یاتاقان

 انواع و علائم خرابی آن

تکیه گاه قطعات دوار را یاتاقان یا بیرینگ(Bearing) گویند که به دو دسته کلی یاتاقان‌های غلتشی و یاتاقان‌های لغزشی دسته بندی می شوند.

انواع یاتاقان

یاتاقان‌های غلتشی:

یاتاقان‌های غلتشی که به طور کلی به شکل زیر دسته بندی می شود، حجم بسیار وسیعی از یاتاقان های حوزه صنعت و خودرو را به خود اختصاص داده است به نحوی که به قطعه ای استاندارد ولی استراتژیک مبدل شده است.

• بلبرینگ(Ball Bearing)

  بلبرینگ‌ها برای بارهای کم، دورهای تا متوسط و بار غیرضربه ای توصیه می شوند که به صورت تک ردیفه یا چند ردیفه تولید و عرضه می شوند. شکل زیر بلبرینگ را نشان می دهد. همانگونه که در شکل مشاهده می شود بلبرینگ ها از اجزای ذیل تشکیل شده اند:

بلبرینگ تک ردیفه

1. کنس یا تکیه گاه بیرونی: این قطعه به صورت ثابت بر روی پوسته ماشین آلات قرار می گیرد و در حکم تکیه گاه ساچمه ها می باشد.
2. کنس داخلی: این قطعه در واقع تکیه گاه محور می باشد و با محور دوران می کند.
3. ساچمه ها: ساچمه ها بین کنس داخلی و کنس خارجی قرار گرفته اند و با توجه به وجود روغن یا گریس در فضای بین ساچمه ها و کنس ها، کمترین نیروی اصطکاک ایجاد می شود و باعث می شود که محور به راحتی و بدون آسیب و سایش دوران کند.
   شکل زیر بلبرینگ دو ردیفه را نشان می دهد.

بلبرینگ دوردیفه

•  رولبرینگ(Roller Bearing):

رولبرینگ‌های برای دورهای زیاد و بارهای زیاد و ضربه مورد استفاده قرار می گیرند. شکل زیر یک نوع رولبرینگ را نشان می دهد:

رولبرینگ

در رولبرینگ‌ها بین کنس داخلی و خارجی به جای ساچمه از غلتک استفاده می شود تا قابلیت تحمل بارهای زیاد و ضربه ای افزایش یابدکه البته در انواع ساده، مخروطی و به صورت تک و چند ردیفه تولید و عرضه می شوند. شکل زیر رولبرینگ 4 ردیفه را نشان می دهد.

رولبرینگ 4 ردیفه

• یاتاقان‌های سوزنی(Needle Bearing):

این یاتاقان‌ها در واقع همان رولبرینگ ها هستند که حاوی تعداد بیشتری غلتک با قطر کمتر می باشند و بعضا دارای کنس داخلی و بیرونی نیستند به عبارتی غلتک های سوزنی به طور مستقیم بین محور و بدنه ماشین آلات قرار می گیرند و برای محل هایی که فضای بین محور و پوسته ماشین آلات کم است مناسب می باشند. شکل زیر نوعی یاتاقان سوزنی را نشان می دهد.

یاتاقان سوزنی

یاتاقان‌های لغزشی:

برای تحمل دورهای زیاد و بارهای زیاد ضربه ای یاتاقان های غلتشی مناسب نیستند و باید از یاتاقان‌های لغزشی استفاده کرد. یاتاقان‌های لغزشی به دو شکل زیر تولید و عرضه می شوند:

1.  بوش:

   ساده ترین نوع یاتاقان لغزشی بوش ها هستند که برای بارهای کم و دورهای متوسط در عین سادگی و ارزان بودن به طور وسیعی به خصوص از نوع خودروانکار در ماشین آلات سبک مورد استفاده قرار می گیرند. فلز بوش های خودروانکار به صورت اسفنجی می باشد که قبل از نصب بر روی ماشین آلات معمولا به میزان 24 ساعت در روغن قرار می گیرد تا از روغن اشباع شود و حین کار این روغن به صورت چربی در فضای بین محور و بوش باعث روغنکاری می شود. از این نوع بوش برای محورهایی که به صورت موقت کار می کنند مانند موتور استارت خودرو به وفور استفاده می شود. شکل زیر یک نوع بوش را نشان می دهد.

   بوش

2. یاتاقان موتور

با توجه به شكل زیر برای اتصال شاتون به ياتاقان‌های متحرك ميل لنگ از ياتاقان و كپه ياتاقان استفاده شده است بطوریکه بوسيله پيچ به انتهای شاتون بسته می‌شوند. يك ياتاقان درون شاتون و يك ياتاقان هم در قسمت كپه ياتاقان قرار گرفته و نهايتاً يك استوانه كامل تشكيل شده كه كل محور متحرك ميل لنگ را در برگرفته و اتصال شاتون با محور متحرك ميل لنگ صورت می‌گيرد. برای انجام روانکاری و كاهش اصطكاك، روغن بين كپه ياتاقان و محور متحرك ميل لنگ قرار گرفته و عملیات روانكاری و خنك كاری را انجام می‌شود.
لازم به ذكر است كه جنس فلز پایه ياتاقان فولاد می باشد و داخل آن را با فلز نرمی به نام بابيت (تركيبی از آنتيموان، آرسنيك، مس، سرب و قلع) پوشش می‌دهند در اين صورت در صورت ايجاد سايش، ميل لنگ كه گران قيمت است سالم مانده و بابيت ياتاقان به تدريج سائيده شده كه قابل تعويض می‌باشد و هزينه تعويض آن در مقابل ميل لنگ كمتر می‌باشد.

1-ياتاقان 2- كپه ياتاقان(Bearing Cap)
كپه ياتاقان و یاتاقان شاتون

برای اتصال محورهای ثابت ميل لنگ به بلوكه موتور نيز مطابق زیر از كپه ياتاقانهای ديگری استفاده می‌شود كه لقی شعاعی ميل لنگ را كنترل كرده و عمل روانكاری نيز توسط روغن تحت فشار صورت می‌پذيرد.

1- بغل ياتاقانی بالايی 2- كپه ياتاقان بالايی 3- كپه ياتاقان پايينی و شيار روغنی 4- بغل ياتاقانی پايينی 5- شيار روغنكاری بغل ياتاقانی 6– محل تثبيت بغل ياتاقانی 7- كپه ياتاقان 8- بلوكه سيلندر 9- بغل ياتاقانی پايينی
ياتاقان بندی محور ثابت ميل لنگ

برای كنترل لقی طولی ميل لنگ نيز با توجه به شكل زیر بغل ياتاقانی با ضخامت‌های مختلف استفاده می‌شود. لازم به توجه است كه همواره ميزان لقی بين محورهای ثابت و متحرك با ياتاقان‌های مورد نظر بايد درحد مجاز باشد چنانچه اين لقی زيادتر از حد مجاز باشد، نشتی روغن زياد شده و فشار روغن كاهش يافته و در هنگام اعمال نیرو به شاتون فیلم روغن بین یاتاقان‌ها و محورهای ثابت و متحرک از بین رفته و باعث تماس فلز با فلز شده و بنابراین سایش یاتاقان‌ها و میل لنگ را در پی خواهد داشت. برای اعلام هشدار به راننده در صورت کاهش فشار روغن چراغ اخطاری درون صفحه نشان دهنده‌ها (داشبورد) تعبیه شده که با روشن شدن آن راننده از کاهش فشار روغن موتور آگاه می شود. در صورتیکه کاهش فشار روغن زیاد باشد، تماس فلز با فلز زیاد شده و در صورت ادامه کار موتور در چنین شرایطی، امکان ذوب شدن یاتاقان‌ها و چسبیدن به محورهای ثابت و متحرک میل لنگ وجود داشته که در چنین شرایطی میل لنگ متوقف شده و اصطلاحاً موتور جام(Jammed) می شود.
برای اندازه گيری ميزان لقی بين محورهای ميل لنگ و ياتاقان می‌توان از پلاستیگيج(Plastic Gague) استفاده نمود ( از لاتون نيز می‌توان استفاده كرد) شكل زیر نحوه استفاده از پلاستيگيج برای اندازه گيری لقی بين ياتاقان و محور ميل لنگ را نشان می‌دهد.

1- پلاستيگيج قبل از اندازه گيری لقی 2- پلاستيگيج بعد از اندازه گيری لقی 3- خط كش اندازه گير كه بر روی پوشش كاغذی پلاستيگيج قرار گرفته است
a : قرار گرفتن پلاستيگيج بر روی محور قبل از اندازه گيری لقی
b : پلاستيگيج بعد از اندازه گيری لقی
نحوه استفاده از پلاستيگيج برای اندازه گيری لقی بين محور ميل لنگ و ياتاقان

برای اندازه گيری لقی مقداری از پلاستیگيج به طول كمتر از طول محور را با يك چاقو يا قيچی تيز جدا كرده و بر روی محور مورد نظر قرار مي دهيم، سپس بدون چرخش ميل لنگ ياتاقان و كپه ياتاقان را نصب كرده و پيچ‌های كپه ياتاقان را با گشتاور مناسب سفت می‌كنيم، سپس پيچ ها را باز كرده و كپه ياتاقان را برمی‌داريم با اندازه گيری ميزان پهن شدن پلاستيگيج توسط خط كش راهنمای چاپ شده بر روی پوشش كاغذی پلاستيگيج، لقی متناسب با آن پهنا بدست می آيد.

از طرفی در قسمت پشت ياتاقان عباراتی نوشته شده است كه به شرح ذيل می‌باشد:
1-STD : به معنی استاندارد بوده و بدين منظور است كه ميل لنگ استاندارد است و محور آن توسط دستگاه ميل لنگ تراش تراشيده نشده است.
2- 010 : تعمير اول يعنی ميل لنگ يك بار به ضخامت يك صدم اینچ یا 0.25 میلیمتر تراشيده شده است و میل لنگ تعمیر اول نامیده می شود.
3- 020 : تعمير دوم يعنی ميل لنگ يك بار به ضخامت دو صدم اینچ یا 0.5 میلی متر يا دوبار و هربار به ضخامت یک صدم اینچ متر یا 0.25 میلیمتر تراشيده شده است. اعداد فوق به صورت030 و 040 وجود داشته و بيان كننده عمق تراش محور ميل لنگ می‌باشد. چنانچه ميل لنگ به تراش 040 یا یک میلیمتر یا تعمیر چهارم برسد، بايد ميل لنگ را تعويض نمود.

علائم خرابی یاتاقان

عمده خرابی یاتاقان‌های موتور ناشی از تماس فلز میل لنگ با فلز یاتاقان می باشد که این موضوع نیز از نارسایی و نقص عملکرد سیستم روغنکاری می باشد. به طور کلی عوامل ذیل باعث تماس فلز میل لنگ با فلز یاتاقان و نهایتا سایش یاتاقان می گردند:
• کمبود روغن موتور
• نامناسب بودن سطح کیفی روغن
• نامناسب بودن ویسکوزیته روغن
• نقص در عملکرد اویل پمپ یا پمپ روغن
• نقص در عملکرد فیلتر روغن
• وجود ذرات ناخالصی در روغن
• افزایش بیش از حد مجاز دور موتور
• افزایش بیش از حدم مجاز بار اعمالی به موتور
شکل زیر خرابی یاتاقان را نشان می دهد.

خرابی یاتاقان

در صورتیکه یاتاقان سائیده و خراب شود میزان لقی بین یاتاقان و محور افزایش می یابد که باعث عدم تشکیل فیلم روغن می شود و تماس فلز میل لنگ با فلز یاتاقان به مرور افزایش می یابد به نحوی که منجر به افزایش سر و صدای موتور می شود که بعضا این صدا به صورت لق لق یا تق تق بخصوص هنگام تغییر دور موتور به گوش می رسد که در این شرایط گفته می شود که موتور یاتاقان زده است. بنابراین یکی از روش های موثر برای پیشگیری از تخریب یاتاقان ها، انجام سرویس ادواری منظم به انضمام استفاده از روغن و فیلتر با کیفیت می باشد.