آیا تابحال برای شما هم پیش آمده که بهترین مارک بلبرینگ سوزنی را تهیه کنید اما قطعه در مدت کوتاهی دچار لقی، سایش یا خرابی شود؟ بررسیهای ما نشان میدهد که در بسیاری از این موارد خودِ بلبرینگ مشکلی ندارد و علت اصلی، رعایت نکردن استاندارد سختی شفت و هوزینگ در بلبرینگها است.
انتخاب بلبرینگ مناسب تنها بخشی از مسیر است. در طراحیهای صنعتی بهخصوص هنگام استفاده از بلبرینگهای سوزنی شفت و هوزینگ فقط نقش تکیهگاه را ندارند بلکه مستقیما در عملکرد مکانیزم حرکتی تاثیر گذار هستند. در این مقاله بهصورت دقیق به بررسی سختی شفت بلبرینگ، استانداردهای راکول (HRC) و نقش تعیینکننده سختی هوزینگ در افزایش عمر قطعات میپردازیم.
در بسیاری از طراحیهای جدید گیربکسها و تجهیزات صنعتی برای کاهش حجم و وزن مجموعه کنس داخلی (Inner Ring) بلبرینگ حذف میشود. در این شرایط شفت بلبرینگ سوزنی بهگونهای طراحی میشود که ساچمهها مستقیما روی سطح آن حرکت کنند.
با حذف رینگ داخلی شفت عملا نقش کنس داخلی را بر عهده میگیرد. از دیدگاه مهندسی سطح شفت به شیار غلتش (Raceway) تبدیل میشود. به همین دلیل جنس متریال و عملیات حرارتی شفت باید دقیقا مطابق با مشخصات متالورژیکی یک بلبرینگ استاندارد باشد.
در صورتی که سختی سطح شفت بلبرینگ به اندازه کافی نباشد ساچمههای فولادی سخت مانند یک ابزار برادهبرداری عمل میکنند و بهمرور سطح شفت را دچار سایش میکنند. نتیجه این فرآیند ایجاد لقی، کاهش دقت عملکرد و در نهایت خرابی کل سیستم خواهد بود.
استاندارد سختی سطح شفت چقدر باید باشد؟ (عدد طلایی)
برای اینکه سطح شفت بلبرینگ در برابر سایش ساچمهها دوام کافی داشته باشد لازم است سختی آن به یک مقدار مشخص و استاندارد برسد. بر اساس استانداردهای ISO و DIN یک بازه بهعنوان مقدار ایدهآل شناخته میشود:
بازه طلایی سختی شفت: ۵۸ تا ۶۴ راکول سی (HRC)
این محدوده نقش کلیدی در عملکرد صحیح شفت دارد:
کمتر از ۵۸ HRC: مقاومت سطح در برابر خستگی تماسی (Contact Fatigue) کاهش پیدا میکند و شفت در مدت کوتاهی دچار سایش میشود.
بیشتر از ۶۴ HRC: با وجود کاهش سایش شفت بیش از حد ترد و شکننده (Brittle) میشود و احتمال ایجاد ترک در برابر بارهای ضربهای افزایش مییابد.
رعایت این بازه سختی تعادل مناسبی بین مقاومت در برابر سایش و استحکام مکانیکی شفت ایجاد میکند.
اگر بهدنبال مرجعی معتبر برای خرید انواع بلبرینگ صنعتی، سوزنی، شیار عمیق و تخصصی با تضمین اصالت و مشاوره فنی هستید خرید بلبرینگ با موجودی کامل برندهای معتبر، آماده تامین سریع نیاز صنعتگران و تعمیرکاران است.
اگر شفت نرم باشد عمر بلبرینگ چقدر کم میشود؟
بسیاری از مشتریان ما این سوال را مطرح میکنند که آیا میتوان از شفت معمولی مانند CK45 خام استفاده کرد یا خیر. پاسخ کوتاه خیر است؛ اما کاهش سختی شفت بلبرینگ بهطور مستقیم باعث افت ظرفیت باربری (Load Capacity) و کاهش شدید عمر قطعه میشود. جدول زیر این تاثیر را بهصورت شفاف نشان میدهد:
میزان سختی شفت (HRC)
وضعیت
ضریب سختی
عمر مفید باقیمانده
60 HRC
استاندارد (عالی)
1.00
100٪ – عمر کامل
55 HRC
مرز هشدار
0.75
حدود 50٪
50 HRC
ضعیف
0.50
کمتر از 20٪
45 HRC
بحرانی
0.35
خرابی بسیار زودرس
< 40 HRC
غیرقابل قبول
< 0.20
سایش فوری شفت و ساچمه
همانطور که مشاهده میشود اگر سختی شفت حدود ۵۰ راکول باشد ممکن است در نگاه اول تنها یک کاهش جزئی به نظر برسد اما در عمل عمر بلبرینگ به حدود یکپنجم مقدار استاندارد میرسد. این موضوع نشان میدهد که کاهش سختی شاید هزینه ساخت شفت را کمتر کند اما در مقابل هزینه تعویض بلبرینگ و توقف خط تولید را بهمراتب افزایش خواهد داد.
استانداردهای سختی هوزینگ (Housing Hardness) و نشیمنگاه
در بسیاری از موارد تمرکز اصلی روی سختی شفت قرار میگیرد در حالی که سختی هوزینگ نیز نقش مستقیمی در عملکرد و دوام سیستم دارد. بهطور کلی این موضوع در دو حالت مهم بررسی میشود:
۱. بارهای سنگین و ضربهای
اگر بلبرینگ دارای رینگ خارجی داخل یک هوزینگ نرم مانند آلومینیوم ساده تحت بارهای سنگین یا ضربهای کار کند بهمرور زمان نشیمنگاه دچار تغییر شکل (Deformation) میشود. در این شرایط بلبرینگ در جای خود شروع به چرخش میکند (Spinning) که میتواند به خرابی سریع مجموعه منجر شود. برای چنین کاربردهایی استفاده از هوزینگهای چدنی یا فولادی با تولرانس دقیق توصیه میشود.
۲. بلبرینگ بدون رینگ خارجی
در برخی طراحیهای خاص بلبرینگ سوزنی ساچمهها مستقیما با سطح داخلی هوزینگ در تماس هستند. در این حالت سختی هوزینگ باید مشابه شفت و در بازه ۵۸ تا ۶۴ راکول سی (HRC) باشد. در غیر این صورت سطح هوزینگ دچار گودشدگی شده و در نهایت عملکرد مکانیزم مختل و سیستم قفل خواهد شد.
عمق سختی (Case Depth) و صافی سطح (Ra)
تیم فنی ما همواره تاکید میکند که صرفا داشتن سطح سخت کافی نیست. علاوه بر سختی دو عامل مهندسی مهم دیگر نیز باید بهطور جدی مورد توجه قرار گیرند:
۱. عمق نفوذ سختی (Hardening Depth)
در فرایندهایی مانند سختکاری القایی یا سمانتاسیون سختی باید به عمق مناسبی نفوذ کند. اگر تنها یک لایه بسیار نازک از سطح سخت باشد و مغز شفت نرم باقی بماند تحت فشار بالای ساچمهها لایه سخت دچار ترک شده و از سطح جدا میشود. این پدیده که با عنوان قلوهکن شدن (Spalling) شناخته میشود زمانی رخ میدهد که عمق لایه سخت توان تحمل تنشهای زیرسطحی را نداشته باشد.
۲. صافی سطح (Surface Finish)
حتی بالاترین میزان سختی نیز بدون صافی سطح مناسب کارایی لازم را نخواهد داشت. سطح شفت در محل تماس با بلبرینگ سوزنی باید کاملا سنگزنی و صیقلی باشد و مقدار زبری آن کمتر از Ra < 0.2 µm در نظر گرفته شود. استفاده از شفتی که سخت است اما سطح زبری دارد باعث میشود زبری مانند سوهان عمل کند و بهمرور ساچمهها را دچار سایش و آسیب کند.
چگونه سختی شفت را قبل از خرید بلبرینگ تست کنیم؟ (راهنمای عملی)
برای اطمینان از سختی شفت بلبرینگ میتوان از دو روش عملی استفاده کرد:
۱. روش مهندسی
استفاده از دستگاههای سختیسنج دیجیتال پرتابل دقیقترین روش است. این دستگاهها مقدار سختی را بهصورت مستقیم و با عدد HRC نمایش میدهند و امکان تصمیمگیری مطمئن را فراهم میکنند.
۲. روش کارگاهی (تست سوهان)
در صورتی که به دستگاه سختیسنج دسترسی ندارید میتوانید از یک سوهان فولادی نو و تیز استفاده کنید. سوهان را با فشار ملایم روی بخش غیرحساس شفت بکشید:
اگر سوهان روی سطح لیز خورد و درگیر نشد به احتمال زیاد سختی شفت بالاتر از ۵۸ HRC است و برای استفاده مناسب خواهد بود.
اگر سوهان سطح را خراش داد یا در فلز فرو رفت نشاندهنده پایین بودن سختی شفت است و چنین شفتی برای بلبرینگ سوزنی بدون رینگ داخلی گزینه مناسبی محسوب نمیشود.
اگر شفت ما سخت نبود چه کنیم؟
اگر شفت دستگاه شما از قبل ساخته شده و امکان سختکاری یا سنگزنی آن وجود ندارد نباید اجازه داد ساچمهها مستقیما روی سطح شفت حرکت کنند.
راهحل چیست؟
در چنین شرایطی استفاده از بلبرینگهای سوزنی با رینگ داخلی (Inner Ring) بهترین گزینه است. این رینگها که معمولا با کدهای IR یا LR شناخته میشوند، از فولاد آلیاژی سختکاریشده ساخته شدهاند و روی شفت نرم پرس میشوند. به این ترتیب ساچمهها روی یک رینگ استاندارد و مقاوم حرکت میکنند و شفت اصلی از سایش و خرابی در امان میماند.
اگر بهدنبال خرید انواع بلبرینگ سوزنی با ضمانت اصالت کالا، قیمت مناسب و ارسال سریع به سراسر کشور هستید در صفحه خرید بلبرینگ سوزنی اصل میتوانید این محصولات را همراه با مشخصات فنی کامل، تنوع برند و مشاوره تخصصی پیش از خرید تهیه کنید.
سوالات متداول در مورد شفت بلبرینگ ها
۱. حداقل سختی شفت برای بلبرینگ سوزنی چقدر است؟
حداقل سختی برای عملکرد بهینه ۵۸ راکول سی (58 HRC) است. کمتر از این مقدار باعث کاهش شدید عمر بلبرینگ میشود.
۲. آیا جنس هوزینگ آلومینیومی برای بلبرینگ مناسب است؟
برای بارهای سبک و متوسط بله. اما برای بارهای سنگین یا دماهای بالا آلومینیوم ممکن است تغییر شکل دهد و باعث لقی بلبرینگ شود. در این موارد معمولا از بوشهای فولادی واسط استفاده میشود.
۳. تفاوت سختی راکول C و برینل در چیست؟
سختی راکول سی (HRC) برای فلزات سخت و آبکاری شده (مانند بلبرینگها) استفاده میشود. سختی برینل (HB) معمولا برای فلزات نرمتر یا چدن خام کاربرد دارد. در صنعت بلبرینگ معیار اصلی ما HRC است.
امتیاز شما به این مطلب
نظرات
ثبت نظر جدید
نظرتان را برای ما بنویسید
*
*
*وارد کردن ایمیل یا موبایل الزامیست
*یکی از موارد بالا را وارد کنید یا ایمیل یا موبایل
*
ارسال نظر
یک کد برای نظر ارسال شد.
*
ثبت نظر
*
ثبت نظر
هنوز نظری ثبت نشده است.
ورود
ایمیل یا شماره موبایل*
رمز عبور*
کد امنیتی*
ثبت نام
نام و نام خانوادگی*
ایمیل*
موبایل*
رمز عبور*
کد امنیتی*
فعال سازی کاربر
کد فعال سازی*
کد دریافتی در ایمیل یا پیامک را در این قسمت وارد کنید.
کد امنیتی*
فراموشی کلمه عبور
ایمیل یا شماره موبایل*
شماره همراه یا ایمیل خود را جهت ارسال مشخصات در این قسمت وارد کنید.
