آنچه که ......

مفاهيم اوليه:

مفاهيم مربوط به ياتاقانها ساده مي باشند چرخهاي ماشين شما مانند يک ياتاقا ن بزرگ عمل مي کنند. اگر شما چيزي مانند اسکيت را بجاي چرخهاي اتومبيل تان مورد استفاده قرار دهيد، اتومبيل تان به سختي خوا هد توانست از يک سرازيري به پايين جاده حرکت کند. زيرا وقتي که اشياء مي لغزند اصطکاک بين آنهاباعث ايجاد نيرويي مي شود که تمايل به کاهش سرعت آن شئ دارد، اما اگر دو سطح بتوانند نسبت به هم بغلتند اصطکاک به مقدار چشم گيري کاهش مي يابد.

يک ياتاقان ساده شبيه چيزي است که در چرخ اسکيت يافت مي شود .

ياتاقانها بوسيله ي لايه هاي فلزي داخلي وخارجي ونيز غلتک يا ساچمه ها ي فلزي صيقلي که نسبت به هم مي غلتند ،اصطکاک را کاهش مي دهند. اين غلتک ها يا ساچمه ها با تحمل بار وارده اجازه مي دهند که وسيله بطور يکنواخت وبه نرمي بچرخد .

بارگذاري ياتاقانها:  

ياتاقانها عموما به دو شکل بارگذاري مي شوند، شعاعي (radial force) و محوري (force trust ) با توجه به جايي که ياتاقان در آنجا بکار مي رود ممکن است تمام بار شعاعي يا محوري يا ترکيبي از هر دو باشد.

ياتاقان ها يي که متصل به شفت موتور و قرقره مي باشند و تحت تاثير بارهاي شعاعي قرار دارند .

ياتاقانهاي بکار رفته در موتور الکتريکي وقرقره در تصوير فوق تنها تحت تاثيربارهاي شعاعي قرار دارند. بيشترين بارها از نيروي کشش تسمه مرتبط کننده ي در قرقره بوجود مي آيد.

ياتاقان بکاررفته در اين صندلي تحت تاثيربار محوري مي با شد.

ياتاقان نشان داده شده در شکل فوق ، مانند ياتاقانها ي بکار رفته در تکيه گا هها عمل مي کند . اين ياتاقان تحت تاثير نيروهاي محوري خا لص مي باشد .وتمام بار ناشي از نيروي وزن شخصي مي باشد که به روي صندلي نشسته است .

ياتاقانها ي بکار رفته در چرخ يک ماشين که تحت تاثيربارهاي محوري وشعاعي مي باشند .

ياتاقان فوق مانند ياتاقاني که در رينگ (توپي) چرخ ماشين شما قرار دارد، عمل مي کند . اين ياتاقانها هم متحمل بار محوري مي شوند و هم متحمل بار شعاعي. بار شعاعي ناشي از وزن ماشين مي باشد وبار محوري ناشي از نيروهاي جانبي است که وقتي شما در پيچ جاده دور مي زنيد به آن اعمال مي شود.

انواع ياتاقانها:  

گونه هاي بسيار زياد ي از ياتاقانها وجود دارد که هريک براي هدفي خاص بکار مي روند . برخي از آنها عبارتنداز: ياتاقان ساچمه اي (بلبرينگ) ، ياتاقان غلتکي(رولر برنيگ )، ياتاقان طولي- سا چمه اي ، ياتاقان محوري - ساچمه اي ، ياتاقان غلتکي محوري وياتاقان غلتکي- مخروطي

ياتاقان هاي ساچمه اي :

ياتاقانهاي ساچمه اي (آنچه در شکل نشان داده شده است)احتمالا رايج ترين نوع ياتاقان مي باشند .آنها در هر چيز از اسکيت گرفته تا وسايل سنگين بکاررفته اند .اين ياتاقانها هم بارهاي محوري وهم بارهاي شعاعي را تحمل مي کنند .واغلب در جاهايي بکار مي روند که بار نسپتا کو چک است .

نيم برشي از ياتاقان ساچمه اي

دريک ياتاقان ساچمه اي بار از جداره بيروني به ساچمه ها منتقل مي شود واز آنجا نيز يه جداره ي دروني انتقال مي يابد. اين ساچمه ها به علت کروي بودن در نقاط کوچکي با ديواره ها ي دروني وبيروني تماس دارند که باعث مي شوند به نرمي بچرخند .اما اين موضوع سبب مي شود که سطح کوچکي بار را تحمل کند، بنابر اين اگر باراضافه بر ياتاقان وارد شود ساچمه ها دچار تغيير شکل يا لهشدگي مي شوند که آنهم باعث خرابي ياتاقان خواهد شد.

ياتاقانهاي غلتکي :

ياتاقانهاي غلتکي - آنچه که در شکل زير نشان داده شده است - در جاها يي مانند غلتک تسمه ي نقاله که بايد بارها ي سنگين شعاعي را تحمل کنند به کار مي روند.دراين ياتاقانها ، غلتک ها استوانه اي هستند بنابراين سطح تماس جداره ي داخلي

وخارجي باغلتک ها يک نقطه نيست، بلکه يک خط است . اين توزيع باربر يک سطح گسترده تر به ياتاقانهاي اجازه مي دهد که بار بيشتري را نسبت به ياتاقانهاي ساچمه اي تحمل کنند درحاليکه اين نوع از ياتاقانها بارهاي محوري را تحمل نمي کنند.

با اندکي تغيير، در اين ياتاقانها واستفاده از غلتک هاي با شعاع بسيار کوچک ياتاقان سوزني حاصل مي شود . در اين حالت ياتاقان در محلهايي کيپ قرار مي گيرد (م : براي جلوگير ي از نفوذ مايعات و...)

نيم برشي از يک ياتاقان غلتکي

ياتاقانهاي محوري -ساچمه اي

ياتاقانهاي محوري - ساچمه اي:آنچه که در زير نشان داده شده است - عموما براي کارهاي با سرعت پايين مورد استفاده قرار مي گيرند و نمي توانند بارهاي شعاعي زيادي تحمل کنند . در صندلي هاي چرخان وميزهاي دايره اي شکل (با پايه وسط )از اين ياتاقانها استفاده مي شود

ياتاقان محوري - ساچمه اي

ياتاقانهاي محوري - غلتکي

ياتاقانهاي محوري - غلتکي ( شبيه آنچه در زير نشان داده شده است ) مي توانند بارهاي محوري زيادي را تحمل کنند.

آنها اغلب در جعبه دنده ها ، مانند سيستم انتقال قدرت اتومبيل ودر بين چرخ دنده ها ونيز بين محفظه شفت هاي دوار بکار مي روند . چرخ دنده هاي حلزوني که در اغلب سيستم هاي انتقال قدرت بکار مي روند داراي دندانه هاي زاويه دار مي باشند که باعث ايجاد بارهاي محوري مي شود واين بارها را ياتاقانها تحمل مي کنند .

ياتاقان محوري -غلتکي

ياتاقانهاي غلتکي -مخروطي

ياتاقانهاي غلتکي مخروطي مي توانند بارهاي بزرگ شعاعي ومحوري را تحمل نمايند .

نيم برش (شکل چپ)يک ياتاقان غلتکي با غلتکهاي کره اي و (شکل سمت راست)يک ياتاقان مخروطي - غلتکي

ياتاقانهاي غلتکي - مخروطي در رينگ (توپي)چرخ بکار مي رود. در اين حالت آنها هميشه بصورت دوتا دوتا ودر سوي مخالف هم نصب مي شوند. تا بتوانند بارهاي محوري را در هردو جهت تحمل کنند .

برخي استفاده هاي جالب توجه :  

دراين قسمت برخي از ياتاقانها با استفاده هاي جالب توجه معرفي مي شوند مانند ياتاقانهاي مغناطيسي وياتاقانهاي غلتکي عظيم .

ياتاقانهاي مغناطيسي:

در برخي از وسايل با سرعت بالا مانند سيستم هاي ذخيره انرژي چرخ لنگر پيشرفته از ياتاقانهاي مغناطيسي استفاده مي شود اين ياتاقانها به چرخ لنگر اجازه مي دهند تا در يک ميدان مغناطيسي که بوسيله ياتاقان ايجاد مي شود شناور بماند . برخي از اين چرخ لنگرها با سرعتي بيش از 50000 دور بر دقيقه مي چرخد . ياتاقانهاي معمولي با غلتک يا ساچمه ممکن است در اين سرعت ذوب يا منفجر شوند . ياتاقانهاي مغناطيسي هيچ حرکت اجزائي ندارند وبه اين علت مي توانند اين سرعت باور نکردني را تحمل کنند .

ياتاقانهاي غلتکي عظيم :

احتمالا اولين استفاده از ياتاقانها در گذشته به هنگام ساختن اهرام ثلاثه مصر باشد . آنهابه منظور غلتاندن سنگ هاي عظيم به محل ساختمان ها، کنده هاي گردي را در زير اين سنگ ها قرار مي دادند. اين روش ممکن است امروزه نيز به منظور جابه جايي اشياء سنگين بکار گرفته شود .

ساختمانهاي ضد زلزله :

فرودگاه جديد سا نفرانسيسکو از بسياري از تکنولوژيهاي پيشرفته ساختمان سازي به منظور مقاومت ساختمانهايش در برابر زلزله استفاده کرده است . يکي از اين تکنولوژي ها، استفاده از ياتاقانهاي غلتکي عظيم مي باشد .

26?ستون هر کدام سوار بر بلبرينگ هاي ساچمه اي با قطر5 فوت ( 1.5 متر) که وزن ساختما نهاي فرودگاه را تحمل مي کنند . ساچمه ها در مکانهاي مقعري که به زمين متصل است ساکن مي باشند . در يک زمين لرزه، زمين مي تواند 20 اينج (51 سانتيمتر )در تمام جهات حرکت داشته باشد . ستون هايي که بر روي اين ساچمه ها قراردارند کمتر از اين مقدار حرکت مي کنند واين باعث مي شود

ساختمان از حرکت زمين در امان بماند . وقتي زمين لرزه شديد باشد جاذبه ستون ها را به مکان خود باز مي گرداند.

علل خرابی یاتاقان

1-خرابی ناشی از جازدن
خرابی محلی در شیار های یاتاقان ناشی از عیب جازدن یاتاقان می باشد.این خرابی برای نمونه زمانی رخ می دهد که رینگ داخلی یاتاقان غلتشی استوانه ای به خوبی در رینگ خارجی آن حا زده نشود و یا نیروی جا زدن یاتاقان در وسط اجزای یاتاقان وارد شود.



حوزه بار رینگ یاتاقان، ناشی از بارهای خارجی اعمال شده وشرایط گردش یاتاقان است که این حوزه با کدر شدن شیار های یا تا قان مشخض میشود.
شیار های غیر عادی روی یا تاقان،ناشی ازپیشبار مخربی است که از جا زدن خیلی محکم یا تاقان ویا تنظیم غیر دقیق یا تاقان روی محور ،می باشد.

2-آلودگی
ذرات خارجی که روی سطح یا تاقان قرار می گیرند موجب خستگی زودرس در یاتاقان می شوند.ذرات خارجی که دارای خاصیت سایندگی هستند خرابی یاتاقان را تسریع می بخشند وباعث خشن شدن سطوح و کند شدن یاتاقان می شوند.سایش زیاد موجب لقی بیش از اندازه در یاتاقان می شود.
آلودگی ها:
1-قطعات آلوده
2-گرد وخاک
3-درز گیری نا کافی
4-روانساز های آلوده
5-خرده فلز های قطعات دیگر که همراه روانساز ها به یاتاقان منتقل میشود.

3-خوردگی
خوردگی در یاتاقان های غلتشی ممکن است به شکل های مختلف وبه دلایل گوناگون رخ دهد. خراب
ناشی از خوردگی با سر وصدایاتاقان هنگام کارکردن آشکار می شود.زنگ زدگی حاصل از خوردگی
توسط اجزای یاتاقان ساییده می شوند وباعث سایش سطح یاتاقان می شود.
عوامل خوردگی:
1-آببندی نا کافی در برابر رطوبت و بخا ر آب
2- روانساز هایی که حاوی اسید می باشند
3-محیط نامناسب انبار نگهداری یاتاقان ها
سایش ساچمه ها با شیار یاتاقان با خراش هایی در سطح غلتک یا تا قان ظا هر می شود. این خراش ها در مقایسه با دندانه شدن اجزای یاتاقان در اثر نصب نا مناسب دارای لبه های برآمده نیستند
سایش میان ساچمه هاو شیار یاتاقان در اثر ارتعاشات در سطح هایی از یا تاقان که ساکن هستند باعث ساییدگی شدید می شوند.چنین خرابی در ماشین هایی که در حال سکون در معرض ارتعاشات هستند به وجو د خواهدآمد که راه بر طرف کردن آن ایجاد لبه های مناسب در یاتاقان ویااستفاده از ابزار مناسبی برای محافظت یا تاقان در هنگام دوران می باشد.
خوردگی که سطح یاتاقان را از میان می برددر سطوحی رخ می دهد که انطباق آن ها با سایر اجزاء به صورت آزاد می باشد.حرکت های ریزی که در چنین سطوحی رخ می دهد با عث سایش زیادی می شود که حرکت یا تا قان را کند کرده وبه سطح محور آسیب می رساند. را ه حل بر طرف کردن این مشکل استفاده از انطباق محکم میان این سطوح می باشد.

4- عبور جریان الکتریسیته
عبور مداوم جریان الکتریسیته از یاتاقان باعث ایجاد خراش های قهوه ای رنگ موازی با محور در تمام محیط غلتک و سایر اجزای غلتشی یاتاقان می شود.



5-روانسازی ناقص
روانسازی ناقص در اثر تامین نا کافی روانساز ویا استفاده از روانسازهای نا مرغوب ایجاد می شود.
اگر لایه روغن کافی میان سطوح تامین نشودکه حرکت لغزشی وسایش به وجود خواهد آمدکه علت تشکیل حفره های ریز و پوست پوست شدن سطح در غلتک های یاتا قان می باشد در مواردی که عمل روانسازی بیش از اندازه انجام می شود ،روانساز به دلیل حرکات شدید یاتاقان گرم شده وخاصیت خودرا از دست می دهند وبا عث خرابی شدید در یا تاقان می شوند .از نگهداشتن روانساز ها در یاتاقان به خصوص در سر عت های بالا بپر هیزید.

علائم علت ها مثال

حرکت نا موزون
خراب شدن رینگ ها و ساچمه ها
آلودگی
لقی بیش از حد لنگ زدن چرخ در وسایل نقلیه
افزایش ارتعاشات در فن ها
ارتعاشات درمیل لنگ در موتور های احتراقی

کاهش دقت

سایش در اثر آلودگی یا روغنکاری نا کافی
خراب شدن رینگ ها و ساچمه ها

تکان های شدید آسیاب ها
سر وصدا با فرکانس زیاد هنگام کار کردن لقی مجاز نا کافی

سروصدا یاتاقان ها در گیر بکس موتورهای الکتریکی

سر وصدا نا منظم لقی بیش از حد
آلودگی
روغنکاری نا کافی

تغییرات منظم در سر وصدا تغییر لقی به علت تغییر دما
خرابی غلتک ها