بلبرینگ مخروطی 32012 با دقت بالا، بلبرینگ چرخ کامیون 60x95x23

بلبرینگ‌های غلتکی مخروطی 32012: بار ترکیبی بالا برای کامیون‌ها، گیربکس‌های کشاورزی و معدنی

I. مروری بر محصول

بلبرینگ غلتکی مخروطی 32012 یک قطعه مکانیکی با دقت بالا است که برای ماشین‌آلاتی طراحی شده است که عملکرد قابل اطمینانی را تحت بارهای ترکیبی طلب می‌کنند. این بلبرینگ به عنوان بخشی از سری 320، دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌های ابعادی و عملکردی خاص خود است. با قطر داخلی (d) 60 میلی‌متر، قطر خارجی (D) 95 میلی‌متر و عرض (B) 23 میلی‌متر، تعادلی بین جمع و جور بودن و ظرفیت باربری ایجاد می‌کند.

این بلبرینگ برای تحمل بارهای شعاعی قابل توجه و نیروهای محوری زیاد به طور همزمان مهندسی شده است. این طراحی به آن اجازه می‌دهد تا در سناریوهای صنعتی مختلفی که ماشین‌ها شرایط استرس پیچیده‌ای را تجربه می‌کنند، اعمال شود. مشابه سایر بلبرینگ‌های غلتکی مخروطی، 32012 نسبت به عدم هم‌راستایی بین شفت و محفظه حساس است. نصب و هم‌راستایی دقیق برای اطمینان از عملکرد روان و دوام طولانی‌مدت آن بسیار مهم است.

II. طراحی ساختاری

2.1 عناصر غلتشی

عناصر غلتشی بلبرینگ 32012، غلتک‌های مخروطی هستند که از فولاد بلبرینگ کروم کربن بالا با کیفیت بالا، اغلب GCr15، ساخته شده‌اند. پس از گذراندن یک سری فرآیندهای عملیات حرارتی مانند کوئنچ و تمپرینگ در دمای پایین، غلتک‌ها به سختی سطحی HRC58-64 می‌رسند. این سختی بالا مقاومت در برابر سایش عالی را فراهم می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که بلبرینگ می‌تواند در برابر نیروهای ساینده تولید شده در حین کار مقاومت کند.

شکل مخروطی غلتک‌ها بهینه شده است تا یک تماس خطی با مسیرهای حرکت ایجاد کند. این طراحی تماس خطی، ناحیه توزیع بار را در مقایسه با بلبرینگ‌های تماس نقطه‌ای به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و به طور موثر تمرکز تنش موضعی را کاهش می‌دهد. تلرانس ابعادی غلتک‌ها به شدت در کلاس P0-P4 کنترل می‌شود و زبری سطح (Ra) در ≤0.08μm حفظ می‌شود که به چرخش روان و کاهش اصطکاک کمک می‌کند.

2.2 مسیرهای حرکت

هر دو حلقه داخلی و خارجی بلبرینگ 32012 مجهز به مسیرهای حرکت مخروطی هستند. زاویه مخروطی این مسیرهای حرکت با دقت طراحی شده است، معمولاً حدود 16 درجه، که برای مدیریت کارآمد بارهای شعاعی و محوری ترکیبی تنظیم شده است. هنگامی که بارها به بلبرینگ اعمال می‌شوند، نیروها در امتداد مولدهای مخروط‌های تشکیل شده توسط مسیرهای حرکت و غلتک‌ها منتقل می‌شوند.

مسیرهای حرکت نیز تحت عملیات حرارتی پیشرفته قرار می‌گیرند. آنها تا عمق معینی (معمولاً حدود 1.5-3 میلی‌متر) کربوره می‌شوند، و پس از آن کوئنچ و تمپرینگ انجام می‌شود. این فرآیند عملیات حرارتی منجر به ایجاد یک لایه سخت شده بر روی سطح مسیرهای حرکت با سختی HRC58-64 می‌شود. لایه سخت شده به مسیرهای حرکت مقاومت خستگی عالی می‌دهد و آنها را قادر می‌سازد تا چرخه‌های بار تکراری را بدون خرابی زودرس تحمل کنند. مسیرهای حرکت به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با غلتک‌ها هماهنگ عمل کنند و از یک مکانیسم انتقال بار پایدار و کارآمد اطمینان حاصل کنند.

2.3 قفس

قفس در بلبرینگ 32012 عملکرد مهمی در جداسازی و هدایت غلتک‌های مخروطی دارد. معمولاً از فولاد ساختاری با استحکام بالا، مانند فولاد 45# یا 20CrMnTi ساخته می‌شود. قفس با استفاده از تکنیک‌های تراشکاری و فرزکاری CNC با دقت ماشین‌کاری می‌شود تا جیب‌های مخروطی با فاصله مساوی ایجاد شود که دقیقاً متناسب با غلتک‌ها هستند. این طراحی از برخورد و اصطکاک بیش از حد بین غلتک‌های مجاور در حین کار، به ویژه در شرایط بار زیاد، جلوگیری می‌کند.

برای افزایش دوام قفس، سطح آن را می‌توان با فرآیندهایی مانند اکسید سیاه یا فسفاته کردن درمان کرد. درمان اکسید سیاه مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می‌کند و از قفس در برابر زنگ زدگی و اکسیداسیون در محیط‌های کاری مختلف محافظت می‌کند. از طرف دیگر، درمان فسفاته کردن، مقاومت در برابر سایش قفس را بهبود می‌بخشد و عمر مفید آن را بیشتر می‌کند. در برخی از نسخه‌های پیشرفته بلبرینگ 32012، از قفس‌های برنجی (مانند برنج H62 یا H65) استفاده می‌شود. قفس‌های برنجی هدایت حرارتی بهتری را ارائه می‌دهند که به دفع گرما تولید شده در حین کار کمک می‌کند و آنها را برای کاربردهایی که بلبرینگ ممکن است در معرض دماهای بالا قرار گیرد، مناسب می‌کند.

III. ویژگی‌های عملکرد

3.1 ظرفیت باربری ترکیبی

بلبرینگ غلتکی مخروطی 32012 برای تحمل مقدار قابل توجهی از بارهای شعاعی و محوری ترکیبی طراحی شده است. رتبه بار دینامیکی اساسی (Cr) آن تقریباً 101kN است (این مقدار ممکن است در بین تولیدکنندگان مختلف کمی متفاوت باشد) و رتبه بار استاتیکی اساسی (C0r) حدود 122kN است. این بلبرینگ می‌تواند بارهای شعاعی را تا مقدار قابل توجهی (متناسب با طراحی آن) و بارهای محوری را که درصد قابل توجهی از بار شعاعی است، معمولاً حدود 30-40٪ از ظرفیت باربری شعاعی، تحمل کند. این امر آن را به انتخابی ایده‌آل برای ماشین‌آلات در صنایعی مانند حمل و نقل سنگین تبدیل می‌کند، جایی که محورها باید وزن وسیله نقلیه (بار شعاعی) و نیروهای تولید شده در حین شتاب، ترمز و پیچیدن (بارهای محوری) را تحمل کنند.

3.2 سازگاری با سرعت

بلبرینگ 32012 برای عملکرد با سرعت متوسط بهینه شده است. سرعت مرجع آن تحت روانکاری گریس حدود 5300 دور در دقیقه است و سرعت محدود آن تحت روانکاری حمام روغن تا 6700 دور در دقیقه است. این رتبه‌بندی‌های سرعت آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها، از جمله موتورهای صنعتی، سیستم‌های نقاله و برخی از انواع ماشین‌آلات کشاورزی، مناسب می‌کند. با این حال، توجه به این نکته مهم است که کارکردن بلبرینگ با سرعت‌های نزدیک به یا فراتر از سرعت محدود می‌تواند منجر به افزایش اصطکاک، تولید گرما و سایش تسریع شده شود. اقدامات روانکاری و خنک‌کننده مناسب برای اطمینان از عملکرد روان در محدوده سرعت توصیه شده ضروری است.

3.3 حساسیت به عدم هم‌راستایی و کاهش آن

مانند تمام بلبرینگ‌های غلتکی مخروطی، 32012 نسبت به عدم هم‌راستایی بین شفت و محفظه حساس است. حتی درجه کمی از عدم هم‌راستایی، مانند 0.1-0.2 درجه، می‌تواند باعث بارگذاری ناهموار روی غلتک‌ها شود و منجر به افزایش لرزش، صدا و کاهش عمر مفید شود. برای کاهش این مشکل، می‌توان اقدامات متعددی را انجام داد. در حین نصب، باید از ابزارهای هم‌راستایی دقیق مانند دستگاه‌های هم‌راستایی لیزری استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که عدم هم‌راستایی شعاعی در ≤0.02mm و عدم هم‌راستایی محوری در ≤0.01mm حفظ می‌شود. علاوه بر این، یک تناسب تداخلی (H7/r6) بین حلقه داخلی و شفت به جلوگیری از لغزش تحت بارهای سنگین کمک می‌کند، در حالی که یک تناسب آزاد (H7/js6) بین حلقه بیرونی و محفظه امکان تنظیم محوری جزئی را فراهم می‌کند. در کاربردهایی که عدم هم‌راستایی جزئی اجتناب‌ناپذیر است، می‌توان از واشرهای خود تنظیم یا کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر برای کاهش اثرات منفی عدم هم‌راستایی بر بلبرینگ استفاده کرد.

IV. زمینه‌های کاربرد

4.1 صنعت خودروهای سنگین

در بخش خودروهای سنگین، بلبرینگ 32012 در محورهای محرک و سیستم‌های دیفرانسیل کامیون‌ها و اتوبوس‌ها کاربرد دارد. در محورهای محرک، وزن وسیله نقلیه (بار شعاعی) را تحمل می‌کند و با نیروهای محوری تولید شده در حین شتاب، ترمز و پیچیدن مقابله می‌کند. در دیفرانسیل‌ها، انتقال قدرت روان بین موتور و چرخ‌ها را امکان‌پذیر می‌کند و تفاوت‌های سرعتی را که هنگام چرخش وسیله نقلیه رخ می‌دهد، در خود جای می‌دهد. همچنین در محورهای عقب اتوبوس‌های تجاری بزرگ و وسایل نقلیه با اهداف خاص مانند کامیون‌های کمپرسی و میکسر بتن استفاده می‌شود، جایی که ظرفیت باربری قابل اعتماد برای عملکرد ایمن و کارآمد بسیار مهم است.

4.2 ماشین‌آلات صنعتی

در تنظیمات صنعتی، بلبرینگ 32012 یک جزء حیاتی در انواع مختلف ماشین‌آلات است. به عنوان مثال، در ماشین‌آلات معدن، می‌توان آن را در گیربکس‌های نقاله یافت، جایی که بارهای شعاعی سنگین از تسمه‌های نقاله و بارهای ضربه‌ای تولید شده در حین حرکت سنگ معدن را تحمل می‌کند. در ماشین‌آلات مواد ساختمانی، مانند گیربکس‌های میکسر سیمان و شفت‌های میکسر آسفالت، در محیط‌های پر از گرد و غبار و با لرزش بالا کار می‌کند و به طراحی محکم و ظرفیت باربری بالای خود متکی است. در موتورهای سنگین (از 20 تا 40 کیلووات)، روتور سنگین را پشتیبانی می‌کند و رانش محوری تولید شده در حین کار موتور را مدیریت می‌کند.

4.3 ماشین‌آلات کشاورزی

در صنعت کشاورزی، بلبرینگ 32012 در تراکتورها و سایر تجهیزات کشاورزی استفاده می‌شود. در تراکتورها، اغلب در سیستم‌های محور عقب نصب می‌شود تا وزن تراکتور و ادوات سنگین متصل به آن، مانند شخم‌زن‌ها و کمباین‌ها را تحمل کند. همچنین نیروهای محوری تولید شده در حین عملیات میدانی، مانند زمانی که تراکتور دور می‌زند یا با زمین ناهموار مواجه می‌شود، را مدیریت می‌کند. علاوه بر این، می‌توان آن را در پمپ‌های آبیاری بزرگ یافت، جایی که بارهای شعاعی سنگین از پروانه‌ها و رانش محوری از فشار سیال را مدیریت می‌کند و از عملکرد کارآمد سیستم آبیاری اطمینان حاصل می‌کند.

V. ابعاد و پارامترهای مشخصات

VI. نکات نگهداری

6.1 مدیریت روانکاری

روانکاری مناسب برای عملکرد طولانی‌مدت بلبرینگ 32012 ضروری است. برای کاربردهای بار سنگین عمومی، گریس مبتنی بر لیتیوم با درجه NLGI 2-3 و نقطه ریزش حداقل 200 درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود. گریس باید پر شود تا حدود 1/3 تا 1/2 فضای داخلی بلبرینگ را اشغال کند. در محیط‌های با دمای بالا (تا 200 درجه سانتی‌گراد)، باید از گریس مبتنی بر پلی‌اوره مصنوعی استفاده شود، زیرا می‌تواند خواص روانکاری خود را در دماهای بالا حفظ کند. برای کاربردهای با بار زیاد و سرعت متوسط، روانکاری حمام روغن با روغن دنده صنعتی ISO VG 68-100 یک گزینه مناسب است. فواصل روانکاری باید با توجه به شرایط عملیاتی تنظیم شود. در محیط‌های پر از گرد و غبار یا لرزش، بلبرینگ باید هر 1 تا 2 ماه یکبار روانکاری شود، در حالی که در شرایط عملیاتی عادی، روانکاری را می‌توان هر 3 تا 5 ماه یکبار انجام داد.

6.2 بازرسی منظم

بازرسی‌های منظم برای تشخیص هرگونه مشکل احتمالی در بلبرینگ 32012 قبل از اینکه منجر به خرابی‌های عمده شود، ضروری است. بازرسی‌های بصری باید برای بررسی علائم حفره‌دار شدن مسیر حرکت، پوسته پوسته شدن غلتک یا تغییر شکل قفس انجام شود. نظارت بر لرزش نیز یک جنبه مهم از بازرسی است. سطح لرزش عادی بلبرینگ باید ≤2.0mm/s باشد. اگر لرزش از 3.5mm/s تجاوز کند، نشان می‌دهد که ممکن است مشکلاتی مانند عدم هم‌راستایی، بارگذاری ناهموار یا سایش وجود داشته باشد. نظارت بر دما عامل مهم دیگری است. دمای عملکرد عادی بلبرینگ باید ≤90 درجه سانتی‌گراد باشد. اگر دما از 100 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند، ممکن است نشان‌دهنده تخریب روان‌کننده، اصطکاک بیش از حد یا عدم هم‌راستایی باشد. برای تجهیزات حیاتی، مانند کاربردهای معدنی یا صنعتی سنگین، می‌توان آزمایش اولتراسونیک را هر 1 تا 2 ماه یکبار انجام داد تا عیوب داخلی که ممکن است در حین بازرسی‌های بصری قابل مشاهده نباشند، تشخیص داده شوند.

6.3 اقدامات احتیاطی در نصب

در حین نصب بلبرینگ 32012، باید اقدامات احتیاطی متعددی انجام شود. ابتدا، محیط نصب باید تمیز و عاری از گرد و غبار نگه داشته شود، زیرا حتی ذرات کوچک خاک یا زباله می‌توانند باعث سایش قابل توجهی در بلبرینگ تحت بارهای سنگین شوند. برای نصب باید از پرس‌های هیدرولیک و آستین‌های نصب بلبرینگ استفاده شود تا از چکش‌کاری که می‌تواند باعث تغییر شکل مسیرهای حرکت شود، جلوگیری شود. تناسب بین حلقه داخلی و شفت باید یک تناسب تداخلی (H7/r6) باشد تا از لغزش تحت بار جلوگیری شود، در حالی که تناسب بین حلقه بیرونی و محفظه باید یک تناسب آزاد (H7/js6) باشد تا امکان حرکت محوری جزئی فراهم شود. باید از نشانگرهای شماره‌گیر برای تأیید بیرون‌زدگی بلبرینگ در حین نصب استفاده شود، با بیرون‌زدگی شعاعی ≤0.03mm و بیرون‌زدگی محوری ≤0.02mm.

6.4 ملاحظات ذخیره‌سازی

هنگام ذخیره بلبرینگ 32012، باید آن را در یک انبار تمیز و خشک با محدوده دمایی 5-25 درجه سانتی‌گراد و سطح رطوبت ≤50٪ قرار داد. بلبرینگ باید در بسته‌بندی ضد زنگ اصلی و مهر و موم شده خود نگهداری شود. اگر بسته‌بندی آسیب دیده است، باید با فیلم ضد زنگ وکیوم شود تا از خوردگی جلوگیری شود. بلبرینگ باید به صورت افقی روی قفسه‌های محکم نگهداری شود و حداکثر ارتفاع انباشته باید به 1 لایه محدود شود تا از تغییر شکل دائمی جلوگیری شود. بازرسی‌های منظم باید هر 3 ماه یکبار انجام شود. اگر علائم زنگ زدگی مشاهده شد، بلبرینگ باید با نفت سفید تمیز شود، با هوای فشرده خشک شود، با روغن ضد زنگ پوشانده شود و دوباره بسته‌بندی شود.