بلبرینگ‌ها ازجمله وسایل کاربردی در صنعت‌های متعدد به شمار می‌آیند که در انواع مختلف تولید و عرضه شده‌اند. اولین بلبرینگ در سال 1869 میلادی ساخته شد که مدل شعاعی آن توسط ژولس سیرای طراحی شد. از آن زمان به بعد، افزایش تنوع در انواع و عملکرد بلبرینگ‌ها را شاهد بوده‌ایم؛ اما هدف اصلی طراحی و استفاده از انواع آنها همیشه به‌نوعی یکسان بوده است. بلبرینگ‌ها حرکت قطعه‌های مختلف را در کنار هم را ممکن کرده و با کاهش اصطکاک باعث تسهیل حرکت، عملکرد بهتر دستگاه، کاهش اتلاف انرژی و افزایش عمر قطعات و دستگاه می‌شوند.
تفاوت بلبرینگ ساچمه سرامیکی و تمام سرامیک
بلبرینگ‌های سرامیکی از سه بخش اصلی ساچمه، رولبرینگ و یاتاقان‌های سرامیکی ایجاد شده اند که در روند تولید آنها از چهار ماده اصلی ازجمله سیلیکون نیترید، زیرکونیوم اکساید، آلومینیوم اکساید و سیلیکون به کار می‌رود. این بلبرینگ‌ها در دو نوع کلی ساچمه سرامیک و تمام سرامیک ساخته می‌شوند. در انواع ساچمه سرامیک، همان‌طور که از اسم آنها معلوم است تنها ساچمه‌ها از جنس سرامیک هستند. البته تمام قسمت‌های تشکیل‌دهنده بلبرینگ تمام سرامیک از مواد سرامیک هستند. ازجمله برندهای موفق و باکیفیت در تولید بلبرینگ‌های سرامیکی، می‌توان به SKF، FAG، TIMKEN، NSK نام برد که در میان بزرگ‌ترین تولیدکنندگان بلبرینگ جهان نام آنها می‌درخشد.
بلبرینگ سرامیک از چه موادی تشکیل شده است؟
آلیاژهای خاصی برای ساخت بیرینگ (بلبرینگ، رولبرینگ و یاتاقان) استفاده می‌شود. انتخاب متریال (آلیاژ) مناسب برای بلبرینگ بسیار مهم است؛ چراکه امکان دارد مصرف‌کنندگان در انتخاب بلبرینگ مناسب برای پاسخ به نیازهای خود دچار اشتباه شوند. یکی از انواع پرکاربرد آن بلبرینگ سرامیکی بوده که حدوداً 50 سال پیش اولین مدل آن در یک شرکت سوئدی طراحی و ساخته شده است. علی رغم اینکه بلبرینگ سرامیکی پیشینه کمتری در مقایسه با انواع دیگر بلبرینگ‌ها دارد؛ ولی به‌خاطر ویژگی‌های منحصربه‌فردش توانسته در صنعت‌های مختلف کاربرد خود را پیدا کند. برای مثال دوچرخه‌ها در 50 سال اخیر توانسته‌اند رشد قابل توجهی را در کیفیت و طراحی تجربه کنند و راحتی بیشتری را برای دوچرخه‌سوارها به ارمغان بیاورند. ویژگی‌ها، مزایا و تفاوت بلبرینگ سرامیکی مبحث قابل توجهی برای علاقه مندان به خودرو است.
- سیلیکون نیترید ( Silicon Nitride ) یا نام علمی SI3N4
- سیلیکون کارباید ( Silicon Carbide ) یا نام علمی SiC
- زیرکونیوم اکساید ( Zirconia Oxide ) یا نام علمی ZrO2
- آلمینیوم اکساید ( Alumina Oxide ) یا نام علمی Al2O3
انواع بلبرینگ‌های سرامیکی
بعد از آشنایی با بلبرینگ سرامیکی و آلیاژ های بکار رفته در ساختار بلبرینگ سرامیکی، سوال پیش می‌آید که انواع بلبرینگ سرامیکی چند نوع بوده یا تفاوت بلبرینگ‌های سرامیکی با یکدیگر در چه چیزی است؟ به‌طور خلاصه بلبرینگ های سرامیکی در 2 نوع ساچمه سرامیک و تمام سرامیک ساخته می‌شوند. براساس نوع بلبرینگ سرامیکی، ویژگی‌های آن کمی با یکدیگر متفاوت خواهد f,n
- مقاومت بلبرینگ‌های تمام سرامیکی در برابر خوردگی، خون، اسید و آب‌نمک بسیار بالا است و در محدوده دمای -85 تا +900 درجه سانتیگراد می‌توانند کارکرد بهینه خود را حفظ نمایند.
- البته بلبرینگ‌های ساچمه سرامیکی را می‌توان با هزینه کمتری نسبت به نوع تمام سرامیک خریداری کرد.
- انواع بلیرینگ ساچمه سرامیکی را به شکل بلبرینگ هیبریدی ساخته می‌شوند تا قیمت آنها نسبت به انواع تمام سرامیکی کمتر شود. این نوع بلبرینگ‌ها دراصل تلفیقی از بدنه استیل و ساچمه سرامیکی هستند. یک بلبرینگ ساچمه‌ای نوعی بلبرینگ با المان‌های پیچشی بوده که از توپ‌ها برای حفظ فاصله بین دو مسیر بلبرینگ استفاده می‌کند.
- هدف از استفاده از بلبرینگ توپی یا ساچمه‌ای کاهش اصطکاک چرخشی و پشتیبانی از بارهای شعاعی و محوری است. با استفاده از حداقل دو مسیر برای حفظ توپ‌ها و انتقال بارها از طریق توپ‌ها این هدف بدست می‌آید. در بیشتر دستگاه‌ها، یکی از مسیرها ثابت بوده و دیگری به مجموعه چرخان (مانند یک محور) متصل است. هنگامی که یکی از مسیرهای بلبرینگ می‌چرخد، باعث چرخش توپ‌ها نیز می‌شود. با توجه به اینکه توپ‌ها یا ساچمه‌ها در حال حرکت پیچشی هستند، ضریب اصطکاک آنها بسیار کمتر از زمانی است که دو سطح صاف در برابر یکدیگر لغزش می‌کنند.
- بلبرینگ‌های ساچمه‌ای بدلیل سطح تماس کوچکتری که بین توپ‌ها و مسیرها وجود دارد، ظرفیت بار کمتری نسبت به سایر نوع بلبرینگ‌های پیچشی دارند. با این حال آنها می‌توانند تا حدی عدم تطابق مسیرهای داخلی و خارجی تحمل کنند.
بلبرینگ سرامیکی چه ویژگی دارد؟
سوال اصلی که مطرح می‌شود این بوده که چرا باید از بلبرینگ سرامیکی استفاده شود؟ بهتر است در چه مواردی از بلبرینگ سرامیکی استفاده شود؟ برای جواب دادن به این سوالات کافیست ویژگی‌ها و مزیت‌های بلبرینگ سرامیکی را بدانید و با مشخصات فنی بلبرینگ سرامیکی بیشتر آشنا شوید.
- این نوع بلبرینگ در برابر الکتریسته عایق برق است.
- قابل استفاده در سرعت بالا است.
- طول عمر بالاتری دارد.
- مقرون به صرفه است باعث کاهش هزینه دستگاه می‌شود.
- در برابر سایش و خوردگی مقاوم است.
- در محیط آبی زنگ نمی‌زد.
- وزن سبک دارد.
- بسیار کم اصطکاک است.
- به روغن‌کاری و گریسکاری نیاز ندارد.
- در برابر مواد شیمیایی مقاوم است.
- در دمای بالا یعنی تا 1000 درجه سانتیگراد قابل استفاده است.
موارد ذکر شده از اصلی‌ترین ویژگی این مدل از بلبرینگ سرامیکی است.
کاربرد بلبرینگ سرامیکی
پرکاربردترین استفاده بلبرینگ سرامیکی، در صنعت دوچرخه‌سازی است. اکثرا برای حرکت یکنواخت، نرم و روان در دوچرخه‌ها از بلبرینگ‌های سرامیکی استفاده می‌کنند. بدین ترتیب حرکت دوچرخه به انرژی و قدرت کمتری نیاز خواهد داشت. ساچمه‌های سرامیکی در دوچرخه‌ها، ابزارها، شیرهای بازرسی، قطعات خودرو، بدنه‌های هوافضا و ژیروسکوپ‌ها، شناورها و سطح سنج‌ها و در بسیاری از اجزای دیگر ماشین‌ها استفاده می‌شوند.
ساچمه‌های سرامیکی به دلیل ماندگاری طولانی‌شان نسبت به ساچمه‌های فولادی، بیشتر در دوچرخه‌سواری و اسکیت‌برد استفاده می‌شوند.
سخن پایانی
اکنون تفاوت بلبرینگ ساچمه سرامیک و تمام سرامیک را می‌دانید و می‌توانید از این اطلاعات صحیح در هنگام خرید بلبرینگ سرامیکی استفاده کنید. بلبرینگ سرامیکی که از انواع بلبرینگ‌های مطرح باکیفیت هستند، در دو نوع تمام سرامیک و ساچمه سرامیک ساخته شده و خصوصیت آنها و عملکردشان در صنعت منحصر به فرد است. بااین‌وجود نمونه ساچمه سرامیک قیمت مناسب‌تری نسبت به نوع تمام سرامیک آن دارد. درکل این نوع از بلبرینگ‌ها قیمت بالاتری دارند. همچنین مزیت‌های زیادی مثل عمر بالا و درصد خرابی بسیار کمتر در مقایسه با بلبرینگ‌هایی از جنس دیگر مانند فولاد و استیل دارند که همین موضوع ارزش آنها را ثابت می‌کند.
