دانلود مقاله بلیرینگ و روغن کاری

دانش بشری مانند آبی است که گاهی ازآسمان فرو می  آید و گاهی از زیر زمین میجوشد .

( فرانسیس بکن )

ما در اینجا ازاصطلاح بلبرینگ در معنی عمومیش استفاده میکنیم، زمانی که دو قسمت حرکت مرتبط دارند ، بدون توجه به شکل و نظم درونی آن ، بلبرینگ تعریف میکنند.

معمولآ روغن کاری در هر نوع بلبرینگ ، برای کاهش اصطکاک و از بین بردن گرما لازم میباشد.

بلبرینگ ها ممکن است غلتان یا کشویی ،و یا هر دو در یک زمان باشند ، یک بلبرینگ ساده توسط دو ماده که یکی بر دیگری مالش داشته باشد خواه غلافی لوله ای به دور میله باشد ، یا یک سطح صاف زیر یک اشر خور ، شکل میگیرد.

در بلبرینگ ساده یکی از بخشهای متحرک معملآ فولادی و یا چدنی خواهد بود و یا از دیگر مواد ساختاری به منظور ایجاد استقامت و سختی مورد نیاز برای نمونه میله های انتقال ، میله های رابط، مفصلها در این مقوله میباشند.

بخشهایی که بر خلاف هم حرکت میکنند معمولآ از مواد بلبرینگی از قبیل برنز، با بیت یا یک پلیمر غیر متالیک ساخته میشوند.

یک بلبرینگ ساده شعاعی ممکن است به طور محوری برای سوار کردن آن بر میله جدا شود ، و یا ممکن است که حلقه ای کامل باشد که بوش نامیده میشود.

یک بلبرینگ محوری ، از بارهای محوری حمایت میکند، متناوبآ یک

بلبرینگ غلتان که دارای یک ساچمه فولادی سخت یا یک غلتک میباشد ، که بین حلقه های فولادین سخت محصور میباشد، میتواند برای ماهش اصطکاک مورد استفاده قرار بگیرد.

 بلبرینگهای ساده به طور نمونه مشتری طراحی شده اند ، در حالی که بلبرینگهای غلتان به طور نمونه از کاتولگهای کارخانه سازنده انتخاب شده اند ، برای تناسب دادن بارها ، سرعتها و طول عمر مطلوب استفاده ویژه – این فصل به طور کلی درباره بلبرینگها بحث خواهد کرد.

بلبرینگ کشویی ( ساده ) ، و همچنین بلبرینگهای غلتان ، نظریه روغن کاری نیز مورد بحث قرار خواهد گرفت ، به همان نحوی که این بلبرینگها ، مورد استفاده قرار میگیرند.

ای .

جم .

ام.

میشل یک پیشگام در طراحی تئوری روغن کاری یکی از مخترعین زمانی آنچه را که ما بلبرینگ مینامیم اینگونه معرفی مینمود

برای طراحی ماشین تمامی بلبرینگها فقط مصیتهای ضروری میباشند که در عملکرد و نتیجه ( بازدهی ) ماشینها هیچ دخالتی نداشته ، و تنها خاصیتی که آنها میتوانند داشته باشند فقط در جهت منفی میباشند.

مزیتهایشان عبارتند از :

جذب تا حد امکان کم قدرت میباشد.

 سائیده شدن به آهستگی تا حد امکان .

 اشغال فصای کم تا حد امکان .

 هزینه کم تا حد امکان .

 کاویت .

تئوری روغنکاری برای سطوح در حرکت نسبی ، یک قانون ریاضی بسیار پیچیده است.

راه حلها برای معادلات جزئی اختلاف که حرکت را تحت تاثیر دارند بر اساس تسهیل اشراماتی بنا نهاده شده که فقط راه حلهای قدیمی را تصدیق میکند.

این بخش تلاش ندارد که یک بحث یا توصیف پیجیده از پدیده پویای روغن کاری ارائه بدهد ، به طوری که آن فاصله بسیاری از حیطه این بحث دارد.

بیشتر یک بحث مقدماتی تعداد کمی از موارد عادی در طرح ماشین میباشد.

روغن کاریهای سطحی ، هایدرو استاتیک ها ، هایدرو دینامیکها ، الستیکهای هایدرو دینامیک ، معرفی و توضیه داده شده اند ، و تئوری در مورد دو حالت آخر بحث کرده است، بدون نمایش دادن مشتقات کامل از تاثیر معادلاتی که منجر به محدود شدن فضا میگردند.

موضاعاتی از قبیل : تئوری لایه فشرده و گردش روغن اصلآ بحث نشده اند ، و نه بحثی از روغن کاری تدارک دیده برای بلبرینگ، و گرمای انتقال داده شده از بلبرینگ به میان آمده است.

کتابهای جامع درباره آن موضاعات نوشته شده اند و خواننده برای کسب اطلاعات بیشتر به آن منابع راهنمایی شده است.

مشتقات معادلات تثبیت در بیشتر کتابهای مرجع نمایش داده شده اند ، مرجع دو یا یک پیش گفتار عالی مطرح کرده است ، برای تئوری روغن کاری با حداقل ریا ضیات و مرجع سه ، یک آموزش کامل ، پیشرفته ، ریاضیاتی و دقیق از موضوع است.

در این فصل ما یک روش انصافآ ساده برای طراحی یک بلبرینگ گرد که اجازه خواهد داد که طراحی کنند برای بارها و سرعتهای مورد نیاز در عادی ترین ماشین.

ما روغن کاری تماس های غیر مطابق از قبیل : چرخ دنده ها و باداسک و اجزای متصل به آن را نیز عنوان کرده ایم.

سر انجام یک بحث از بلبرینگهای غلتان برگزیده شده است از کارخانه های سازنده.

بلبرینگهای غلتان موضوعی هستند که به پیچیدگی بلبرینگهای غلتان میباشند، به طوری که کتابهایی در این رابطه نوشته شده اند.

خواننده به مراجع سه و چهار برای آموزشهای کامل وجدید از تئوری بلبرینگهای غلتان در تماس با هم و روغن کاری راهنمایی میشود.

مرجع این درس خواندنی های بیشتری درباره موضوع پیچیده روعن

کاری و طراحی بلبرینگ ارائه میدهند .

ما به ندرت به مرطوب نمودن سطح این اشیا پیچیده ، در این جا می پر دازیم ، امیدواریم که ، اشتیاق شما را برای یادگیری بیشتر در مورد این اشیا برانگیزیم.

روغنها :

معرفی یک روغن برای دو سطح متحرک روبروی هم دارای چندین اثر سودمند بر روی ضریب اصطکاک میباشد.

روغنها میتوانند گازی ، مایع و یا جامد باشند، روغنهای جامد یا مایع سهم میبرند از قدرت برش پایین و قدرت فشاری بالا .

یک روغن مایع مثل روغن پترلیوم ضرورتآ غیر قابل تراکم در سطوح فشاری در برخورد با هم در بلبرینگها میباشد ، تا به آسانی برش میخورد ، بنابراین آن به سست ترین ماده در سطوح رو هم تبدیل میشود و توانایی برش ضعیفش ضریب اصطکاک را کاهش می دهد.

روغن کاری همچنین میتواند بعنوان نا خالص عمل کند برای سطوح فلزات و آنها را باتک لایه های ملکلی که از چسبندگی فلزات سازگار بوجود می آیند رها کنند.

روغنهای مایع دارای بیشترین کاربرد و استعمال میباشند و روغنهای معدنی رایج ترین روغنهای مایع میباشند.

گریسها ، روغنهای مخلوط شده با صابون میباشند که برای به وجود آوردن روغن ضخیم تر و چسبنده تر ، جهت استفاده در جایی که مایعات نمیتوانند استفاده شوند یا بر روی سطح باقی می مانند یا عدم نداشتن ویژگیهای لازم از قبیل داشتن مقاومت در مقابل درجه حرارت بالا .

روغنهای گازی در شرایطی خاص مورد استفاده قرار میگیرند از قبیل:

در محفظه بلبرینگی برای ایجاد اصطکاک کمتر .

روغنها بالاخص نوع مایع آنها باعث از بین رفتن گرما از لایه های روبروی هم میشوند.

پایین ترین درجه حرارت بلبرینگ ، عمل متقابل سطح و فرسایش را کاهش می دهد.

روغنهای مایع به طور عمده از مشتقات مواد نفتی یا روعنهای ترکیبی می باشند.

اگر چه آب بعضی اوقات بعنوان روغن در محیطهای آبی به کار برده میشود، بسیاری روغنهای تجاری با مواد افزودنی گوناگون که با فلزات

واکنش نشان می دهند برای تشکیل نا خالصی یک لا یه ای ، مخلوط گردیده اند.

اگر چه آب بعضی اوقات بعنوان روغن در محیطهای آبی به کار برده میشود، بسیاری روغنهای تجاری با مواد افزودنی گوناگون که با فلزات واکنش نشان می دهند برای تشکیل نا خالصی یک لا یه ای ، مخلوط گردیده اند.

نامیده شده (EP) فشار زیاد ، روغنهای اسیدی چرب یا دیگر ترکیبات را اضافه می کنند تا باعث برخورد با واکنشهای شیمیایی شوند و همجنین شکل میدهند یک لایه ناخالص را که حفاظت می کند و کاهش میدهد اصطکاک را حتی هنگامی که پوشش روغنی به واسطه درجه غلظتشان طبقه بندی میشوند و به وسیله نمایش افزودنیها برای مورد استفاده فشاربالا.

کارخانه های سازنده روغن برای استفاده های خاص باید مورد مشورت قرار بگیرند .

پوششهای روغن جامد دو نوع میباشند: موادی که نمایش می دهند فشار برش کم از قبیل سرب سیاه و فلز دی سولفید ملنیم که به سطوح روبروی هم اضافه شده اند و پوشش داده اند فسفات ، اکسیدها یا سولفیدهایی را که باعث شکل گیری مواد سطح شده اند .

مواد سرب سیاه و MOS2 به طور نمونه به صورت پودری تهیه شده اند و میتوانند به سطوح روبروی هم هم در گریس و دیگر مواد حمل شوند.

این روغنهای خشک مزیت اصطکاک کم و مقاومت درجه حرارت بالا را دارند اگرچه آخری امکان دارد که محدود شود توسط انتخاب با نیدر.

پوششها از قبیل فسفات یا اکسیدها می توانند به طور شیمیایی و یا الکترو شیمیایی ذخیره شوند.

این پوششها نازک می باشند و مایلند که در یک زمان کوتاه فرسایش یابند.

افزودنیهای فشار بالا در بعضی روغنها یک تازگی ممتد را از سولفید و یا دیگر پوششهای الفبایی شیمیایی به وجود می آورند.

روغن کاری کامل سه مکانیسم می توانند باعث به وجود آمدن روغن کاری کامل شوند.

هیدرواستاتیک ، هیدرو دینامیک والست ، هایدرو دینامیک ، روغن کاریهای هایدرواستاتیک به استفاده ممتد از یک جریان روغن برای دو لایه متحرک در بعضی از فشارهای هایدرواستاتیک بالا اشاره می کند.

این نیاز دارد به یک انبار برای ذخیره یک پمپ برای وارد کردن فشار و یک لوله برای توزیع روغن .

وقتی که به طور صحیح انجام داده شد با ضریب اطمینان مناسب غلتک این روش قادر می باشد از تمام برخوردهای فلز با فلز در لایه های روبروی هم در طول زمان سر خوردن جلوگیری کند.

سطوح توسط یک پوشش روغن جدا شده اند که تمیز و عاری از آلودگی نگهداری می کنند و سرعا فرسایش را کاهش می دهند و در حقیقت به صفر می رسانند.

در سرعت نسبی صفر اصطکاک ضرورتآ صفر می باشد با سرعت نسبی ضریب اصطکاک در لایه های روبروی هم روغن کاری شده به روش هیدرو استاتیکی میباشد.

این هم چنین یکی از اصول بلبرینگهای است که در اصطلاح بلبرینگ هوایی نامیده میشوند.

که در روی صفحه های هوایی برای بلند کردن بار از زمین استفاده میشوند و به آن اجازه می دهد که با تلاش بسیار کمی در کناره ها حرکت کند.

هاور کرافت نیز برای عملکرد خود از چندین اصول پیروی می کند.

آب گاهی در بلبرینگهای هایدرو استاتیک مورد استفاده قرار میگیرد .

استادیوم های میلد نور دارای بیست و یک هزار صندلی میباشد که بر روی ورقه های هایدرو استاتیک آبی به عقب سر میخورند تا بتوانند استادیوم بیس بال را به استادیوم فوتبال تبدیل کنند.

بلبرینگهای محوری هایدرواستاتیک از انواع شعاعی شان بسیار رایجترند ، روغن کاری هیدرودینامیک این موضوع را در بر می گیرد و به فراهم آوردن روغن کافی برای سطوحی که به صورت روبروی هم دیگر ، برروی هم سر میخورند ، تا به غلظت مناسب سطح مات اجازه دهد روغن را در بین شکاف ها پمپاژ کند و سطوح را از صفحه دینامیک مایع شان جدا کند.

این تکنیک در بلبرینگ گرد موثرترین می باشد ، در جایی که میله و بلبرینگ یک حلقه نازک در میان ضریب اطمینانشان که میتواند روغن را به دام بیاندازد و به میله اجازه دهد که تا روغن را به اطراف حلقه پمپاژ کند به وجود می آورند.

یک مسیر عبور جریان در پاینه ها وجود دارد بنابراین ، ذخیره ای از روغن برای جایگزین کردن روغن هدر رفته باید تدارک دیده شود این ذخیره ممکن است یک فد طبیعی و یا یک فد فشاری باشد .

این سیستمی است که برای روغن کاری بلبرینگ میل لنگ و میل باداسک در یک موتور احتراق داخلی استفاده می شود.

روغن تصفیه شده به بلبرینگهای نسبتآ زیر فشار کم برای پر کردن مجدد روغنهایی که از پایانه های بلبرینگ به هدر رفته اند پمپاژ شده است.

اما شرایط در بلبرینگهای هایدرو دینامیک موجب بوجود آمدن فشار زیادتر برای تحمل بارهای بلبرینگ میشود.

در یک غلاف لوله ای بلبرینگ در تکیه گاه میله باشد محور در تماس قرار می گیرد.

همانطوری که در حال دوران میباشد میله خط مرگزی انتقال پیدا می کند ( جا به جا ) میشود.

به طور غیر معمولی در میان بلبرینگ و میله ها که مانند یک پمپ برای کشیدن پوشش روغن چسبنده بر روی سطحش در اطراف آن عمل میکند.

یک جریان در میان صفحات که پوشش روغن دارند قرار داده شده است ، با سرعت نسبی کافی میله بالا می آید از طریق یک شکاف روغن پمپاژ شده و از داشتن تماس فلزبا فلز با بلبرینگ جلوگیری می کند.

بنابراین یک بلبرینگ روغن کاری شده به روش هایدرودینامیک فقط زمانی سطوحش با هم تماس پیدا می کنند که بیاستد یا هنگامی که دور زیر سرعت یک کوپلین باشد.

این بدان معناست که فرسایش چسبنده میتواند فقط در زمان نا پایداری های باز و بسته شدن رخ دهد.

در مدتی که روغن و سرعت کافی نمایش داده شده اند برای اجازه دادن به هایدرودینامیک برای بلند کردن میله بلبرینگ در سرعت عملیاتی اش ضرورتآ فرسایش چسبنده وجود ندارد.

این به مقدار زیادی عمر فرسایش را زیاد می کند، بیشتر از موقعیت تماس ممتد همانطوری که با روغن کاری هایدرواستاتیک، روغن می بایست از ناخالصی حفظ شود در جهت جلوگیری کردن از دیگر شکلهای فرسایش مانند سائیدگی ، ضریب اصطکاک در یک سطح روغن کاری شده به روش هایدرودینامیکی در حدود 0/002 to 0010 میباشد.

روغن کاری الست هایدرودینامیک هنگامی که سطوح در تماس با هم با یکدیگر تطابق ندارند .

پس یک روغن کاری کامل بسیار مشکل می باشد زمانی که سطوح غیر مطابق به خارج کردن چرب کننده تمایل بیشتری دارند به دام انداختن آن در سرعتهای پایین این پیوستگیها در روغنکاری محدود خواهند بود.

سرعت فرسایشهای بالا میتوانند به کشیدن یا بریدن بار منجر شوند و باعث به وجود آمدن یک مسیر برخورد از طریق انحراف الستیک یک سطح شوند.

این مسیر برخورد کوچک میتواند باعث فراهم آمدن یک سطح صاف کافی برای اجازه دادن به یک ورقه کامل هایدرودینامیک برای شکل دادن شود.

اگر سرعت متحرک نسبی به اندازه کافی باشد این حالت روغن کاری الست هایدرودینامیک نامیده میشود.

آن به خمیدگی سطوح بستگی دارد و در حقیقت فشار زیاد در منطقه تماس به طور چشمگیری سزعت مایع روان ( روغن ) را افزایش می دهد.

در مقابل فشار پوشش در بلبرینگهای غیر منطبق فقط چندین هزار PSI است.

تغییر در سرعت برحسب این فشار به اندازه کافی برای حجم پوشش کم هست.

بلبرینگهایی مرزی ظاهر میشوند در عملیات شروع وقطع و اگر امتداد داده شوند باعث فرسایش شدید میشوند.

میل باداک و اجزای آن همچنین میتوانند تجزیه کنند هر کدام از رژیمهای که میخواهند اما بیشتر مایلند که در یک حالت روغن کاری شده در موقعیت شعاع انحنای کم در باداک باشند.

این سه رژیم در مورد بلبرینگهای غلتان نیز صادق است به خوبی .

مهمترین پارامترهایی که مشخص کننده موقعیت در برخوردهای دارای عدم تطابق نسبت به ضخامت پوشش روغن بسته به سختی سطح می باشند.

برای به دست آوردن روغن کاری کامل پوشش ورودی از سختی تماس میانگین سختی سطح نیاز است.

که بیشتر از حدود 2/1 تا 3/1 از ضخامت پوشش روغنی نباشد.

یک EHD ضخامت پوشش روغنی به طور نرمال 1KM است.

در بارهای بسیار زیاد یا سرعتهای پایین ضخامت پوشش EHD ممکن است خیلی کمتر شود برای کم کردن سختی های سطح و پوشش مخلوطی یا شرایط روغن کاری ممکن است تکرار شود.

عواملی که اثرات بیشتری در بوجود آمدن شرایط EHD دارند.

سرعت نسبی را افزایش داده اند و همچنین غلظت و شعاع اغنا را در برخورد افزایش داده اند.

کاهش در واحد بار و کاهش دادن خشکی مواد اثری کمکی دارند.

روغن کاری محدود : روغن کاری حدود و اشاره دارد به شرایطی که در آن بعضی از ترکیبات فلزی دو لایه روبرو هم، ملبفات بار زیاد،سرعت کم و یا کیفیت روغن کاری پایین آغازی برای موقعیت هایدرودینامیک است.

خصوصیات سطوح در تماس و ویژگیهای روغن بیشتر از حجم غلظت اصطکاک و فرسایش را در این موقعیت مشخص میکند.

روغن کاری بر این اشاره دارد که همیشه مقداری تماس با فلز در دو لایه روبرو وجود دارد.

اگر ورقه روغن به اهندازه کافی برای پوشاندن سختی ها (خشنی ها ) سطوح ظخیم نباشد این صحیح خواهد بود.

سطوح خشن می توانند باعث این حالت شوند اگر سرعت نسبی یا ذخیره روغن برای یک لایه روبرو هم هایدرودینامیک کاهش یابد آن به حالت روغن کاری محدود بر خواهد گشت .

سطوحی از قبیل چرخ دنده و باداک نمیتوانند یکدیگر را پوشش دهند میتوانند در یک روغن کاری محدود باشند.

اگر شرایط EHD غالب باشد ساچمه وبلبرینگها و بارها به EHD اجازه نمی دهند که ظاهر شود.

روغن کاری محدود نسبت به انواع توضیحات داده شده در بالا کمتر قابل توصیف است، زیرا آن اجازه می دهد که خشنی ها سطح برای برخورد و فرسایش به سرعت در این مواقع اجتناب ناپذیر باشند.

مانند باداکها ، دندهها، مکان بلبرینگهای غلتان، روغنهای EHD که در بالا به آن اشاره شد است برای استفاده های روغنکاری محدود بوجود آمده اند مخصوصآ برای دندههای هایپود که تجربه هم سرغت کم و هم بارهای زیاد را دارند.

ضریب اصطکاک در یک سطح روبروی هم به روش محدود روغن کاری شده متحرک به موارد استفاده همانند روغن دسته هایی از دامنه های را بوجود می آورند.

ترکیبات مواد در بلبرینگهای متحرک : در این بخش بحث خواهیم کرد در مورد بعضی ترکیبات مواد که در استفاده های مهندسی بلبرینگ ها و سر خورها به طور موفق یا نا موفق ثابت شده اند.

بعضی از ویژگیهای مورد نیاز در مواد بلبرینگ نرمی نسبی دارند ( برای جذب ذرات خاص ) .

مقاومت معقول ماشینی، روغن کاری ، مقاومت درجه حرارت و سایش و در بعضی موارد منفذ ( برای جذب روغن ).

یک ماده بلبرینگی باید کمتر از یک سوم به سختی ماده ای که مخالف آن می چرخد باشد به این منظور که توانایی محاط کردن ذرات ساینده را فراهم کند.

چندین طبقه مقاومت از مواد میتوانند مانند بلبرینگها مفید باشند بعنوان نمونه آنهایی که برسرب، قلع ، مس مبتنی هستند.

آلمینیوم به تنهایی یک ماده بلبرینگی خوب نیست اگر چه از آن بعنوان یک ماده آلیاژی در بغضی مواد بلبرینگی استفاده میشود.

بابیتها یک خانواده کلی از آلیاژها که بر سرب و قلع در ترکیب با دیگر عناصر که خیلی هم مفید میباشند.

بالاخص در پوششهای نازک در یک ساستریت قوی تر مانند آهن بایست احتمالآ رایجترین مثال از این خانواده میباشد و استفاده میشود در بلبرینگهای میللنگی و میل باداکی در موتورهای احتراق داخلی یک لایه بابیت آب داده شده دارای مقاومت فرسودگی بهتری از یک بابیت ضخیم پوشینگ می باشد.

اما نمیتواند ذرات را به خوبی احاطه نماید یک روغن کاری هایدرودینامیک یا هایدرواستاتیک مورد نیاز میباشد.

همانطوری که بابیت یک درجه حرارت پایین دارد و به سرعت زیر شرایط روغنکاری از هم گسیخته میشود معادل 150-200hb داشته باشد و یک سطح پایه معادل 12a میباشد.

برنز خانواده آلیاژهای مس ، اساسآبرنز انتخاب خوبی هست برای چرخش در مقابل فولاد یا قالب آهن.

برنز از مواد کم آهن نرم تر است ، اما دارای توانایی مناسب و مقاومت سایش خوبی میباشد.

و به خوبی در مقابل آلیاژهای کم آهن هنگامی که روغن کاری میشوند گردش میکند.

پنج آلیاژ رایج مس وجود دارد که مورد استفاده قرار میگیرند در بلبرینگها که عبارتند از : مس سرب دار .

برنز سرب دار.

برنز قلع دار.

برنز آلمینیوم دار .

مس برلیوم .

دامنه سختی آنها فلزی بین بابیت و فولاد را در بر میگیرد.

بوشهای برنج میتوانند روغنکاری محدود را تحمل کنند همچنین قادر به تحمل بارها و درجه حرارتهای زیاد نیز میباشند.

بوشینگ برنزی و ماده اولیه مصرفی زیادی به طور تجاری در اندازه های متفاوت هم جامد هم سینتر شده در دسترس میباشند.

طرح خاکستری آهن و فولاد ، مواد بلبرینگی معقولی هستند و وقتی که به هم مالیده میشوند در سرعت پایین سرب سیاه آزاد در قالب آهن اضافه میکند چربی را .

این نیز یک انتخاب رایج در برخورد غلتکی است مانند آنچه در بلبرینگهای غلتان میباشد.

در حقیقت فلز سخت شده در برابر ماده ای با روغنکاری مناسب مالش خواهد یافت ، به نظر میرسد که خشنی در مقابل چسبندگی در کل محافظت میشود.

مواد سنیتر شده از پودر و باقی مانده منفذهای میکرسکپی بعد از گرما به وجود می آیند.

منافذ آنها اجازه می دهد که مقادیر ریادی از روغن را در حفره های خود نگهداری کنند و در هنگام گردش از آنها استفاده کنند در زمانی که بلبرینگ داغ میباشد آنرا بدرون بلبرینگ بفرستند برنز سنتر شده بصورت زیادی برای گردشهایی که در خلاف جهت فولادی با آهن صورت میگیرد استفاده میشود.

اشیا غیر فلزی : بعضی از گونه ها این امکان را می دهند که اگر به صورت کافی روغن کاری شده باشند بلبرینگ بصورت خشک گردش نماید یکی از این انواع گرافیت است.

بعضی از تروپلاستیکها از قبیل نایلون ، استال، تفلون ضریب کمی از اصطکاک را در برابر فلزات به وجود می آورند.

اما دارای قدرت کمی هستند و دمای ذوب آنها پایین است و هنگامی که با ساختارهای گرمایی ضعیف ترکیب شوند بصورت زیادی باعث محدود کردن بار وسرعت عملکرد میشوند.

تفلون دارای ضریب اصطکاک بسیار پایینی می باشد اما نیاز دارد که فیبرهایی که با آن کار می کنند دارای مقاومت و قدرت در سطح بالایی باشند.

فیبرهای غیر آلی از قبیل تالک یا فیبرهای شیشه ای قدرت و استحکام زیادی را ترمو پلاستیکها می بخشد اما به علت اصطکاک بالا هزینه استفاده از آنها به صرفه نیست.

گرافیت و پودر MOS2 هم بعنوان فیلتر به کار برده میشوند که میتوانند قدرت و پایداری گرمایی را افزایش دهند.

بغضی از ترکیبات پلیمری از قبیل دستال تفلون هم پیشنهاد شده اند ، بلبرینگهای ترمو پلاستیک هنگامی به صورت عملی مورد استفاده قرار می گیرند که بار و دما کم باشد.

ترکیبات عملی محور بلبرینگها بسیار محدود است.

گشتاور بی بار : اگر ما صفحه پایینی نگه داریم و صفحه بالایی را با سرعت U به راست حرکت دهیم ، جریان بین صفحات بصورت یکسان در مرکز شکاف، تقسیم میشود.

جریان در هر دو صفحه وجود دارد بنابراین سرعت صفر میشود.

غلظت باعث تغییر شکل B زاویه دار میشود در مشتق B مساوی با dx/d% میباشد فشار صفحه X را که در فاکتورهای مختلف جریان در شیار را اتفاق می افتد از معادله ای به دست می آید و ثابت نسبت ، غلظت است در یک صفحه که ثابت ضخامت H است غلظت ثابت می باشد .

طراحی فاکتور بار و عدد اک و یرک یک راهه قراردادی برای حل این مشکل تعریف بار بدون بعد در خلاف پارامترهای بلبرینگی محاسبه شده، طرح و مقایسه شده است.

معادله 10/8e را می توان برای چنین فاکتوری در نظر گرفت .معادله 10/8e را برای Kєنظر می گیریم اجزای درون برکت فاکتور بار بدون بعد یا اعداد اک و یرک ON می باشند این شرح در برگیرنده پارامترهایی است که طراحان آنرا کنترل می کنند و هر ترکیبی را از آن پارامترها که در عدد اک و یرک مشابهی بکار می روند را نشان می دهد و یک نسبت گریز از مرکز e در اینجا حاکم است .

سرعت گریز از مرکز نشان دهنده چگونگی رسیدن به نقص در پوشش روغنی است و بنابر این=Cr(1-є) hmin .عدد اک و یرک با عدد سامر فلد معادله 10/6e مقایسه کنید جزئیات یکسان می باشند شکل 10.10 نشان دهنده طرحی برای نسبت گریز از مرکز єبه عنوان عملکرد عدد اک و یرک و همچنین نشان دهنده داده های تجربی مرجع 10 برای پارامترهایی یکسان است منحنی کاربردی برای این داده ها نشان دهنده مغناطیسه سرعت گریز از مرکز است .

منحنی تجربی را می توان با معادله 10.13 محاسبه کرد .

محاسبه بار ، گشتاور ، میانگین و فشار حداکثر در پوشش روغنی و دیگر پارامترهای بلبرینگی می تواند بر خلاف این ارزش تجربی є در معادله 10.7 تا 10.11 محاسبه شود .

ضخامت حداقل پوشش دو معادله 10.4b محاسبه می شود .دیگر نسبتهای بدون بعد را می توان از معادله 10.7 تا 10.11 به دست آورد .شکل 10.11 نشان دهنده نسبتهای PMAX/PARG,andTS/TO به عنوان عمل اک و یرک برای ارزشهای є نظری و عملی می باشد شکل 10.12 نشان دهنده تنوعات نظری و عملی در زاویه θ حد اکثر و Ǿ با عدد اک و یرک است طراحی شیوه ها ؛ بار و سرعت اساساً شناخته شده می باشد اگر میله برای فشار و انکسار قطرهایش شناخته شده باشد اندازه بلبرینگ یا نسبت l/d باید بر طبق انواع بسته بندی انتخاب گردد وهرچه نسبت l/d بزرگتر باشد فشار پوشش کمتری را باعث می شود .

ضریب نسبت تحت عنوان Cd/d تعریف می گردد.

ضریبهای نسبت معمولاً بین .001 تا .002 می باشند اما گاهی بزرگی آنها به .003 میرسد .هرچه ضریب نسبت بیشتر باشد عدد اک و یرک افزایش می یابد و هرچه عدد اک و یرک بزرگتر باشد گریز از مرکز فشار و گشتاور بیشتری را در اشکال 10.10 و 10.11 می بینیم .

اما اگر عدد اک و یرک بسیار بالا باشد این فاکتورها بسیار کندتر رشد می کنند .

مزایای بزرگ بودن ضریب نسبت ، جریان بیشتر روغن است که باعث گردش سرد بلبرینگ می گردد نسبت بزرگ l/d ممکن است نیاز مند ضریب نسبت بیشتری باشد تا بتواند بر انحراف میله فائق آید .

عدد اک و یرک می تواند انتخاب شود و سرعت مورد نیاز روغن کاری از معادلات 10.7 تا 10.11 به دست می آید بعضی کارهای دیگر هم معمولاً برای رسیدن به یک طرح متعادل مورد نیاز می باشند .اگر ابعاد میله هنوز ناشناخته می باشد قطر و اندازه بلبرینگ می تواند از معادلات بلبرینگی و فرض عدد اک و یرک به دست آید .

یک روغن کاری مناسب انتخاب می شود و غلظت آن در دماهای عملکردی از جدول هایی نظیر شکل 10.1 یافته می شوند .

بعد از طراحی بلبرینگ جریان سیال و گرما انتقال می یابد و تجزیه و تحلیل آنها می تواند برای تعیین جریان روغنی مورد نیاز و پیش گویی دمای عملکردی بکار رود این جنبه ها به علت نبود جا در اینجا نشان داده نمی شوند اما شما می توانید با رجوع به مراجع مختلف از قبیل مرجع 3 و مرجع 10 آنها را بیابید .

انتخاب عدد اک و یرک تأثیر بسیار زیادی بر طراحی دارد جی .

بی .

دوبیس یعضی از راهکارها را پیشنهاد داده اند و در این پیشنهادات عدد اک و یرک باید برابر با C باشد یا بعبارتی دیگر نیروی گریز از مرکز آن یا є باید برابر .82 باشد .

یک سری راه حلهای ارائه شده را ببینید : 1 : سرعت داده شده در rpm را به rps تبدیل کنید و غلظت u زاویه تانژانتی (مماس ) را بیابید.

2 : ضرائب اطمینان قطری و شعاعی از قطر داده شده یافته می شوند و هم چنین از نسبت ضریب اطمینان فرض شده (b) .

3 : اندازه بلبرینگ ، از مفروض نسبتی d برابر با 75 % بدست آید ( c) .

4 : نسبت دوری از مرکز تجربی را از معادله به روش ON=20 بیابید.

5 : پارامتر KE بدون قطر را از معادله 10-12c بیابید.

6 : غلظت در روغنکاری مورد نیاز برای ساپورت طرح بار p میتواند از معادله 10-8b یافته شود.

شکل 10-1 را برای یافتن روغن sovg100 1 و ارزش 190 درجه وارد کنید این روغن ، هم ارز روغن sae30w است .

فشار میانگین و ورقه روغن را ازd 10-6 بیابید.

زاویه تتا ماکس در موقعی که فشار ماکزیمم است میتواند از معادله 10/7c و استفاده از ارزش تجربی E=%747 یافته میشود .

یا میتواند از منحنی تجربی شکل 10-12 خوانده شود .

فشار ماکزیمم میتواند با جایگزینی تتا ماکس در معادله 10/7b بدست آید که z=0 است چرا که در مرکز بلبرینگ با درازی L ماکزیمم است.

( I) یانسبت pmux/pavg میتواند از منحنی تجربی درشکل 10-11 برای on=20 و در ضرب با pavg از مرحله j) ) بالا برای رسیدن به نتایج یکسان خوانده شود.

زاویه تهی را که تتا مساوی صفر است در محور و با توجه به بار p به کار رفته شده از معادله 10/8a بیابید.

گشتاور ثابت و گردان اکنون میتواند از معادله 10/9a و با استفاده از زاویه تتا خوانده میشود.

قدرت از بین رفته در بلبرینگ از معادله 10/10پیدا میشود.

ضریب مالش در بلبرینگ میتوانداز نسبت نیروی ورقه ای با نیروی نرمال و استفاده از معادله 10/11 یافته شود.

ضخامت حداقل ورقه از معادله 10/4b یافته میشود.

این ارزشی معقول است که rms سطح خشن نیاز ندارد که بیشتر از حدود 3 برابر یا چهار برابر ضخامت فیلم حداقل برای جلوگیری از تصادمات خشن باشد و یک rq 40-30 مین یا بهتر با دقت در گردش ، چرخش و هوتینگ قابل به دست آمدن است.

یک عامل ایمن در مقابل تصادمات خشن میتواند با برگشت مدل و با استفاده از ضخامت حداقل لایه برابر با سطح میانگین فرض شده 40 مین و تعیین اینکه چه عدد الکتریکی و بار P برای کاهش ضخامت صفحه روغن و بار P مورد نیاز برای کاهش ضخامت حداقل صفحه روغن برای آن ارزش مورد نیاز است ارزیابی شود.

این در مدل به سادگی با آغاز hmin و در حالت P و ON در حالت خروجی و فراهم آوردن ارزشی برای ON در راه حل انجام میگیرد.

نتایج اینگونه اند که در بارهای زیاد قالب قبول اند.

اگر این فاکتور ایمن و ارزیابی آن بار اضافی کمی را نشان دهد میتواند بلبرینگ را دچار مشکل سازد.

بار زیاد میدهد طراحی کنید.

معادله 10-11c در زیر تحت عنوان q تکرار شده است و نشان میدهد که چه چیزی میتواند برای کاهش ON تغییر کند.

این به بعضی ترکیبات نیازمند است : کاهش ضریب اطمینان، کاهش نسبت d/l ، استفاده از روغن پر غلظت تر – فرض کنید که سرعت گردش ، بار وقطر محور ، دست نخورده باشد اندازه بلبرینگ باید افزوده شود یا ضریب اطمینان قطری باید همچنانکه y افزایش یابد کم شود تا طراحی بهتر شود.

مدل EX10-01A و EX10-01B برای هر دو mathcal -Tksoluel در CD-ROM موجود میباشند.

عوامل نامنطبق : این عوامل از قبیل دندانه دنده، تجهیزات باداک و بلبرینگهای گردشی میتوانند بصورت سطحی ( مرزی) یا محدود عمل کنند ( یا بصورت ترکیب یا الاستو هیدرودینامیک ) ( در روغنکاری) .

عامل مهم که تعیین میکند کدام یک از این حالات در ضخامت ورقه ای ویژه 800 رخ میدهد که به عنوان ضخامت حداقل لایه در مرکز بسته تقسیم بر rms سطح خشن در سطح شناخته میشود از معادله (10-14a) بدست می آید که hc ضخامت لایه روغنکاری در مرکز بسته تصادمی و rq1,rq2 و rms های میانگین برای سطوح متصادم است.

تعیین کننده معادله 10-14a خشونت سطح نامیده میشود.

ضخامت لایه در مرکز بسته متصادم میتواند به ضخامت حداقل لایه hmin در لبه کشنده متصادم با ( 10/14b) مربوط باشد.

شکل (10-13a0 نشان دهنده مقیاس تجربی تصادم خشن EHD به عنوان عملکرد ضخامت لایه ویژه میباشد.

وقتی 8 بین این ازرشها بعضی ترکیبات جزئی EHD و شرایط محدود روغنکاری وجود دارد اکثریت تصادمات هرتزین ، در دنده ها با داکها و بلبرینگهای گردان ، در این منطقه EHD در شکل وجود دارند.

از شکل 10-13a ما میتوانیم نتیجه بگیریم که نیازمندیم که بیشتر از یک باشد ( در EHD) .

بیشتر از 3و4 باشد ( برای تمام روکشهای EHD) شرایط موثر EHD بخش با حدود 2=8 آغاز میشوند و اگر 5/1=8 ، انگاه آن نشان دهنده شرایط محدود روغنکاری است که در شرایط خشن بوقوع می پیوندد.