نیز به کار می رود.

• جنس ساچمه و رینگ بلبرینگ مینیاتوری

برای جنس ساچمه و رینگ بلبرینگ مینیاتوری از فولاد با خلوص بالا، فولاد کروم و فولاد ضدزنگ استفاده می شود. انتخاب فولاد ضدزنگ بیشتر در شرایطی مطرح می شود که مقاومت در برابر خوردگی اهمیت دارد؛ در حالی که ترکیب های دارای ساچمه سرامیکی در برخی کاربردهای سرعت بالا، تجهیزات دقیق و شرایطی که کاهش اصطکاک یا جرم چرخشی اهمیت دارد مورد استفاده قرار می گیرند. این گزینه ها را نمی توان صرفاً براساس قیمت مقایسه کرد، زیرا رفتار هر ساختار به بار، سرعت و محیط کاری وابسته است.

• لقی داخلی بلبرینگ مینیاتوری

لقی داخلی، فضای آزاد موجود میان اجزای بیرینگ پیش از نصب و تحت شرایط تعریف شده است و روی رفتار بیرینگ پس از مونتاژ اثر می گذارد. افزایش یا کاهش لقی را نمی توان به شکل عمومی بهتر یا بدتر دانست؛ مقدار مناسب به سرعت، دما، نوع فیت شفت و هوزینگ و شرایط بارگذاری وابسته است. انتخاب لقی نامناسب می تواند باعث افزایش حرارت، صدای غیرعادی، کاهش دقت دوران یا ایجاد پیش بار ناخواسته شود. به همین دلیل هنگام خرید یک بلبرینگ مینیاتوری دقیق، فقط قطر داخلی و خارجی را اعلام کردن کافی نیست و لقی مورد نیاز نیز باید مشخص شود.

• آب بندی بلبرینگ مینیاتوری

آب بندی تماسی به طور معمول مقاومت بیشتری در برابر نفوذ آلودگی ایجاد می کند، اما تماس آن با رینگ می تواند گشتاور و تولید حرارت را نسبت به ساختار باز یا بعضی شیلدها افزایش دهد. در مقابل، آب بند غیرتماسی تماس مکانیکی کمتری دارد و برای برخی کاربردهای سرعت بالا مناسب تر است. برای همین سازندگان، سرعت مجاز مدل های باز، شیلددار و آب بندی شده را جداگانه تعیین می کنند و نباید از مشخصات یک مدل برای مدل دیگری استفاده کرد.

• ظرفیت بار شعاعی و محوری در بلبرینگ مینیاتوری

بلبرینگ های مینیاتوری شیار عمیق برای تحمل عمده بار شعاعی طراحی می شوند و می توانند مقداری بار محوری را نیز در دو جهت تحمل کنند؛ مقدار آن به هندسه بیرینگ و وضعیت بارگذاری بستگی دارد. برای بارهای ترکیبی، استفاده از ظرفیت بار شعاعی به تنهایی کافی نیست و باید بار معادل بیرینگ محاسبه شود. کاتالوگ NSK برای محاسبه بار معادل در بیرینگ های شعاعی رابطه ای بر پایه مؤلفه های بار شعاعی و محوری ارائه می کند. در نتیجه، انتخاب مدل صرفاً از روی اینکه داخل دستگاه جا می شود برای مجموعه ای با بار واقعی کافی نیست.

بلبرینگ مینیاتوری فلنج دار

بلبرینگ مینیاتوری فلنج دار دارای لبه ای در قسمت بیرونی رینگ است که می تواند موقعیت بیرینگ را نسبت به محل نصب مشخص و فرآیند مونتاژ را ساده تر کند. این مدل زمانی کاربرد دارد که طراحی هوزینگ یا پوسته دستگاه اجازه استفاده از یک بلبرینگ معمولی را نمی دهد یا نیاز است بیرینگ از یک سمت در جای خود مهار شود.

بلبرینگ مینیاتوری فولاد ضدزنگ

در محیط هایی که احتمال خوردگی وجود دارد، فولاد ضدزنگ می تواند نسبت به فولادهای معمولی گزینه مناسب تری باشد. استفاده از این نوع بیرینگ در تجهیزات پزشکی، ابزارهای دقیق، تجهیزات آزمایشگاهی و مکانیزم هایی که در معرض رطوبت یا شرایط خورنده قرار می گیرند متداول است؛ البته مقاومت خوردگی نهایی فقط به جنس رینگ محدود نمی شود و نوع آب بند، روانکار، دما و محیط واقعی کار نیز باید بررسی شود.

همچنین فولاد ضدزنگ به معنای آن نیست که بیرینگ در هر محیط خورنده ای بدون محدودیت کار خواهد کرد. مشخصات دقیق متریال محصول باید از سازنده همان مدل دریافت شود.

بلبرینگ مینیاتوری سرامیکی

در برخی مدل های پیشرفته، به جای استفاده کامل از اجزای فولادی، از ساچمه های سرامیکی مانند نیترید سیلیکون استفاده می شود. جرم پایین تر ساچمه و خصوصیات اصطکاکی این ترکیب می تواند برای سرعت های بالا و برخی کاربردهای دقیق مفید باشد.

NSK نیز استفاده از ساچمه های سیلیکون نیترید را در بخشی از محصولات بسیار کوچک خود ارائه می کند. چنین بیرینگی معمولاً زمانی توجیه دارد که ویژگی فنی آن واقعاً مورد نیاز باشد؛ زیرا قیمت، سازگاری روانکار و شرایط کاری باید هم زمان در نظر گرفته شوند و صرفاً سرامیکی بودن یک محصول دلیل کافی برای انتخاب آن نیست.

کاربرد بلبرینگ مینیاتوری

ابعاد کوچک و قابلیت دوران با سرعت بالا باعث شده این محصولات در طیف متنوعی از تجهیزات استفاده شوند. تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق، موتورها و موتورهای کوچک، تجهیزات پزشکی، هندپیس های دندان پزشکی، سیستم های رباتیک، سرووها، ژیروسکوپ ها، فلومترها و برخی مکانیزم های کنترلی از جمله کاربردها هستند.

عوامل مهم در قیمت بلبرینگ مینیاتوری

قیمت این محصولات تنها به اندازه بیرینگ وابسته نیست. برند، کلاس دقت، جنس، نوع آب بندی، لقی داخلی، فلنج دار بودن، فولاد ضدزنگ یا سرامیکی بودن و تیراژ خرید همگی می توانند روی قیمت اثر بگذارند. مدل های دقیق تر و محصولاتی که برای دور بسیار بالا یا تجهیزات حساس تولید شده اند معمولاً ساختار و کنترل کیفیت متفاوتی دارند. برای همین مقایسه قیمت دو بلبرینگ بدون مقایسه شماره فنی کامل، ممکن است مقایسه دو محصول کاملاً متفاوت باشد. نمونه های عرضه شده در بازار نیز نشان می دهند که مدل های مختلف مینیاتوری با مشخصات و قیمت های متفاوت در دسترس هستند.