speed.pdf

1سرعت مرجع براي يك بيرينگ، سرعتي است كه در آن با شرايط كاركرد خاص بين گرماي ايجاد شده در بيرينگ و گرماي خارج شده از طريق شفت، نشيمنگاه و روانكار تعادل برقرار است. شرايط مرجع

براي رسيدن به اين تعادل حرارتي مطابق استاندارد ISO 15312:200 عبارتند از:

• افزايش دماي 50ºc باالي دماي محيط 20ºc به عبارت ديگر دماي به عبارت ديگر دماي بيرينگ 70ºc است، كه بر روي رينگ خارجي ثابت يا واشر نشيمنگاه

اندازه گيري مي شود. • براي بيرينگ هاي شعاعي: بار شعاعي ثابت به اندازه %5 ظرفيت اسمي

.co حمل بار استاتيكي%2 ظرفيت • براي بيرينگ هاي كف گرد: بار محوري ثابت به اندازه

. co اسمي حمل بار استاتيكي• بيرينگ باز (بدون آب بند) با لقي نرمال. بيرينگ باز (بدون آب بند) با لقي نرمال.

براي روانكاري با روغن:

EP با لزجت سينماتيكي • روانكار: روغن معدني بدون افزودني هاي

70ºc براي بيرينگ هاي شعاعي و لزجت v=12mm2/s در دماي سينماتيكي v=24mm2/s در دماي 70ºc براي رولربيرينگ هاي كف

گرد. • روش روانكاري: روانكاري به روش حمام روغن با ارتفاع روغن تا مركز روش روانكاري: روانكاري به روش حمام روغن با ارتفاع روغن تا مركز

پايين ترين جزء غلتنده.

براي روانكاري با گريس:

روانكار: گريس معمولي با صابون ليتيمي و روغن پايه معدني با لزجت . 40ºc 200 در دمايmm2/s 100 تاmm2/s

مقدار گريس: تقريباً %30 از فضاي خالي بيرينگ در روانكاري با گريس ممكن است در ساعات اوليه راه اندازي دما در روانكاري با گريس ممكن است در ساعات اوليه راه اندازي دما افزايش بيشتري داشته باشد. بنابراين بيرينگ بايد 10 تا 20 ساعت كار

كند تا به دماي كاركرد طبيعي برسد. در شرايط فوق، سرعت مرجع براي روانكاري با گريس و روغن يكسان مي باشد. در شرايطي كه رينگ خارجي دوران مي كند ممكن است الزم

باشد كه سرعت هاي مرجع كاهش داده شوند. براي بعضي بيرينگ ها، كه سرعت مرجع بر اساس حرارت ايجاد شده براي بعضي بيرينگ ها، كه سرعت مرجع بر اساس حرارت ايجاد شده در بيرنگ تعيين نمي شود، در جداول فقط سرعت حدي آورده شده

است (براي مثال بيرينگ ها با آب بند تماسي).

2

dm=0.5(50+90)=70mm p/co=0.24 براي بلبيرينگ 6210، از نمودار 1 باو fv=0.85 مقدار fp=0.63 ، براي ISO VG 68 به دست مي آيد. سرعت مجاز

براي دماي كاركرد70ºc ،npem از رابطه زير محاسبه مي شود. npem=15000×0.63×0.85=8030 r/min

مثال 2رولربيرينگ كروي E 22222 كالس اكسپلورر تحت بار p=0.15coبوده و با بوده و با 40ºcبرابر دماي در گريس پايه روغن لزجت مي شود. روانكاري گريس

220mm2/s است. سرعت مجاز در كاربرد فوق چه قدر است؟ dm=155mm ،p/co=0.15 زير، نمودار از بوده ،E 22222 بيرينگ براي ISO VG 150، fv و براي ،ISO VG 220 و p/co=0.15 است و با ،fp=0.53

ISO VG150 =0.87 به دست مي آيد. سرعت مجاز براي دماي عملكرد از را بطه زير به دست مي آيد.

nperm = 3 000 × 0,53 × 0,83/0,87 = 1 520 r/minnperm = 3 000 × 0,53 × 0,83/0,87 = 1 520 r/min

تاثير بار و لزجت روغن برسرعت مرجع / سرعت مجاز

وقتي بار و لزجت روانكار از مقادير مرجع بيشتر باشند، اصطكاك افزايش يافته و بيرينگ ديگر نمي تواند در سرعت مرجع كار كند مگر اين كه افزايش دماي بيشتر، مجاز باشد. همچنين مقادير لزجت كمتر اجازه عملكرد با سرعت بيشتر

را مي دهند. تأثير بار و لزجت سينماتيكي بر سرعت مرجع در نمودارهاي زير نشان داده شده تأثير بار و لزجت سينماتيكي بر سرعت مرجع در نمودارهاي زير نشان داده شده

است.

روانكاري با روغن مقادير ضرايب تصحيح براي روانكاري با روغن:

• fP: براي اثرا بار معادل ديناميكي P و • fv: براي اثرات لزجت

قابل بيرينگ متوسط قطر قابل و بيرينگ متوسط قطر و p/co از تابعي عنوان به 4 تا 1 نمودارهاي از محاسبه مي باشند. در نمودارهاي فوق:

kN بار معادل بيرينگ بر حسب =pkN ،ظرفيت اسمي حمل بار استاتيكي =co

dm=0.5(d+D) ، mm قطر متوسط بيرينگ =dmمقادير لزجت در نمودارها بر حسب شماره فني ISO نظير ISO VG 32 مي باشند

كه 32 نشان دهنده لزجت روغن در دماي 40ºc است. زير رابطه از مجاز گرفته شود، سرعت نظر در ثابت زير رابطه از مجاز گرفته شود، سرعت نظر در ثابت 70ºc مرجع دماي اگر

محاسبه مي شود. Npem=nr fp fv

كه در آن: r/min ،سرعت مجاز بيرينگ =Npem

r/min ،سرعت مرجع =nr fp= ضريب تصحيح براي بار P بيرينگ fv= ضريب تصحيح براي لزجت روغن ضريب تصحيح براي لزجت روغن

روانكاري با گريس نمودارها براي روانكاري با گريس نيز صادق مي باشند. هر چند كه سرعت هاي نمودارها براي روانكاري با گريس نيز صادق مي باشند. هر چند كه سرعت هاي مرجع براي روانكاري با گريس بر اساس لزجت روغن پايه VG 150 مي باشند اما براي محدوده لزجت ISO VG 100-ISO VG 200 نيز مي توانند استفاده شوند. گريس ، 40ºcدر پايه روغن لزجت براي fv مقادير ديگر، لزجت هاي براي fv تقسيم شود تا مقدار نهايي ISO VG 150 براي روغن پايه fv انتخابي بايد به

محاسبه شود. nperm = nr fP (fν actual base oil viscosity)/(fν base oil viscosity ISO

(VG 150مثال 1

يك بلبيرينگ شيار عميق 6210 كالس اكسپلورر تحت بار p=0.24co بوده و 40ºcدماي در استفاده مور روانكار مي شود. روانكاري روغن حمام روش به

لزجت 68mm2/s دارد. سرعت مجاز براي كاربرد فوق چه قدر است؟

3

4

افزايش دماي كاركرد باعث كاهش لزجت روانكار شده و تشكيل فيلم روغن مشكل مي شود در نتيجه اصطكاك افزايش يافته و دما مجدداً افزايش مي يابد. اگر لقي داخلي بيرينگ نيز به علت افزايش دما به طور همزمان كاهش يابد نتيجه نهايي آن گريپاژ بيرينگ است. افزايش سرعت به باالتر از سرعت مرجع باعث مي شود كه اختالف دماي بين رينگ داخلي و خارجي بيشتر از مقدار طبيعي شده و در اين موارد معموالً به بيرينگ با لقي داخلي C3 كه لقي آن بيشتر از لقي نرمال است نياز مي باشد و الزم است توزيع دما در بيرينگ با

دقت بيشتري بررسي شود. دقت بيشتري بررسي شود.

سرعت هاي باالتر از سرعت مرجع

به دارد وجود مرجع سرعت از باالتر سرعت هاي در بيرينگ كاركرد به امكان دارد وجود مرجع سرعت از باالتر سرعت هاي در بيرينگ كاركرد امكان شرطي كه بتوان اصطكاك را ر بيرينگ به كمك سيستم روانكاري كه مقادير كم و اندازه گيري شده از روانكار را در بيرينگ تزريق مي كند و يا انتقال حرارت Circula)، تيغه هاي خنك ng Oil) به بيرون به روش سيستم چرخش روغن كننده (Cooling Ribs) بر روي نشيمنگاه و يا با جريان مستقيم هواي خنك

شده، كاهش داد. هر گونه افزايش سرعت به باالتر از سرعت مرجع بدون در نظر گرفتن تمهيدات هر گونه افزايش سرعت به باالتر از سرعت مرجع بدون در نظر گرفتن تمهيدات

فوق باعث افزايش دماي بيرينگ مي شود.

5

سرعت حدي

مقاومت ،(Form Stability) ساختاري پايداري نظير معيارهايي وسيله به حدي سرعت قفسه، روانكاري قفسه و سطوح راهنما، نيروهاي گريز از مركز و ژيراتوري (Gyratory) وارده بر اجزاي غلتنده، دقت و ديگر عوامل محدود كننده سرعت مانند آب بندها و روانكاري آب

بندهاي بيرينگ، تعيين مي شود. تجارب به دست آمده از آزمايش نشان مي دهد كه سرعت حداكثري وجود دارد كه به داليل تجارب به دست آمده از آزمايش نشان مي دهد كه سرعت حداكثري وجود دارد كه به داليل

فني يا هزينه هاي زياد براي نگهداري دما در حد قابل قبول نبايد از آن تجاوز كرد. سرعت هاي حدي كه در جداول بيرينگ ها آمده است به طراحي داخلي و نوع قفسه بيرينگ

بستگي دارد. براي كاركرد در سرعت هاي باالتر از مقادير جدول الزم است بعضي از عوامل محدود كننده سرعت نظير دقت هاي حركتي، جنس قفسه و طراحي آن، روانكاري و انتقال حرارت بهبود

يابند. براي روانكاري با گريس جنبه هاي ديگري نظير روانكاري سطوح راهنماي قفسه و مقاومت براي روانكاري با گريس جنبه هاي ديگري نظير روانكاري سطوح راهنماي قفسه و مقاومت برشي گريس (كه توسط روغن پايه و غليظ كننده (Thickener) آن تعيين مي شود)، بايد

در نظر گرفته شوند (به بخش «روانكاري با گريس»مراجعه كنيد). بعضي بلبيرينگ هاي باز (بدون آب بند) داراي اصطكاك كمي مي باشند و سرعت مرجع در آنها از سرعت حدي بيشتر است. بنابراين سرعت مجاز پس از محاسبه بايد با سرعت حدي

مقايسه شده و از مقدار كمتر استفاده كرد. يادآوري مي شود كه به منظور عملكرد رضايت بخش در سرعت هاي باال، بيرينگ بايد تحت يادآوري مي شود كه به منظور عملكرد رضايت بخش در سرعت هاي باال، بيرينگ بايد تحت بار حداقلي باشد كه جزئيات آن در بخش مربوط به هر بيرينگ تحت عنوان «بار حداقل»

آورده شده است.

حالت هاي خاص

در كاربردهاي خاص سرعت حدي توسط مالحظات با اهميت ديگر جايگزين مي شود.

سرعت هاي خيلي كم تماس در سطح نمي تواند االستوهيدروديناميك روانكاري فيلم كم تماس در سرعت هاي خيلي در سطح نمي تواند االستوهيدروديناميك روانكاري فيلم كم در سرعت هاي خيلي

غلتشي ايجاد شود. در اين كاربردها بايد از روانكار با مواد افزودني EP استفاده شود.

حركت هاي نوساني در اين نوع حركت جهت دوران بيرينگ قبل از تكميل يك دور كامل عوض مي شود. چون فيلم كامل تشكيل امكان مي باشد صفر دوران جهت شدن عوض نقطه در سرعت هيدروديناميك وجود ندارد. در اين موارد بايد از روانكار با مواد افزودني مؤثر EP استفاده

Boundary Lubrica) ايجاد و بار را تحمل كند. on) كرد تا فيلم روانكاري مرزياين حالت امكان تعيين حدي براي سرعت وجود ندارد زيرا در اين حالت براي حركت هاي نوساني امكان تعيين حدي براي سرعت وجود ندارد زيرا در براي حركت هاي نوساني تغيير با هر پيدا مي كنند. اهميت اينرسي نيروهاي و نبوده تعيين كننده تعادل حرارتي جهت، اين خطر وجود دارد كه اينرسي باعث لغزش اجزاي غلتنده شده و سطوح غلتشي را دچار خراشيدگي (Smear) كنند. شتاب افزاينده يا كاهنده مجاز به جرم اجزاي غلتنده و در مثال براي دارد. بستگي بيرينگ بار و كار در حين لقي روانكار، مقدار و نوع قفسه، غلتنده اجزاي با پيش بار شده بيرينگ (Connec ng Rod) دهنده اتصال ميله چيدمان كوچك با جرم كم استفاده مي شود. امكان ارائه راهكارهاي كلي براي اين موارد وجود ندارد

و الزم است در هر حالتي حركت نوساني به دقت بررسي شود. و الزم است در هر حالتي حركت نوساني به دقت بررسي شود.

ارتعاشات توليد شده در يك بيرينگ

سروصداي نام به كه چيزي نمي كند. سروصدا ايجاد غلتشي بيرينگ يك كلي طور به يا مستقيم صورت به شده ايجاد ارتعاشات شنيداري اثرات مي شود شناخته بيرينگ مشكالت كه است علت همين به است. اطراف سازه بر بيرينگ وسيله به غيرمستقيم

سروصداي بيرنگ در واقع مشكالت ارتعاشي مي باشد كه مرتبط با كاربرد آن است.

تحريك ناشي از تغيير تعداد اجزاي غلتنده تحت بار

وقتي بار شعاعي به يك بيرينگ وارد مي شود تعداد اجزاي غلتنده حمل كننده موجب پديده اين 3-2-3-2 مثال براي مي كند. تغيير كاركرد حين در بار جابجايي در جهت بار شده كه ارتعاش ناشي از آن اجتناب ناپذير است. ولي مي

توان با اعمال پيش بار محوري و بارگذاري كليه اجزاي غلتنده آن را كاهش داد (براي رولربيرينگ استوانه اي امكان پذير نيست).

دقت اجزاي دربرگيرنده بيرينگ دقت اجزاي دربرگيرنده بيرينگ

تداخلي انطباق شفت يا نشيمنگاه و بيرينگ رينگ هاي بين كه مواردي در خيلي محكم وجود دارد رينگ هاي بيرينگ شكل اجزاي مجاور را به خود مي

Form Devia) وجود داشته باشد، باعث ايجاد ons) گيرند. اگر انحراف شكلي ارتعاش در حين كاركرد مي شود. بنابراين ماشينكاري شفت و نشيمنگاه مطابق

با تلرانس هاي الزم اهميت زيادي دارد

خرابي موضعي خرابي موضعي

به داليل حمل و نقل يا نصب نادرست، بخشي از سطوح غلتش يا اجزاي غلتنده ممكن است صدمه ببيند. در حين كار عبور اجزاي غلتنده از روي جزء خراب ايجاد ارتعاش با فركانس خاصي مي كند. آناليز فركانسي ارتعاش مي تواند جزء Condi on) خراب را مشخص كند. اين اصل در تجهيزات تشخيص وضعيت

Monitoring) به منظور تشخيص خرابي بيرينگ به كار مي رود.

آلودگي ها

عبور و شده بيرينگ وارد كننده آلوده ذرات باشد آلوده كاركرد شرايط عبور اگر و شده بيرينگ وارد كننده آلوده ذرات باشد آلوده كاركرد شرايط اگر اجزاي غلتنده از روي آنها ايجاد ارتعاشي مي كند كه مقدار آن بستگي به مقدار، ايجاد فركانس خاصي اين حالت در دارد. آلوده كننده تركيب ذرات و اندازه

نشده ولي ممكن است سروصداي قابل شنيدن توليد شود.

تاثير بيرينگ بر رفتار ارتعاشي كل يك سيستم

در بيشتر كاربردها سفتي بيرينگ ها با سفتي ديگر اجزاي سيستم هم مرتبه ميدر بيشتر كاربردها سفتي بيرينگ ها با سفتي ديگر اجزاي سيستم هم مرتبه مي باشد، بنابراين امكان كاهش ارتعاش در يك كاربرد با انتخاب صحيح بيرينگ (شامل پيش بار و لقي) و چيدمان، وجود دارد. سه روش براي كاهش ارتعاش

پيشنهاد مي شود. • حذف عوامل تحريك كننده بحراني در كاربرد

• ميرا كردن ارتعاش جزء تحريك كننده بحراني و اجزاي تحت رزونانس • تغيير سفتي سازه به منظور تغيير فركانس بحراني آن

6