رولبرینگهای بشکهای از جمله بیرینگهای قدرتمند و بادوام هستند که برای سرعتهای بالا و بارهای سنگین طراحی شدهاند. این بیرینگها دارای دو ردیف غلتک هستند که درون یک شیار منحنی شکل مشترک در حلقه بیرونی قرار گرفتهاند. در حلقه داخلی نیز دو شیار زاویهدار نسبت به محور شافت تعبیه شده است.
این نوع طراحی باعث میشود رولبرینگ دارای قابلیت خودتنظیمی (Self-Aligning) باشد، بهطوری که در برابر ناهمراستایی محور شافت و محفظه حساسیت کمی دارد. علاوه بر این، رولبرینگ بشکهای قادر است بارهای شعاعی سنگین و همزمان بارهای محوری از هر دو جهت را بهخوبی تحمل کند.
به دلیل همین ویژگیها، رولبرینگهای بشکهای در ماشینآلات صنعتی بزرگ، تجهیزات معدنی، و سیستمهایی با ارتعاش و انحراف محور، انتخابی مطمئن و بادوام به شمار میروند.
رولبرینگ بشکهای (Spherical Roller Bearing)
رولبرینگهای بشکهای با دارا بودن غلتکهای بلند، قطور و متقارن در تعداد بالا، از ظرفیت تحمل بار بسیار زیاد برخوردارند.
سوراخ داخلی این بیرینگها در دو نوع استوانهای و مخروطی تولید میشود که نوع مخروطی آن دارای شیب 1:12 (با پسوند K) یا 1:30 (با پسوند K30) است.
برای نصب این رولبرینگها روی شافت، از بوشهای کششی و تبدیلی استفاده میشود.
رولبرینگهای بشکهای بسته به نوع طراحی و کاربرد، در چند گروه اصلی طبقهبندی میشوند که هرکدام با پسوند خاصی مشخص میگردند:
طراحی نوع CC، C و EC
در این مدلها، غلتکها متقارن بوده و حلقه داخلی بدون لبه است. برای هر ردیف غلتک، یک قفسه جداگانه (پنجره ساچمه) وجود دارد.
حلقه راهنما (Guide Ring) روی حلقه داخلی متمرکز شده و وظیفه هدایت دقیق غلتکها را دارد.
مدل EC بهدلیل استفاده از غلتکهای تقویتشده، ظرفیت تحمل بار بیشتری نسبت به سایر مدلها دارد.
پرداخت دقیق سطح غلتکها و شیارها در نوع CC، موجب کاهش چشمگیر اصطکاک و سایش میشود.
طراحی نوع CA، ECA، CAC و ECAC
این مدلها بیشتر در سریهای بزرگتر استفاده میشوند.
غلتکها متقارناند و حلقه داخلی دارای لبه است. حلقه راهنما روی حلقه داخلی متمرکز شده و قفسه ساچمهها بهصورت یکپارچه و از جنس فولاد یا برنج ساخته میشود.
مدلهای ECAC و ECA با غلتکهای تقویتشده، تحمل بار بالاتری دارند، و نوع CAC نیز دارای سطح پرداخت باکیفیتتری نسبت به سریهای CC است.
طراحی نوع E
در نوع E، حلقه داخلی بدون لبه است و حلقه راهنما در نزدیکی حلقه بیرونی قرار دارد.
این مدل دو قفسه ساچمه دارد و ساختار آن بهگونهای است که امکان استفاده از غلتکهای بزرگتر یا تعداد بیشتر فراهم میشود؛ در نتیجه ظرفیت تحمل بار افزایش مییابد.
همچنین موقعیت خاص حلقه راهنما در نزدیکی حلقه بیرونی، باعث بهبود جریان روانکار بین غلتکها و حلقهها میشود.
ویژگیهای اضافی و جزئیات فنی
اکثر مدلهای رولبرینگ بشکهای دارای شیار و سه سوراخ روانکاری در حلقه بیرونی هستند که با پسوند W33 مشخص میشوند (در طراحی نوع E نیازی به ذکر W33 نیست).
رولبرینگهای بشکهای در نسخههای دارای کاسهنمد (Sealed Type) نیز تولید میشوند. در این مدل، کاسهنمد از دو بخش تشکیل شده که به حلقههای داخلی و بیرونی متصل میشوند.
بیرینگهای کاسهنمددار توانایی جبران انحراف زاویهای تا 0.5 درجه را دارند و محدوده دمای کاری آنها بین 30- تا 150+ درجه سانتیگراد است. این بیرینگها معمولاً پیشگریسخورده عرضه میشوند.
طراحی ویژه برای شرایط ارتعاشی
در کاربردهایی که با لرزش یا ارتعاش شدید همراه است، از نوع خاصی از رولبرینگهای بشکهای استفاده میشود که از طراحی CC مشتق شدهاند.
در این مدلها، قفسهها سختکاری سطحی شده و مقاومت بالایی در برابر سایش دارند. حلقه راهنما روی شیار حلقه بیرونی متمرکز است و بیرینگ دارای لقی داخلی خاص میباشد.
این نوع بیرینگها با پسوندهایی مانند VA405، JA یا A15 مشخص میشوند.
برای جلوگیری از خوردگی یا خراش سطحی، برخی مدلها دارای پوشش تفلونی (PTFE) در سوراخ داخلی هستند که با پسوند VA406 شناخته میشوند.
مشخصات حرارتی و تحمل بار
رولبرینگهای بشکهای معمولاً تا دمای کاری 200+ درجه سانتیگراد را تحمل میکنند.
این بیرینگها علاوه بر بار شعاعی، توانایی تحمل بارهای محوری را نیز دارند.
در حالتی که بیرینگ بر روی بوش نصب شده باشد، مقدار بار محوری مجاز (Fap) تابع اصطکاک بین بوش و شافت بوده و از رابطه زیر بهدست میآید:
Fap=3BdF_{ap} = 3 B d
که در آن:
FapF_{ap}: حداکثر بار محوری مجاز (N)
BB: پهنای رولبرینگ (mm)
dd: قطر داخلی رولبرینگ (mm)
