آیا میتوانم به جای بوش از بلبرینگ سوزنی استفاده کنم؟
آیا تاکنون با صدای ناهنجار سایش، داغ شدن بیش از حد دستگاه یا لقی شفتها مواجه شدهاید؟ این موارد از مهمترین نشانههای پایان عمر بوش دستگاه هستند. بسیاری از صنعتگران و تعمیرکاران حرفهای برای رفع دائمی این مشکل، به تبدیل بوش به بلبرینگ فکر میکنند.
در اکثر موارد میتوان به جای بوش از بلبرینگ سوزنی استفاده کرد. با این حال این اقدام یک شرط مهم دارد؛ انتخاب نوع صحیح بلبرینگ. از آنجا که بوشها فضای بسیار کمی اشغال میکنند امکان استفاده از بلبرینگهای معمولی (ساچمه گرد) وجود ندارد. راهحل مناسب، استفاده از بلبرینگ سوزنی سری HK (معروف به پوسته کشیده) است که دقیقا هماندازه بوش طراحی شده است.
البته باید توجه داشت که در برخی شرایط خاص مثل بارهای ترکیبی یا محیطهای آلوده، بلبرینگ سوزنی همیشه بهترین انتخاب نیست و باید گزینههای دیگری بررسی شود.
در این مقاله علاوه بر بررسی تفاوتها، بهطور دقیق توضیح میدهیم که کدام مدل مناسبتر است و هنگام نصب باید به چه نکاتی توجه کنید تا از آسیبدیدگی شفت دستگاه جلوگیری شود.
تفاوت بوش و بلبرینگ سوزنی؛ چرا باید سیستم را ارتقا داد؟
ابتدا لازم است علت فرسودگی سریع بوشها را بررسی کنیم. بوش (Bushing) یک قطعه فلزی معمولا برنجی یا فسفر برنز است که شفت درون آن حرکت میکند. اگر جعبهای سنگین را روی زمین بکشید حرکت دشوار است و سطح زیرین نیز داغ میشود. عملکرد بوش نیز مشابه همین حالت بوده و بر پایه اصطکاک لغزشی است. شفت روی بوش میلغزد و در صورت نرسیدن روغن در هر لحظه دچار سایش و ایجاد لقی میشود.
اما ساختار بلبرینگ سوزنی متفاوت است. درون این قطعه ساچمههای ریز و استوانهایشکل (سوزنی) قرار دارند. مانند زمانی که همان جعبه سنگین را روی چند استوانه یا چرخ قرار دهید تا حرکت آن بسیار سادهتر شود. این همان اصطکاک غلتشی است.
برای درک بهتر جدول زیر تفاوتهای اصلی این دو قطعه را نشان میدهد:
ویژگی
بوش (Bushing)
بلبرینگ سوزنی (Needle Bearing)
نوع اصطکاک
لغزشی (زیاد)
غلتشی (بسیار کم)
تولید گرما
زیاد (زود داغ میکند)
بسیار کم
تحمل سرعت
پایین (مناسب دور پایین)
بالا (مناسب دور موتور بالا)
حساسیت به روغن
بسیار حساس (در حالت خشک دچار آسیب میشود)
کمتر (گریس را در خود نگه میدارد)
قیمت
ارزان
متوسط
عمر مفید
کوتاه
طولانی
مزایای بلبرینگ سوزنی نسبت به بوش در دستگاههای صنعتی و خانگی
ممکن است این برایتان سوال باشد که با توجه به ارزانتر بودن بوش، چرا باید هزینه بیشتری برای بلبرینگ پرداخت کرد؟
این سوال منطقی است اما زمانی که مزایای بلبرینگ سوزنی نسبت به بوش و تاثیر آن بر کاهش هزینههای بلندمدت را بررسی کنید دیدگاه متفاوتی خواهید داشت. در ادامه سه دلیل اصلی این موضوع را توضیح میدهیم:
کاهش گرما و اصطکاک (حرکت روانتر)
یکی از مهمترین عوامل آسیب به دستگاههای مکانیکی، افزایش گرما است. بوشها به دلیل اصطکاک بالا مانند یک منبع تولید حرارت عمل میکنند و بخشی از انرژی موتور را به گرما تبدیل میکنند. در مقابل بلبرینگ سوزنی به دلیل سطح تماس بسیار محدود (خطی) اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد. نتیجه این فرآیند عملکرد روانتر دستگاه، کاهش مصرف انرژی و حذف صداهای ناخوشایند هنگام کارکرد موتور است.
تحمل سرعت بالاتر (مناسب برای دورهای بیشتر)
در شرایطی که نیاز به افزایش سرعت دستگاه وجود داشته باشد، بوش محدودیت ایجاد میکند. در سرعتهای بالا، لایه روغن بین شفت و بوش از بین میرود و تماس مستقیم فلز با فلز رخ میدهد که موجب سایش میشود. اما بلبرینگهای سوزنی برای کار در دورهای بالا طراحی شدهاند و ساختار آنها باعث میشود حتی در سرعتهای زیاد نیز خنک باقی بمانند و دچار گیرپاژ نشوند.
نیاز کمتر به نگهداری و روغنکاری
یکی از مزیتهای قابل توجه بلبرینگ سوزنی نیاز کمتر آن به روغنکاری مداوم است. بوشها باید به صورت مداوم روانکاری شوند و یک بار غفلت میتواند موجب خرابی شود. در حالیکه بلبرینگهای سوزنی بهویژه مدلهای کاسهنمددار، گریس را درون خود نگه میدارند و برای مدت طولانی بدون نیاز به سرویس مجدد عملکرد خوبی دارند.
کدام بلبرینگ را باید انتخاب کنم تا بهدرستی جایگزین بوش شود؟
چالش اصلی در اینجا این است که بلبرینگهای معمولی (دارای ساچمه گرد) به دلیل دیواره ضخیم در محل بوش قابل نصب نیستند. با این حال راهحل مشخصی برای این موضوع وجود دارد؛ استفاده از بلبرینگ سوزنی سری HK.
البته هنگام انتخاب باید تلرانسهای انطباق (مثل H7 برای هوزینگ و h6 برای شفت) نیز مدنظر قرار گیرد تا نصب اصولی انجام شود. برای خرید انواع بلبرینگ سوزنی سری HK به مرکز فروش بلبرینگ در تهران مراجعه کنید؛ جایی که میتوانید مدل مناسب دستگاه خود را با مشاوره تخصصی و تضمین اصالت تهیه کنید.
چرا سری HK بهترین جایگزین برای بوشهای برنجی است؟
بلبرینگهای سری HK که در بازار با نام رولبرینگ پوسته کشیده (Drawn Cup) نیز شناخته میشوند. دقیقا برای چنین کاربردی طراحی شدهاند. بلبرینگهای HK فاقد رینگ داخلی هستند و پوسته خارجی آنها از ورق فولادی بسیار نازک و پرسشده ساخته شده است.
به زبان ساده این بلبرینگها بسیار نازک و فشردهاند و ابعادی کاملا مشابه بوشهای استاندارد دارند. بنابراین میتوان بوش را خارج کرد و بلبرینگ HK را بدون نیاز به تراشکاری یا تغییر در پوستهی دستگاه جایگزین کرد.
بررسی ضخامت و ابعاد (کمجا بودن)
ضخامت دیواره بلبرینگهای سری HK معمولا بین ۲ تا ۳ میلیمتر است که از نظر مهندسی ویژگی بسیار قابل توجهی محسوب میشود. با وجود اشغال همان فضای محدود بوش، این بلبرینگ ظرفیت تحمل بار بالا و استحکام فولادی را فراهم میکند.
چالشهای حیاتی در تبدیل بوش به بلبرینگ (نکات فنی که معمولا مطرح نمیشوند)
در حالی که مزایای تبدیل بوش به بلبرینگ واضح به نظر میرسد، اما توجه به نکات فنی زیر ضروری است که کمتر به آن پرداخته میشود.
مسئله سختی شفت (Shaft Hardness)
پیشتر اشاره شد که بلبرینگهای سری HK فاقد رینگ داخلی هستند. این موضوع به این معناست که ساچمههای فولادی و بسیار سخت این بلبرینگها مستقیما روی شفت دستگاه حرکت میکنند.
مشکل زمانی ایجاد میشود که جنس شفت برای چنین تماس مستقیمی مناسب نباشد. بوشها معمولا از فلزات نرم مانند برنج ساخته میشوند و به همین دلیل شفتی که با آنها کار میکند نیز اغلب از فولاد نرم و بدون عملیات سختکاری است.
در نتیجه اگر بلبرینگ سوزنی با ساچمههای سخت روی شفتی نرم نصب شود، ساچمهها میتوانند سطح شفت را تخریب کرده و موجب ایجاد گودی شوند. بنابراین شفت باید سختکاری شده باشد و سختی آن حداقل بین ۵۸ تا ۶۴ راکول سی باشد.
لزوم استفاده از رینگ داخلی (Inner Ring) در شفتهای نرم
اگر شفت دستگاه نرم است و امکان سختکاری یا تعویض آن وجود ندارد راهحل استفاده از رینگ داخلی (Inner Ring) است. این رینگها از فولاد سختکاری شده ساخته شدهاند و روی شفت نصب میشوند. بنابراین ساچمههای بلبرینگ روی سطح رینگ داخلی میچرخند و تماس مستقیم با شفت حذف میشود.
تنها نکته قابل توجه این است که استفاده از رینگ داخلی باعث افزایش قطر موثر شفت میشود و ممکن است نیاز به انتخاب بلبرینگ با سایز بزرگتر باشد. بنابراین پیش از خرید فضای موجود رو اندازهگیری کنید. اگر به دنبال درک کاملتر عملکرد و انواع رولربرینگهای سوزنی هستید، مطالعهی مقالهی راهنمای جامع بلبرینگهای سوزنی ما میتواند دید فنیتری در انتخاب و استفادهی درست از این قطعات به شما بدهد.
راهنمای گامبهگام انتخاب و نصب
برای اجرای صحیح تبدیل بوش به بلبرینگ، باید طبق مراحل زیر پیش بروید:
۱. اندازهگیری دقیق
بوش قدیمی را خارج کنید. با استفاده از کولیس قطر داخلی محل نصب بوش (Housing) و همچنین قطر شفت را با دقت اندازهگیری کنید.
۲. بررسی سختی شفت
با یک سوهان سطح شفت را آزمایش کنید. اگر سوهان بر سطح شفت اثر گذاشت شفت نرم است و باید از رینگ داخلی استفاده شود. اگر سوهان روی شفت سر خورد و اثر نگذاشت، شفت سخت است و میتوان بلبرینگ سری HK را بهصورت مستقیم نصب کرد.
(البته آزمون سوهان صرفا یک تخمین کلی میدهد و برای تعیین سختی دقیق بهتر است از سختیسنج یا تست اسپارک استفاده شود.)
۳. انتخاب بلبرینگ مناسب
به کاتالوگ محصولات موجود مراجعه کنید و کد بلبرینگ سری HK را که با ابعاد اندازهگیریشده مطابقت دارد انتخاب کنید. برای نمونه اگر قطر شفت ۲۰ میلیمتر و قطر هوزینگ ۲۶ میلیمتر باشد بلبرینگ HK 2016 گزینه مناسب خواهد بود.
۴. نصب صحیح و استاندارد
هرگز با چکش بهطور مستقیم بر روی بلبرینگ ضربه وارد نکنید زیرا دیواره بلبرینگهای سری HK نازک است و ممکن است دچار تغییر شکل شود. برای نصب صحیح از یک بکس یا لوله هماندازه با قطر بیرونی بلبرینگ استفاده کرده و با کمک گیره یا پرس، آن را بهصورت یکنواخت در محل خود قرار دهید.
ضمنا در نصب با پرس باید دقت شود که محور کاملا همراستا باشد و فشار فقط از پوسته بیرونی اعمال شود تا به رولرهای داخلی آسیب نرسد. همچنین چون این بلبرینگها گریسخور ندارند و بهتر است پیش از نصب کاملا گریسکاری شوند.
جمعبندی
در نهایت پاسخ به این پرسش که آیا میتوان به جای بوش از بلبرینگ سوزنی استفاده کرد؟ یک بله قطعی است به شرط آنکه به موضوع سختی شفت توجه شود. با انجام این جایگزینی دستگاه عملکرد روانتری خواهد داشت، عمر مفید مجموعه افزایش مییابد و هزینههای تعمیر و نگهداری به میزان چشمگیری کاهش پیدا میکند.
اگر هنوز در انتخاب بلبرینگ سوزنی سری HK یا رینگ داخلی مناسب تردید دارید یا برای تعیین دقیق ابعاد نیاز به راهنمایی دارید، میتوانید با کارشناسان ما در مرکز بلبرینگ تماس بگیرید یا پرسش خود را در بخش نظرات ثبت کنید. هدف ما فراهمکردن شرایطی است که دستگاهها و تجهیزات شما با کیفیت بهتر و روانتر فعالیت کنند.
سوالات متداول در مورد تعویض بلبرینگ بجای بوش
۱. از کجا بفهمم بوش دستگاهم خراب شده و باید تعویض شود؟
