جنس یاتاقان های لغزشی :
یاتاقان ها باید از جنسی انتخاب شوند که دارای خاصیت لغزندگی بالایی باشند و مقاومتشان در برابر سایش ، خورندگی و فشار زیاد باشند و علاوه بر داشتن انبساط حرارتی کم ، از قابلیت هدایت حرارتی خوبی نیز برخوردار باشند .
همچنین لازم است در لحظات شروع کار شکل خود را بشکل محور تطبیق داده تا لحظه ی رسیدن روغن ( در لحظه ی شروع حرکت ) خورده نشوند .
یاتاقان های بابیتی :
این نوع یاتاقان ها دارای قابلیت لغزشی خوبی هستند و غالبا در دور های بالا به کار برده می شوند .
یاتاقان های بابیتی به دو نوع پایه قلع و پایه سرب تقسیم می شوند .
بابیت های پایه قلع دارای 75 تا 85 درصد سرب ، 4 تا 10 درصد قلع و 9 تا 15 درصد آنتیموان و 4 تا 6 درصد مس هستند .
این یاتاقان ها می توانند خودشان را به خارج ازمرکز بودن و یا کجیهای کوچک محور تطبیق دهند .
همچنین این یاتاقان ها می توانند ذرات خارجی موجود در روغن را در خود نفوذ دهند و بدین وسیله از ایجاد خراشیدگی توسط این ذرات در روی محور جلوگیری به عمل می آورند .
محورهایی که با این نوع یاتاقان ها کار می کنند غالبا از جنس فولاد نرم ، فولاد سخت و یا چدن می باشند .
یاتاقان های برنزی :
این نوع یاتاقان ها برای بارهای سنگین و سرعتهای کم مناسب هستند ولی محور آنها باید با یاتاقان هم محور باشد .
یاتاقان های مس – سرب :
در بعضی از موارد بار وارد شده به قدری زیاد است که یاتاقان های بابیتی توان تحمل آنرا ندارند در این موارد از یاتاقان های مس – سرب استفاده می کنند .
خاصیت تطبیق پذیری آنها کم است لذا محور آنها باید سخت و کاملا با یاتاقان هم محورد باشد .
یاتاقان های چدنی :
در مواردی که بار وارد شده بر یاتاقان خیلی خشن (ضربه دار) نباشد از این نوع یاتاقان استفاده می شود .
برخی از امتیازات این یاتاقان ها مربوط به گرافیت موجود در آنهاست .
در یاتاقان های چدنی نیز محور با یاتاقان باید دقیقا هم محور باشد .
یاتاقان های اسفنجی :
این دسته از یاتاقان ها را که به یاتاقان های خود روغنکار نیز معروف هستند با کلافی کردن پودرهای فلزی و تزریق روغن به آنها می سازند .
از انواع مختلف ترکیبات برنز بطور وسیعی در ساخت این نوع یاتاقان ها استفاده می شود ولی در ساخت آنها آهن کمتر بکار می رود .
این نوع یاتاقان ها هم به شکل استوانه و هم به شکل کروی موجود هستند .
یاتاقان ای کربنی :
در مواردی که درجه ی حرارت بالاست و با استفاده از روشهای معمول روغنکاری غیر ممکن است از یاتاقان های کربنی خالص استفاده می کنند .
یاتاقان های تفلونی ( پولی تترا فلوئورو اتیلن ) :
ضریب اصطکاک تفلون به قدری کم است که احتیاج به روغنکاری ندارد .
این نوع یاتاقان ها می توانند زیر بار سنگین و سرعتهای کم یا نوسانی کار کنند .
با پر کردن این ماده بر الیاف شیشه ای ، پودر کربن ، برنز یا اکسیدهای فلزی مقاومت آن را افزایش می دهند .
در شرایط وجود خورندگی ، سایش و چسبندگی می توان از این یاتاقان ها استفاده کرد .
یاتاقان های مرکب (چند جنسی) :
در مواردی که یاتاقان باید در مقابل بارهای زیاد قرار بگیرد از این نوع یاتاقان استفاده می شود .
یاتاقان های سرامیکی :
نوعی یاتاقان ساچمه ای که قسمت داخلی آن از فولاد ساخته شده و رینگ خارجی و عضوهای غلتنده از جنس سرامیک می باشد .
وزن ساچمه های سرامیکی بیش از 40% کمتر از وزن ساچمه های فولادی است .
این عامل باعث کاهش نیروی گریز از مرکز و ارتعاش می شود .
بنابراین یاتاقان های سرامیکی می توانند 20 تا 40% سریعتر از یاتاقان های معمولی باشند .
یعنی در این گونه یاتاقان ها ، ساچمه ها نیروی خارجی کمتری را به شیارهای رینگ خارجی در حین چرخش اعمال می کنند .
در نتیجه نیروی خارجی وارده ، اصطکاک و مقاومت در مقابل غلتش کاهش می یابد .
وزن کم ساچمه ها به یاتاقان اجازه می دهد که با دور بیشتری بچرخد و انرژی کمتری برای حفظ حرکت خود استفاده می کند .
برای موتورهای رفت و برگشت ، یاتاقان های نقره ای معمولا شامل electrodeposited silver روی فولاد محافظ با یک پوشش 0.001-0.005 in سرب است .
یک لایه مختصر انیویم روی لایه سرب برای افزایش مقاومت خوردگی مواد استفاده می شود .
آلیاژهای آلومینیوم و روی برای استفاده بارهای زیاد ، سرعت های کم استفاده می شوند .
ولی جایگزین بابیت برای تجهیزاتی که تحت بارهای ثابت بالا کار می کنند نشده است .
آلومینیوم 20 تا 30 و سرب 3 و آلیاژ مس به پوسته فولادی یاتاقان وصل می شود .
آلیاژ می تواند هم به عنوان قالب ریخته گری شده و هم چسبانده شده به پوسته یاتاقان استفاده شود .
آلیاژی های برای فرم قالبی ، مخصوصا در قالب طولانی و فرم توخالی استفاده می شود .
تذکر : باید برای چدن به عنوان یک ماده یاتاقان باشد .
گرافیت در چدن یک سطح لعابی ایجاد می کند که برای سرعت سطوح با 130 و بارهای تا 150 مفید است .
تنظیم خوب و رهایی از کثیفی به خاطر قابلیت مطابقت ضعیف چدن ضروری است .
آلیاژهای بر پایه مسی محدوده وسیعی برای خواص یاتاقان دارند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کنند .
استفاده به تنهایی یا در ترکیب با فولاد ، بابیت (فلز سفید) و گرافیت ، برنزها و آلیاژهای مسی – سرب در مقابل شرایط مختلف بار و سرعت داده شده در جدول 6.4.10 هستند .
آلیاژهای مس – سرب روی نوارهای فولاد محافظ در لایه بسیار نازک قالب ریزی می شوند برای فراهم کردن سطوج یاتاقان .
بابیت قابلیت خوب محاط کردن (توانایی محاط کردن اجزای خارجی در خود ) و مطابقت (توانایی تغییر شکل پلاستیک برای تصحیح اختلالات در مونتاژ یاتاقان) دارد .
این آلیاژها ممکن است بصورت دلخواه به شفت فولاد نرم زده شود .
محدودیت های آلیاژهای با بیت تمایل به پخش شدن تحت بارهای ثابت زیاد و خستگی تحت بارهای نوسانی زیاد است .
این محدودیت ها خصوصا در دماهای بالاتر شامل می شود .
با افزایش دما بین 212-68 درجه فارنهایت (100-20 درجه سانتیگراد) مقاومت فلز 50% کاهش می یابد .
بر این محدودیت ها با طراحی درست ضخامت و سختی مواد محافظ ، انتخاب شایسته آلیاژ بابیت با خصوصیات خوب مکانیکی ، و تضمین شدن یک چسب خوب بین مواد یاتاقان و محافظ می تواند غلبه کرد .
بابیت های بر پایه سرب که تحت شرایط ملایم بار و سرعت بصورت رضایت بخش کار می کنند آلیاژ B برای یاتاقان های موتور دیزل استفاده می شوند .
بطور کلی افزایش سرب در آلیاژ بابیت قلع سختی بالاتر ، قالب گیری آسانتر ، ولی مقاومت کمتری را فراهم می کند .
یاتاقان های نقره کاری شده یک رکورد قابل توجه در کارهای سنگین موتورهای در هواپیما و دیزل ها دارد .
قالبهای کادمیوم یا پایه کادمیومی : بلبرینگهای آلیاژی کادمیومی از مقائمت بیشتری در کارهای سنگین نسبت به بلبرینگهای بابیتی برخوردارند .
ولی بخاطر مقاومت کمتردر مقابل زنگ زدگی کاربرد محدودتری دارند .
این آلیاژها شامل 1 تا 15 درصد شکل یا 4/0 تا 75/0 درصد مس و 5/0 تا 2 درصد نقره می باشند .
نسبت ترکیب و آماده سازی آن نیز قابلیت دمای بالای آنهاست .
تحمل بار سنگین و خواص نسبی بلبرینگ اصلی در جدول شماره 11 و 12 آمده است .
مس کشیده شده : بلبرینگ های مسی کشیده شده ترکیبات ریزی از مس و قابلیت کششی 20 تا 40 درصدی را دارند کشش ها در مس قابل حل شدن نیستند پس هزینه ریز ساخت آن شامل پاکتهای کششی در ترکیبات مسی می باشد .
صفحات استیلی نیز معمولا در این مواد تداوم قالب گیری ها و یا استفاده از مقادیر زیاد برای آهن در تکنیک های گسترده تر اجتناب ناپذیر است .
این ماده در سطح پهن مثل پوشش های نازک مسی بمنظور افزایش خواص بلبرینگهای اصلی کمتر مورد استفاده قرار می گیرد .
جدول 11 و 12 مقایسه خواص مواد را نشان می دهد .
ترکیب دوام بیشتر و قابلیت تحمل بیشتر و پریفرم حرارت بالاتر در کاربردهای جانبی این مواد در کارهای سنگین تر و سخت تر و اتصال بلبرینگهای جاده ای فرآیند حاصل از این ترکیب ها است و همچنین سرعت در کار آنها در توربینها و موتورهای الکتریکی نیز می تواند عاملی در نظر گرفته شود .
برنز کشیده شده برنز نازک : برنزهای کشیده شده و نازک دارای تقریبا تا 25 درصد برنز کشیده شده و 10 درصد برنز نازک ورقه ای است .
بلبرینگای برنزی کششی قالبی دارای کیفیتهای بیشتر قالب گیری بهتر و خواص ماشینه کردن ساده تری اند و هزینه کمتر کیفیت ساختاری بالاتر و قابلیت حجمی کششی بیشتر بعنوان یک تک ماده که احتیاج به پوشش بیرون سطح به تنهائی و نه اینکه احتیاج به استیل پایه داشته باشد حائز اهمیت است .
برنز به صورت شمش های استاندارد یا سنگ تخته ای یا مواد مذاب اولیه درخواستی شد سافتری فوگالی یا قالب گیری شده همسان در دسترس می باشند .
برنز کشیده شده دارای نسبت به برنز نازک ورقه ای کاربرد کیفی دارد چون ساچمه های اندود شده روی بلبرینگ تحت شرایط خاص روغن کاری می شوند این آلیاژها معمولا اولین انتخاب یا گزینه برای کارهای سرعتی است جدول 11 و 12 مقایسه خواص بلبرینگها تشکیل شده از این مواد را نشان می دهد .
آلومینیوم : بلبرینگهای آلومینیومی هم دارای قالبهای بسیار سخت و محکم از آلومینیوم یا مخلوط آلومینیوم و استیل یا آلومینیوم با لایه بیرونی مناسب دیگری است .
معمولا آلومینیوم آلیاژی از آلومینیوم و مقدار کمی از سلیکان – کادمیوم – نیکل و یا مس همانطور که در جدول شماره 9 آمده می باشد .
آلیاژ بلبرینگ آلومینیومی با 20 الی 30 درصد آلیاژ نازک دیگر و تا 30 درصد مس قبلا بعنوان برنز در کاربردهای صنعتی بوده این بلبرینگها بهترین کار آمدی را برای ژرنال های محکم و سفت دارند در مقابل حرارت دارای بیشترین انبساط اند و اگر در محلی سفت و محکم قرار گیرد در این حالت افزایش در مقدار قطر و فشردگی آن ایجاد می کند .
نیاز به نظافت بیشرتی دارد تا مانع ایجاد صدای پارازیت گردد بخصوص هنگام استارت بکار .
لایه های از صفحه کشیده شده .
کشش ها یا لایه مسی با قابلیت کششی هم شاید در بلبرینگهای آلومینیومی در شفت های نرم استفاده شود .
آلیاژهای آلومینیومی با کیفیت خاصی برای استفاده در بلبرینگ طراحی شده از قبیل قابلیت تحمل بار سنگین مقاومت بیشتر و قابلیت در انتقال گرما علاوه بر آن ارزانی قیمت و راحتی قالب گیری و مقاومت در برابر زنگ زدگی .
نقره : بلبرینگها نقره ای بالاترین رکورد را در کارهائی سنگین مثل استفاده در اهرمهای هواپیما – موتورهای دیزلی – با بلبرینگهای مرکزی نقره دارای مقاومت و دوام بیشتری نسبت به مواد بلبرینگها است .
لایه های استیلی پایه می تواند شاید ظاهرا قبل از نقره این رکورد را داشته باشند .
لایه سطح بیرونی آن نیز بزبان عامیانه صفحه بیرونی نامیده می شوند یا روکش و همین باعث استفاده از نقره بعنوان فلزی خاص در مواد بلبرینگی می شود .
نقره بتنهائی دارای هیچگونه کیفیت ساخت بلبرینگ بجز داشتن مقاومت را ندارد .
روکش ان چه از نوع کشیده شده یا نوع کششی و یا ایندیام به ان قابلیت کاربردی در بلبرینگ ها را می دهد .
خواص کاربردی آن در جدول شماره 11 و 12 نشان داده شده .
قالب آهنی یا آهن قالب شمش آهن یکی از مواد ارزان قیمت در بلبرینگ بمنظور ستفاده در کارهای سبک با سرعت کم می باشد تا 130 فوت حداثل و 150 پوند وزن در اینچ مربع این بلبرینگها باید خوب روغن کاری شوند و نظافت بیشتری برای رفع براده و خوردگی در آن اعمال شود که معمولا در بین بلبرینگ و ژرنال آن جمع می شوند .
سفتی و استحکام ژرنال بین 150 تا 250 واحد نمک یا آب نمک برای استفاده در قالب گیری بلبرینگهای آهنی استفاده می شود .
فلزات خط دار یا متخلخل : بلبرینگهائی از جنس فلزات خط دار و یا دارای شیار خود روغن کار معمولا از نوع فلزاتی مثل برنزهای صفحه ای – آهن و استیل اند که معمولا نرم و اسفنجی اند .
این محصولات ساختاری اسفنجی با قابلیت جذب مقدار زیادی روغنو اصولا بین 10 تا 35 درصد از مجموع مقدارهاست این بلبرینگها در محلهائی که عمل روغن کاری آنها مشکل است استفاده می شوند و یا اینکه بندرت عمل روغن کاری در آن انجام می گیرد .
کاربرد دیگر اینگونه مواد در اندازه گیری و سنجش مقدار روغن موجود در بلبرینگ مثل سیستم چکه ای تعبیه شده در آن است .
طرح اصولی خواص این مواد تشکیل دهنده در جدول شماره 13 آمده است .
جدول شماره 14 ترکیبات شیمیائی و استحکام در مقابل تحمل وزن و سایزهای مشخص و عمل شفافیت یا جلادهی سطح پایه و آهن و پودر موجود در بلبرینگ اند که در مشخصات ASTM برای تزریق روغن و پودر در بلبرینگ های B 438 و A 83 و B439 و A 83 را نشان می دهد .
بلبرینگهای پلاستیکی : پلاستیکها کاربرد گسترده ای در اجزاء تشکیل دهنده بلبرینگ ها دارند بخاطر مقاومت آنها در مقابل زنگ زدگی کار راحت تر و قابلیت ذوب شدن و تبدیل به اشکال دیگر و قابلیت های بسیار وسیع و گسترده آنها که روغن کاری و نگهداری آنها را به آسانی میسر مینماید پلاستیکها زیادی در کار بلبرینگها کاربرد دارند بخصوص نوع فنولیک و تترا فلوروتیلین TFE و رزین های نایلونی پلی میر محدودیتهای کاربری و استفاده از آنها در جدول شماله 13 آمده .
فنولیک های لامینیت یا لنگ زدنی : این مواد فشرده مرکب متشکل از فابریک کندن – آزبست یا ایرانیت یا فیلترهای ترکیب شده با رزین فنولیک می باشند .
آنها بهترین قابلیت ها را با مایعات از نظر دوام و ضد ضربه اند .
با این وجود احتیاط را نباید از دست داد هنگام سرد کردن بلبرینگ چون انتقال حرارت در این مواد بسیار پائین است .
نایلون : این بیشترین کاربرد را در قطعات کوچک و سبک دارد این ماده خاصیت اجزائی اندک دارد و احتیاج به روغن کاری نیز ندارد .
تفلون : این ماده با استثنائی از اجزاء تشکیل دهندهن کم و خرد روغن کار و روان ساز مقاوم در جذب هر نوع مواد شیمیایی و حیطه گسترده حرارتی متفاوت یکی از جالب ترین مواد پلاستیکی در کار ساخت بلبرینگ است .
قیمت بالای آن همراه با کاهش وزن و حجم باعث می شود که تفلون گزینه ای رایج در اشکال مختلف باشد در حالیکه مواد دیگر مواد ارزان قیمت و مورد تایید و تاکید در طرحهای مختلف مورد نیاز بوده و می باشند بلبرینگهای ساخته شده از فنولیک های سبک – نایلون و یا تفلون تماما در مقابل اسیدها و الکوئیدها مقاوم اند بجز اینکه اگر تراکم و فشردگی آنها بالا باشد بنابراین با منابع روغنی نیز همگام و مرتبط می شوند ( منابع روغن کاری ) که شامل اسیدها و الکل ها نیز می شود.
آب بهترین ماده روان ساز بلبرینگهای ساخته شده از سنگ و فنولیک است ولی روغن – گریس و مواد مرکب از گریس هم گاهی استفاده می شود .
آب و روغن بعنوان یک ماده روان ساز برای بلبرینگهای نایلون و تفلون است تقریبا تمام گونه های بلبرینگهای پلاستیکی آب و روغن را تا حدودی جذب می کنند .
در بعضی از آنها قطر و ضخامت و اگر آب یا روغنی را جذب کنند تغییر می کند .
که این تغییر کمتر از 3 درصد است در یک جهت یعنی این که بلبرینگها قبل از استفاده باید چک شوند بنابراین مواد پاک کننده مناسبت تر باید در نظر گرفته شود این کار از طریق جوشاندن در آب انجام می شود در بلبرینگهائی که با آب روان سازی می شوند .
جوشاندن در آب باعث می شود بلبرینگ ها به حداکثر تورم خود برسند پاک کردن بلبرینگهایی فنولیکی هم حدود 001/0 اینچ در هر اینچ در قطر می باشند بویزه بلبرینگهای نایلونی خشک یا روان شده هم از 004/0 تا 006/0 اینج در هر اینچ در قطر بلبرینگ است .
استانداردها و خاصی برای قطرهای تعیین شده در نظر گرفته شده و همین عمل برای ضخامت ها و موازات آنها منظور است .
تالارنس یا ویژه نباید تا زمانی که ضرورت ندارد معین گردد و چون آنها نیاز به اضافات و استفاده مجدد دارند بنابراین کمی پرهزینه اند و بلبرینگ مطمئن ( یک چهارم اینچ ضخامت ماکزیمم) دارای ضخامتی استاندارد 005/0 اینچ و ضخامت ویژه نیز 0025/0 اینچ برای تمام قطرها می باشد .
چوب : بلبرینگی که از چوب ساخته شده باشد مثل چوب لگینوم ویتا (نوعی چوب زغالی) – زغال سنگی یا از نوعی برگ بلوط دارای خاصیت خود روان سازند و ارزان قیمت و هنگام کار نیز تمیزاند با این حال آنها بدفعات در سالهای اخیر با پلاستیک لاستیک و بلبرینگهائی از جنس آهنی ریخته گری تعویض می شوند کاربرد عمومی آنها در جدول شماله 10 آمده است .
لاستیک : بلبرینگهای لاستیکی بهترین پریفرم را برای دسته پروانه ها و رادار کشتی ها و توربین های هیدرولیکی – پمپ ها سنگ و شن شوئی ها و صنایع دیگری که هنگام کار همزمان از آب استفاده می کنند بی صدائی لاستیک کمک به پیش گیری از لرزش و صحت در کار را بهمراه دارد .
بدون نیاز به تمیز کردن کمک به رفع اختلال در تنظیم در این گونه کاربردها ساختارهای لاستیک شناور توسط یک نوع پوسته فلزی حفاظت می شود .
شناورها در لاستیک شیارهایی را در سطح لاستیک ایجاد می نماید که باعث روان سازی آن می گردد .
و یا اینکه از ابتدا شیاردار بمنظور خاص ساخته می شود که آب و مواد خارجی از قبیل شن و ماسه می توانند از داخل آن شیارها عبور کنند .
گرافیت کربن : بلبرینگهائی از جنس گرافیت کربن ذوب شده یا براده ای در جائی استفاده می شود که نیاز به نگهداری منظم و روش روان سازی یا روغن کاری در آن قابل اجرا نباشد .
آنها از نظر قطر با دوام و پایدار در محلهائی با درجه حرارت بالا قرار یا استفاده می شوند اگر طوری طراحی شوند که روغن کاری شوند این کار انجام می شود و تحت تاثیر مواد شیمیائی قرار نمی گیرند .
راجع به جنس (انواع مختلف جنس) صحبت کرده و مقداری راجع به طرز ساخت و استانداردها و آزمایشات صحبت کرده است .