بلبرینگ ها یکی از اجزای کلیدی گیربکس ها هستند و همچنین قطعاتی هستند که اغلب در گیربکس ها آسیب می بینند. در عین حال، در مقایسه با سیستم شفت عمومی، انتخاب، کاربرد، نصب و نگهداری یاتاقان ها در جعبه دنده بسیار پیچیده است. بنابراین در کاربرد بلبرینگ گیربکس چه مشکلاتی وجود دارد و به چه نکاتی باید توجه کرد؟
نیروی پیچیده
هنگامی که گیربکس کار می کند، گشتاور و سرعت چرخش بین شفت ورودی و شفت خروجی منتقل می شود. انتقال گشتاور در فرآیند مش بندی چرخ دنده انجام می شود و نیروی مش بندی در طی فرآیند مش بندی دنده ایجاد می شود.
اگر چرخ دنده یک چرخ دنده خار باشد، پس این نیروی مش بندی یک نیروی محیطی خالص است. این نیروی محیطی یک بار شعاعی از کل سیستم شفت است که از یک زاویه عمود دیده شود.
اگر چرخ دنده یک چرخ دنده مارپیچ یا یک چرخ دنده مخروطی و غیره باشد، نیروی مش بندی چرخ دنده علاوه بر یک جزء محیطی یک جزء محوری نیز دارد. نیروی این جزء محوری نیروی محوری سیستم شفت است.
در برخی از محورهای چرخ دنده، گاهی اوقات چندین چرخ دنده با چرخ دنده ها روی محورهای دیگر مشبک می شوند، بنابراین بارهای محوری و شعاعی متعددی وجود خواهد داشت. جهت این بارها در فضا مربوط به مش بندی است. هنگام محاسبه نیروی باربری، تجزیه و سنتز و در نهایت محاسبه بار واقعی بر یاتاقان ضروری است.
علاوه بر این، در هنگام کارکرد گیربکس، در صورت نوسان گشتاور خارجی، نیروی مش بندی چرخ دنده دچار نوسان می شود که باعث نوسان نیروی باربری می شود. همه اینها تحلیل نیروی بلبرینگ گیربکس را پیچیده تر می کند. زمانی که بررسی عمر واقعی انجام می شود، باید پردازش معادل انجام شود.
سرعت پیچیده
شفت های مختلف در گیربکس سرعت چرخش متفاوتی دارند، از شفت های کم سرعت گرفته تا شفت های پرسرعت، یاتاقان های هر شفت با سرعت یکسانی می چرخند و سرعت چرخش در شفت های مختلف متفاوت است. این باعث می شود زمان تبدیل هنگام محاسبه چک عمر بلبرینگ متفاوت باشد.
الزامات سرعت مختلف منجر به تفاوت در انتخاب قابلیت سرعت بلبرینگ در هنگام انتخاب بلبرینگ می شود.
برای مثال، برای شفتهای پرسرعت، یاتاقانهایی با قابلیتهای سرعت چرخشی بهتر میتوانند انتخاب شوند، مانند بلبرینگهای شیار عمیق، بلبرینگهای تماس زاویهای و یاتاقانهای غلتکی مخروطی.
برای شفت های کم سرعت، یاتاقان هایی با ظرفیت حمل زیاد، مانند رولبرینگ، حتی غلتک های تمام قد، یاتاقان های مخروطی و غیره انتخاب خواهند شد.
روغن کاری پیچیده است
از اصل اساسی روانکاری، دانستن اینکه دما، سرعت و بار بلبرینگ تأثیر مستقیمی بر روانکاری بلبرینگ دارد، دشوار نیست.
از نظر سرعت چرخش، سرعت چرخش شفت پرسرعت و شافت کم سرعت بلبرینگ گیربکس متفاوت است و اندازه یاتاقان نیز متفاوت است. در نتیجه، گاهی اوقات انتخاب روانکاری که طیف وسیعی از الزامات سرعت دورانی را برآورده می کند، دشوار است. در انتخاب های عملی، اغلب یک دوراهی وجود دارد و باید سازش هایی انجام شود.
از نظر بار، بار سنگین شفت کم سرعت و بار سبک شافت سرعت بالا یک جفت تناقض هستند. هنگامی که ویسکوزیته کم است، برای یاتاقان شفت کم سرعت تشکیل یک لایه روغن دشوار است و هنگامی که ویسکوزیته بالا باشد، شفت با سرعت بالا بر تولید گرما تأثیر می گذارد.
از نظر دما روانکاری داخل گیربکس خود عملکرد اتلاف حرارت خاصی دارد و مش بندی دنده ها منبع تولید حرارت گیربکس است. اختلاف دمای محورهای مختلف گیربکس مربوط به مش بندی و دمای بلبرینگ مربوط به فاصله انتقال حرارت از دنده است. تأثیر دماهای مختلف بر ویسکوزیته روانکاری به طور عینی وجود دارد، اما به دلیل جریان روغن روان کننده، گرما همراه با جریان منتقل می شود.
طراحی سیستم شفت پیچیده
اغلب نیروهای محوری مربوط به بار در سیستم های بلبرینگ گیربکس وجود دارد، بنابراین یاتاقان هایی با ظرفیت بار محوری برای جفت شدن انتخاب می شوند. در عین حال، دقت موقعیت محوری کل سیستم شفت نه تنها بر بلبرینگ تأثیر می گذارد، بلکه بر دقت مش بندی دنده نیز تأثیر می گذارد که برای طراحی گیربکس بسیار مهم است. در طراحی سیستم شفت، شفت نه تنها از صلبیت و دقت موقعیت یابی خاصی در جهت شعاعی، بلکه در جهت محوری نیز برخوردار است. بنابراین، در طراحی سیستم های بلبرینگ گیربکس اغلب از ساختار متقاطع استفاده می شود.
در ساختار موقعیت متقاطع سیستم بلبرینگ گیربکس نه تنها موقعیت یابی، بلکه دقت موقعیت یابی نیز در نظر گرفته می شود. هنگامی که چرخ دنده تحت نیروی محوری قرار می گیرد، حرکت کل شفت در جهت محوری باید در محدوده قابل قبولی باشد.
در همان زمان، هنگامی که جعبه دنده کار می کند، کل سیستم گرم می شود و درجه تولید گرما و اتلاف گرما در قسمت های مختلف متفاوت است و در نتیجه دمای بدنه، شفت، دنده و محفظه یاتاقان متفاوت است. حالت سرد این بر روی فاصله باقیمانده داخل یاتاقان در پیکربندی متقاطع تأثیر می گذارد. بنابراین، هنگام طراحی سیستم شفت گیربکس، لازم است که تأثیر دماهای مختلف بر روی فاصله یاتاقان در سیستم شفت در نظر گرفته شود.
در واقع، زمانی که گیربکس در حال کار است، تأثیر بار و تأثیر دما به طور همزمان رخ می دهد، بنابراین لازم است که محاسبه بررسی مربوطه به طور جامع انجام شود.
نتیجه محاسبه چک واقعی در مسئله فوق تلرانس محوری، شعاعی و دقت محفظه و شفت بلبرینگ است.