رولبرینگهای مخروطی از غلتکهایی با سطح جانبی مخروطی تشکیل شدهاند که درون شیارهایی با همین شکل در حلقههای داخلی و بیرونی قرار میگیرند. این ساختار باعث میشود بیرینگ بتواند بارهای ترکیبی شعاعی و محوری را بهطور همزمان تحمل کند. میزان توانایی در تحمل بار محوری، به زاویه شیار حلقه بیرونی وابسته است؛ هرچه زاویه بیشتر باشد، ظرفیت تحمل بار محوری نیز افزایش مییابد.
رولبرینگ های مخروطی
این نوع رولبرینگها قابل تفکیک هستند؛ یعنی حلقه داخلی به همراه غلتکها و قفسه یک مجموعه را تشکیل میدهد و حلقه بیرونی به صورت جداگانه قرار میگیرد. رولبرینگهای مخروطی در مدلهای یکردیفه، دوردیفه و چهارردیفه تولید میشوند و در هر دو استاندارد متریک و اینچی در دسترس هستند.
نوع خاصی از این بیرینگها با نام TQ شناخته میشود. در این طراحی، لبه داخلی و سطح تماس غلتکها بهصورت ویژهای تغییر یافته تا روانکاری بهینهتر و توزیع یکنواختتر بار فراهم شود. نتیجهی این اصلاحات، کاهش اصطکاک، بهبود عملکرد در سرعتهای بالا و افزایش طول عمر کاری بیرینگ است.
در برخی کاربردهای سنگین مانند رولبرینگ پینیون در دیفرانسیل خودروها، از نوع خاصی از رولبرینگهای مخروطی استفاده میشود. این بیرینگها دارای پیشبار اولیه (Preload) هستند که باعث اصطکاک کمتر، سایش پایینتر، آببندی سریعتر، تحمل بهتر بار در لحظه شروع حرکت و دقت عملکرد بالاتر میشود.
این طراحی خاص با پسوندهایی مانند CL7A و CL7C شناخته میشود و برای شرایط کاری سخت و بارهای بالا توسعه یافته است.
رولبرینگهای مخروطی یکردیفه (Single Row Tapered Roller Bearings)
رولبرینگ مخروطی یکردیفه تنها قادر به تحمل بار محوری از یک جهت است. زمانی که بر بیرینگ بار شعاعی وارد میشود، بهطور طبیعی نیروی محوری داخلی نیز ایجاد میگردد که باید توسط بیرینگی دیگر مهار شود؛ به همین دلیل معمولاً از دو رولبرینگ مخروطی بهصورت جفتی استفاده میشود.
این نوع رولبرینگها در دو استاندارد متریک و اینچی تولید میشوند. در سریهای اینچی، حلقه داخلی به همراه غلتکها (Cone) و حلقه بیرونی (Cup) دارای شمارههای جداگانه هستند. هر رولبرینگ کامل با ترکیب این دو شماره و علامت “/” بین آنها مشخص میشود؛
برای نمونه:K-11949 / K-11910
در این مثال، پیشوند K نشاندهندهی نوع رولبرینگ مخروطی با ابعاد اینچی است.
رولبرینگهای مخروطی جفتی (Paired Single Row Tapered Roller Bearings)
زمانی که یک رولبرینگ مخروطی بهتنهایی قادر به تحمل بار یا موقعیتدهی دقیق شافت نباشد، از دو رولبرینگ مخروطی جفتشده استفاده میشود.
این آرایش علاوه بر افزایش ظرفیت تحمل بار شعاعی و محوری، مزایای دیگری نیز دارد:
نصب آسان بدون نیاز به کالیبرهکردن حلقه فاصلهگذار
هدایت محوری دقیق شافت
امکان تنظیم لقی محوری در هنگام مونتاژ
روانکاری سادهتر از طریق سوراخهای مخصوص روی حلقه فاصلهگذار
این بیرینگها بسته به نوع کاربرد در سه آرایش اصلی نصب میشوند:
نصب روبهرو (Face-to-Face)
در این حالت، دو رولبرینگ به گونهای نصب میشوند که حلقههای بیرونی بهوسیلهی یک حلقه فاصلهگذار از هم جدا شوند. این روش برای تحمل بارهای محوری از هر دو جهت مناسب است.
نصب پشتبهپشت (Back-to-Back)
در این آرایش، از دو حلقه فاصلهگذار — یکی بین حلقههای بیرونی و دیگری بین حلقههای داخلی — استفاده میشود. این طراحی نسبت به حالت روبهرو مقاومت بیشتری در برابر گشتاور خمشی (Moment Load) دارد.
نصب پشتسرهم (Tandem)
در نوع پشتسرهم، هر دو بیرینگ در یک جهت نصب میشوند تا بار محوری از یک سمت تحمل شود. در این حالت نیز از یک حلقه فاصلهگذار بین حلقههای بیرونی و یکی بین حلقههای داخلی استفاده میشود.
باید توجه داشت که کوچکترین میزان ناهمراستایی شافت در رولبرینگهای جفتی میتواند باعث کاهش عمر مفید بیرینگ شود.
لقی محوری (Axial Clearance) در این نوع بیرینگها توسط حلقه فاصلهگذار تنظیم میشود. در صورتی که لقی متفاوتی نسبت به حالت نرمال مورد نیاز باشد، مقدار آن با پسوند C بههمراه عددی دو یا سهرقمی در انتهای شماره بیرینگ مشخص میشود (برای مثال: C090).
تمامی این رولبرینگها دارای قفسه فولادی مقاوم هستند تا در برابر بارهای سنگین و سرعت بالا عملکرد پایداری داشته باشند.
