تلرانس بلبرینگ یا لقی داخلی بلبرینگ (bearing internal Clearance) یکی از مهم‌ترین مشخصات فنی در انتخاب و نصب بیرینگ است و مستقیماً بر عملکرد، دمای کاری، میزان لرزش، صدای چرخش و عمر مفید آن تأثیر می‌گذارد.
لقی داخلی به مقدار جابهجایی نسبی یکی از رینگ‌های بلبرینگ نسبت به رینگ دیگر گفته میشود و می‌تواند در جهت شعاعی یا محوری اندازهگیری شود.
انتخاب لقی مناسب فقط به نوع بلبرینگ وابسته نیست؛ عواملی مانند نوع انطباق محور و محفظه، اختلاف دمای رینگها، سرعت چرخش، مقدار بار و شرایط کاری نیز باید در نظر گرفته شوند. به همین دلیل، استفاده از یک کلاس لقی نامناسب می‌تواند باعث افزایش اصطکاک، داغ شدن، لرزش یا حتی کاهش عمر بیرینگ شود.
در این راهنما، مفهوم لقی بلبرینگ، انواع کلاسهای لقی، جدول تلرانس بلبرینگ، روش اندازهگیری لقی و نحوه انتخاب C2، CN، C3، C4 و C5 را بررسی می‌کنیم.
تفاوت لقی داخلی و تلرانس بلبرینگ
در بازار، عبارت «تلرانس بلبرینگ» گاهی برای اشاره به لقی داخلی استفاده میشود، اما از نظر فنی این دو مفهوم دقیقاً یکسان نیستند. لقی داخلی به میزان حرکت نسبی اجزای بیرینگ مربوط است، در حالی که تلرانس می‌تواند به محدوده مجاز تغییرات ابعادی و دقت ساخت قطعات نیز اشاره داشته باشد.
بنابراین در هنگام سفارش بیرینگ باید مشخص شود منظور از تلرانس، کلاس دقت ابعادی مانند P0، P6 و P5 است یا کلاس لقی داخلی مانند C2، CN، C3 و C4. این دو مشخصه میتوانند هم‌زمان در کد فنی یک بلبرینگ وجود داشته باشند.
انواع لقی بلبرینگ
لقی داخلی بیرینگ بر اساس مقدار فاصله بین اجزای داخلی آن در چند گروه استاندارد طبقه‌بندی میشود. در بلبرینگ‌های شعاعی، کلاسهای رایج شامل C1، C2، CN، C3، C4 و C5 هستند. ترتیب این کلاس‌ها از کمترین به بیشترین لقی به شکل زیر است:
C1 ← C2 ← CN ← C3 ← C4 ← C5
C1 و C2 لقی کمتری نسبت به حالت نرمال دارند، CN یا Normal لقی استاندارد است و C3، C4 و C5 به‌ترتیب لقی بیشتری از حالت نرمال دارند. البته وجود همه این کلاس‌ها برای تمام انواع و اندازه‌های بیرینگ تضمین‌شده نیست و باید مشخصات سازنده بررسی شود.
جدول تلرانس بلبرینگ
مقدار لقی داخلی بلبرینگ با توجه به کلاس لقی و اندازه بیرینگ متفاوت است. جدول تلرانس بلبرینگ زیر، تفاوت کلاسهای مختلف لقی مانند C2، CN، C3، C4 و C5 را نشان می‌دهد و می‌تواند برای مقایسه میزان لقی در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گیرد. هنگام انتخاب و استعلام قیمت بلبرینگ صنعتی نیز بهتر است علاوه بر ابعاد و برند، کلاس لقی و شرایط کاری بیرینگ را بررسی کنید؛ زیرا این مشخصات در انتخاب مدل مناسب تأثیر مستقیم دارند.
| کلاس لقی | مقدار لقی نسبت به نرمال | کاربرد کلی |
|---|---|---|
| C1 | کمتر از C2 | کاربردهای خاص با نیاز به لقی بسیار کم |
| C2 | کمتر از CN | کاهش لقی در شرایط خاص |
| CN / C0 | نرمال | شرایط کاری معمول |
| C3 | بیشتر از CN | دمای بالاتر، انطباق پرسی یا شرایط خاص |
| C4 | بیشتر از C3 | شرایط کاری سخت‌تر و نیاز به لقی بیشتر |
| C5 | بیشتر از C4 | کاربردهای ویژه با نیاز به بیشترین لقی |
جدول لقی بلبرینگ بر اساس قطر داخلی
مقدار لقی بلبرینگ فقط به کلاس لقی وابسته نیست و با افزایش قطر داخلی بیرینگ نیز تغییر میکند. به همین دلیل، برای انتخاب دقیق لقی باید محدوده قطر داخلی و کلاس موردنظر به‌صورت هم‌زمان بررسی شود. جدول لقی بلبرینگ زیر، محدوده لقی را بر اساس قطر داخلی بیرینگ ارائه میکند تا مقایسه و انتخاب بلبرینگ مناسب با دقت بیشتری انجام شود.
اگر کاربرد شما به‌جای بلبرینگ به رولبرینگ نیاز دارد، نباید مقادیر این جدول را به آن تعمیم داد؛ زیرا محدوده لقی بر اساس نوع و طراحی بیرینگ متفاوت است. برای همین، هنگام بررسی قیمت رولبرینگ صنعتی نیز باید مشخصات فنی و کلاس لقی دقیق مدل موردنظر را در نظر گرفت.
| قطر داخلی d (mm) | C2 (µm) | CN (µm) | C3 (µm) | C4 (µm) | C5 (µm) |
|---|---|---|---|---|---|
| بیش از 10 تا 18 | 0–9 | 3–18 | 11–25 | 18–33 | 25–45 |
| بیش از 18 تا 24 | 0–10 | 5–20 | 13–28 | 20–36 | 28–48 |
| بیش از 24 تا 30 | 1–11 | 5–20 | 13–28 | 23–41 | 30–53 |
| بیش از 30 تا 40 | 1–11 | 6–20 | 15–33 | 28–46 | 40–64 |
| بیش از 40 تا 50 | 1–11 | 6–23 | 18–36 | 30–51 | 45–73 |
انواع مختلف تلرانس بلبرینگ ها
لقی داخلی یا تلرانس بلبرینگ پس از نصب معمولاً نسبت به مقدار اولیه کاهش پیدا میکند. دلیل اصلی این تغییر، انطباق بلبرینگ با محور و محفظه است. زمانی که رینگ بلبرینگ با انطباق پرسی روی محور یا داخل محفظه نصب میشود، تغییر شکل جزئی رینگها باعث کاهش لقی داخلی میشود. هرچه انطباق پرسی بیشتر باشد، میزان کاهش لقی نیز می‌تواند بیشتر شود.
علاوه بر نوع انطباق، میزان لقی بلبرینگ باید با توجه به شرایط کاری انتخاب شود. مهم‌ترین عوامل مؤثر بر انتخاب تلرانس یا لقی داخلی عبارت‌اند از:
- شرایط و محیط کاری
- نوع و میزان انطباق بلبرینگ با محور و محفظه
- اختلاف دمای رینگ داخلی و خارجی
- سرعت دوران
- مقدار و نوع بار واردشده به بلبرینگ
- شرایط نصب و نحوه انتقال حرارت
برای مثال، در صورتی که رینگ داخلی بلبرینگ به دلیل سرعت بالا یا بار کاری گرم‌تر از رینگ خارجی شود، انبساط حرارتی رینگ داخلی باعث کاهش لقی داخلی خواهد شد. به همین دلیل در چنین شرایطی ممکن است استفاده از بلبرینگی با لقی اولیه بیشتر مانند C3 یا C4 مناسب‌تر باشد. همچنین در مواردی که بلبرینگ با انطباق پرسی روی محور نصب میشود، کاهش لقی ناشی از انطباق باید هنگام انتخاب بیرینگ در نظر گرفته شود.
شرکت های تولید کننده بلبرینگ جهت پوشش دهی مشکلات فوق الذکر بلبرینگ ها را با تلرانس های مختلف تولید می نمایند. در بلبرینگ هایی که شرایط کارکرد نرمالی دارند از بلبرینگ با تلرانس نرمال استفاده می شود، این لقی با حرف نمایش داده می شود و عمده تولیدات با این لقی یا تلرانس صورت می پذیرد. بلبرینگ هایی هم با تلرانس کمتر و بیشتر از تلرانس نرمال تولید گردیده و با لقی هایدسته بندی شده و نسبت به تلرانس یا لقی نرمال دارای درجه بندی زیر می باشند.
چه زمانی از C2، CN، C3، C4 یا C5 استفاده کنیم؟
انتخاب کلاس لقی باید بر اساس شرایط واقعی کارکرد انجام شود. در شرایط عادی، CN یا لقی نرمال انتخاب رایج است؛ اما زمانی که انطباق پرسی، افزایش دمای رینگ داخلی، سرعت بالا یا شرایط بارگذاری خاص وجود داشته باشد، ممکن است استفاده از لقی بیشتر مانند C3 یا C4 ضروری باشد.
C2 زمانی استفاده میشود که کاهش لقی نسبت به حالت نرمال مورد نیاز باشد. در مقابل، C3 لقی بیشتری نسبت به CN دارد و در شرایطی مانند انطباق پرسی یا اختلاف دمای قابل توجه بین رینگها کاربرد پیدا میکند. C4 نیز از C3 بازتر است و برای شرایط کاری خاص‌تر استفاده میشود. C5 بالاترین کلاس رایج در این توالی است و باید تنها در صورت نیاز فنی انتخاب شود.
انتخاب لقی بیشتر همیشه به معنای بهتر بودن بلبرینگ نیست. اگر لقی بیش از نیاز انتخاب شود، ممکن است حرکت اضافی، لرزش و کاهش دقت ایجاد شود؛ در مقابل، لقی بسیار کم نیز می‌تواند باعث افزایش اصطکاک و دمای کاری شود.
نحوه اندازه گیری لقی بیرینگ
نحوه اندازه گیری لقی بیرینگ به نوع بیرینگ، اندازه آن و دقت مورد نیاز بستگی دارد. برای اندازهگیری لقی شعاعی، بیرینگ معمولاً در وضعیت مناسب و پیش از نصب قرار می‌گیرد و میزان حرکت نسبی رینگ داخلی و خارجی در جهت شعاعی اندازهگیری میشود.
در اندازهگیری دقیق صنعتی، از تجهیزات اندازهگیری مناسب مانند ساعت اندازهگیری و ابزارهای کنترل ابعادی استفاده میشود. در این فرآیند باید نیروی اندازهگیری، وضعیت قرارگیری بیرینگ و شرایط اندازهگیری کنترل شود؛ زیرا مقدار ثبت‌شده می‌تواند تحت تأثیر روش اندازهگیری قرار بگیرد.
برای کنترل تخصصی، مقدار اندازه‌گیری‌شده باید با محدوده لقی مشخص‌شده در کاتالوگ همان مدل و سازنده مقایسه شود. جداول استاندارد نیز معمولاً مقادیر لقی را برای بیرینگ قبل از نصب و تحت شرایط مشخص اندازهگیری ارائه می‌کنند.
لقی بلبرینگ چه تأثیری بر عملکرد دارد؟
لقی داخلی روی رفتار بیرینگ در حین کار اثر مستقیم دارد. لقی بیش از اندازه می‌تواند حرکت نسبی و لرزش را افزایش دهد و در شرایط خاص باعث کاهش دقت چرخش شود. از طرف دیگر، لقی بسیار کم ممکن است باعث افزایش اصطکاک، تولید حرارت و کاهش عمر بیرینگ شود.
به همین دلیل، انتخاب لقی باید با در نظر گرفتن بار، سرعت، دما، نوع انطباق و شرایط نصب انجام شود، نه صرفاً بر اساس اینکه C3 یا C4 «بهتر» از CN است. منابع فنی NSK نیز تأکید می‌کنند که انتخاب لقی بیشتر یا کمتر باید بر اساس شرایط نصب و عملکرد انجام شود.
جمع‌بندی
تلرانس بلبرینگ یا لقی داخلی یکی از مشخصات مهم در انتخاب بیرینگ است که باید متناسب با شرایط واقعی کارکرد تعیین شود. لقی نرمال یا CN برای بسیاری از کاربردهای معمول مناسب است، در حالی که C2 برای شرایط نیازمند لقی کمتر و C3، C4 و C5 برای شرایطی که به لقی بیشتری نیاز دارند استفاده میشوند.
مهم‌ترین نکته این است که انتخاب کلاس لقی نباید جدا از نوع انطباق، دمای کاری، سرعت و بار انجام شود. همچنین اعداد موجود در جدول تلرانس بلبرینگ باید برای همان نوع و سایز بیرینگ و ترجیحاً بر اساس کاتالوگ سازنده بررسی شوند.
اگر برای انتخاب بیرینگ مناسب، تشخیص کلاس لقی یا بررسی مشخصات فنی یک شماره بیرینگ نیاز به راهنمایی دارید، بهتر است اطلاعات کامل مدل، کاربرد، سرعت، دما و شرایط نصب را در اختیار تأمین‌کننده تخصصی قرار دهید.
سوالات متداول
لقی بلبرینگ چیست؟
لقی بلبرینگ مقدار جابهجایی نسبی یکی از رینگها نسبت به رینگ دیگر در جهت شعاعی یا محوری است که در شرایط مشخص اندازهگیری میشود.
بهترین لقی بلبرینگ کدام است؟
یک کلاس لقی بهعنوان بهترین گزینه برای تمام کاربردها وجود ندارد. CN برای شرایط معمول و C3، C4 یا کلاسهای دیگر برای شرایط خاص مانند انطباق پرسی یا دمای بالاتر استفاده میشوند.
آیا لقی بلبرینگ بعد از نصب تغییر میکند؟
بله. انطباق پرسی و افزایش دمای کاری میتوانند باعث کاهش لقی داخلی شوند؛ به همین دلیل لقی اولیه و لقی عملیاتی یکسان نیستند.