بلبرینگ الکتروموتور در بیشتر موتورهای صنعتی کوچک و متوسط یک بلبرینگ شیار عمیق از سری‌های 62 یا 63 است، در هر سمت یکی: سمت محرک (طرف شفت و پولی) و سمت فن. این بلبرینگ‌ها معمولاً پولکدار (2Z یا ZZ) یا آببندی (2RS) هستند و در موتورهای بزرگ‌تر باز و با گریس‌خور؛ پسوند لقی C3 هم روی بسیاری از آن‌ها دیده میشود. موتورهای بزرگتری که با تسمه کار میکنند، در سمت محرک یک رولبرینگ استوانهای NU دارند. شماره‌ی دقیق هر دو بلبرینگ روی پلاک موتور یا در کاتالوگ سازندهی آن آمده و روی رینگ بیرونی بلبرینگ قبلی هم حک شده است.
در این مقاله توضیح داده‌ایم چرا موتورها این بلبرینگ‌ها را می‌گیرند، موتورهای عمودی و موتورهای با اینورتر چه فرقی دارند، بلبرینگ موتور سهفاز و تکفاز را چطور عوض کنیم و هنگام سفارش چه کدی را بگوییم. هر جا عدد یا توصیه‌ای آمده، از کاتالوگ‌های SKF، NSK و NTN است.
الکتروموتور چه بلبرینگی دارد و چرا؟
روتور الکتروموتور روی یک شفت می‌چرخد که در دو سر، داخل درپوش‌های موتور (که به آن‌ها سپر یا فلنج انتهایی هم می‌گویند) روی دو بلبرینگ نشسته است. بار این بلبرینگ‌ها بیشتر شعاعی است: وزن روتور، کشش تسمه یا نیروی کوپلینگ، و کشش مغناطیسی‌ای که اگر روتور کاملاً وسط نباشد آن را به یک سمت می‌کشد. بار محوری معمولاً کم است، اما شفت باید در طول هم جای مشخصی داشته باشد تا روتور با هسته‌ی استاتور هم‌تراز بماند.
برای چنین کاری بلبرینگ شیار عمیق بهترین گزینه است: بار شعاعی را خوب می‌گیرد، بار محوری متوسط را در هر دو جهت تحمل میکند، دور زیاد را می‌پذیرد، کم‌صداست و در هر اندازه‌ای پیدا میشود. سری 62 (سبک) و 63 (متوسط) پرکاربردترین‌ها هستند؛ با یک قطر داخلی، سری 63 قطر خارجی و پهنای بیشتری دارد و بار بیشتری می‌گیرد. برای نمونه 6205 با ابعاد ۲۵ × ۵۲ × ۱۵ میلی‌متر و 6305 با ابعاد ۲۵ × ۶۲ × ۱۷ میلی‌متر هر دو روی شفت ۲۵ میلی‌متری می‌نشینند. خواندن این شماره‌ها و جدول کامل ابعاد را در جدول ابعاد بلبرینگ 6000، 6200 و 6300 آورده‌ایم.
دو بلبرینگ یک موتور لزوماً هم‌شماره نیستند. سازندهی موتور برای هر سمت، بلبرینگی را انتخاب میکند که با بار همان سمت و اندازهی شفت در آن نقطه جور باشد؛ سمت محرک که کشش تسمه یا وزن کوپلینگ را می‌گیرد، اغلب بلبرینگ بزرگ‌تر یا سری سنگین‌تری دارد. پس همیشه کد هر دو سمت را جدا بخوانید.
پولکدار، آببندی یا باز
- پولکدار (2Z در SKF، ZZ در NSK، NTN و بیشتر برندها): در موتورهای کوچک و متوسط رایج‌ترین حالت است. گریس از کارخانه داخل بلبرینگ است و موتور گریس‌خور ندارد؛ وقتی بلبرینگ صدا یا گرما داد، عوض میشود.
- آببندی لاستیکی (2RS، 2RSH، DDU و مانند آن): برای موتورهایی که در گرد و غبار یا رطوبت کار میکنند. اصطکاک آب‌بند تماسی کمی بیشتر است؛ نسخه‌های کم‌اصطکاک بدون تماس هم هست.
- باز با گریس‌خور: در موتورهای بزرگ‌تر. بلبرینگ در محفظه‌ی درپوش با گریس پر میشود و در فاصله‌های مشخص گریس تازه می‌گیرد.
معنی هر یک از این پسوندها و معادلشان در برندهای مختلف را در مقاله‌ی پسوندهای ZZ و 2RS ببینید. هنگام تعویض، نوع آببندی را عوض نکنید مگر دلیل روشنی داشته باشید: موتوری که برای بلبرینگ پولکدار ساخته شده، معمولاً راه گریس‌کاری ندارد و بلبرینگ باز در آن بی‌گریس می‌ماند.
لقی C3 در بلبرینگ الکتروموتور
پسوند C3 یعنی لقی داخلی شعاعی بیشتر از لقی معمولی (CN). در الکتروموتور دو چیز این لقی را هنگام کار کم میکند:
- جذب تنگ روی شفت: رینگ داخلی با تداخل روی شفت جا می‌رود و کمی باز میشود؛ همین مقدار از لقی بلبرینگ کم میشود.
- اختلاف دمای دو رینگ: NSK و NTN در کاتالوگ‌هایشان می‌نویسند که در کار عادی، رینگ داخلی و ساچمه‌ها معمولاً ۵ تا ۱۰ درجه‌ی سانتی‌گراد گرمتر از رینگ بیرونی‌اند، چون محفظه گرما را بهتر از شفت دفع میکند. اگر شفت از بیرون گرم شود، این اختلاف بیشتر است؛ در الکتروموتور گرمای روتور از راه شفت به رینگ داخلی می‌رسد. رینگ داخلیِ گرمتر بیشتر منبسط میشود و لقی باز هم کمتر میشود.
SKF در بخش انتخاب لقی کاتالوگ خود می‌گوید لقی بیشتر از معمولی، یعنی C3 و حتی C4، امروز بسیار رایج است، چون بلبرینگ‌ها بار بیشتری می‌گیرند و با جذب تنگ‌تری نصب می‌شوند. به همین دلیل بسیاری از سازنده‌های موتور روی پلاک بلبرینگ با پسوند C3 می‌نویسند.
این قاعده‌ی کلی نیست که «همه‌ی موتورها C3 می‌خواهند». NSK برای بلبرینگ‌های شیار عمیق و رولبرینگ‌های استوانهای الکتروموتور یک گروه لقی جدا با پسوند CM دارد که بازه‌ی آن از لقی معمولی باریک‌تر است تا صدای موتور کمتر شود، و NTN هم جدول لقی ویژه‌ی بلبرینگ الکتروموتور دارد. پس لقی را از روی کد بلبرینگ قبلی یا پلاک بخوانید و همان را بخرید؛ اگر بلبرینگ قبلی C3 بوده، بلبرینگ با لقی معمولی جای آن ممکن است گرم کند. علت‌های دیگر گرما را در مقاله‌ی علت داغ کردن بلبرینگ آورده‌ایم.
رولبرینگ استوانهای در سمت محرک
وقتی موتور با تسمه و پولی بار سنگینی را می‌چرخاند، کشش تسمه نیروی شعاعی زیادی روی سر شفت میآورد. در موتورهای متوسط و بزرگ، سازندهها در سمت محرک یک رولبرینگ استوانهای طرح NU می‌گذارند و در سمت دیگر یک بلبرینگ شیار عمیق. کاتالوگ NSK همین چیدمان را برای الکتروموتورهای متوسط و دمنده‌ها مثال می‌زند و SKF آن را از رایج‌ترین ترکیب‌های تکیهگاه ثابت و آزاد می‌شمارد:
- بلبرینگ شیار عمیق، تکیهگاه ثابت است: شفت را در طول نگه می‌دارد و بار محوری کم را در هر دو جهت می‌گیرد.
- رولبرینگ NU، تکیهگاه آزاد است: رینگ داخلی‌اش لبه ندارد و شفت می‌تواند هنگام گرم شدن در طول آن کمی جابه‌جا شود. در عوض بار شعاعی بسیار بیشتری از یک بلبرینگ هم‌اندازه تحمل میکند.
برای مقایسه، NU 309 با ابعاد ۴۵ × ۱۰۰ × ۲۵ میلی‌متر رولبرینگ همان اندازه‌ای است که بلبرینگ 6309 دارد و جای آن در موتوری که برای رولبرینگ ساخته شده نصب میشود. اما یک نکته مهم است: رولبرینگ استوانهای برای اینکه غلتک‌هایش درست بچرخند و سر نخورند، به حداقلی از بار نیاز دارد. موتوری که مستقیم و با کوپلینگ کار میکند و بار شعاعی کمی دارد، برای رولبرینگ ساخته نشده است؛ رولبرینگ را جای بلبرینگ موتوری که سازنده‌اش بلبرینگ گذاشته نگذارید و برعکس. ابعاد و طرح‌های N، NU، NJ و NUP را در جدول ابعاد رولبرینگ استوانهای توضیح داده‌ایم.
کدام سمت ثابت است و کدام آزاد؟
در موتوری که دو بلبرینگ شیار عمیق دارد هم، یکی از دو بلبرینگ شفت را در طول قفل میکند و دیگری آزاد است: رینگ بیرونی بلبرینگ سمت آزاد در محفظه‌ی درپوش کمی جای لغزش دارد تا انبساط شفت را جذب کند. NSK در جدول جذب‌های ویژه‌ی الکتروموتور، برای محفظه‌ی بلبرینگی که رینگ بیرونی‌اش باید در طول حرکت کند، تلرانس JS6 یا JS7 و برای بلبرینگی که نباید حرکت کند، K6 یا K7 را توصیه میکند. اگر هنگام تعویض، محفظه‌ی سمت آزاد را زیادی تنگ کنید (مثلاً با چسب یا ضربه زدن به لبه‌ی محفظه)، شفت جای انبساط ندارد و هر دو بلبرینگ زیر بار محوری گرم می‌شوند.
در موتورهای کوچک، SKF یک راه دیگر را هم شرح می‌دهد: دو بلبرینگ شیار عمیق با یک واشر فنری موجی که روی رینگ بیرونی یکی از آن‌ها فشار میآورد و پیش‌بار سبکی می‌دهد. این فنر صدای موتور را کم میکند و رینگ بیرونی همان بلبرینگ باید بتواند در طول جابه‌جا شود. اگر موقع باز کردن موتور چنین واشری دیدید، آن را دور نیندازید و در همان جا برگردانید.
بلبرینگ الکتروموتور عمودی
در موتورهای عمودی، مثل موتور پمپ‌های عمودی و همزن‌ها، وزن روتور و شفت و گاهی نیروی محوری پمپ مستقیماً روی بلبرینگ‌ها می‌آید. پس بار محوری در این موتورها کم نیست و همیشه در یک جهت است. NSK و NTN در جدول چیدمان‌های شفت عمودی، برای الکتروموتور عمودی این چیدمان را نشان میدهند: یک جفت بلبرینگ تماس زاویهای جفت‌شده در تکیهگاه ثابت که بار محوری را می‌گیرد، و یک رولبرینگ استوانهای در تکیهگاه آزاد.
بلبرینگ‌های تماس زاویهای جفت‌شده با پسوندی مثل DB، DF یا DT سفارش داده می‌شوند و جهت نصبشان مهم است؛ اگر یکی را برعکس ببندید، بار محوری را نمی‌گیرد. چیدمان‌ها و معنی این پسوندها را در مقاله‌ی بلبرینگ تماس زاویهای آورده‌ایم. موتورهای عمودی کوچک‌تر ممکن است فقط بلبرینگ شیار عمیق داشته باشند؛ در این صورت هم یکی ثابت و دیگری آزاد است. هر چه هست، چیدمان و جهت نصب را پیش از باز کردن موتور یادداشت کنید.
موتور با اینورتر و خوردگی الکتریکی بلبرینگ
یکی از خرابی‌هایی که فقط در موتورها دیده میشود، عبور جریان الکتریکی از بلبرینگ است. SKF در فصل بلبرینگ‌های INSOCOAT مینویسد که در موتورها و ژنراتورها، وقتی جریان از بلبرینگ عبور میکند، سطح تماس ساچمه‌ها و مسیرهای غلتش آسیب می‌بیند و گریس هم به‌سرعت خراب میشود؛ جریان‌های فرکانس بالا که از ظرفیت خازنی ذاتی موتور می‌آیند، خطر دیگری‌اند و وقتی موتور با اینورتر (درایو دور متغیر) کار میکند، این خطر بیشتر است.
نشانه‌ی آن روی بلبرینگ بازشده، چیزی است که NSK آن را «شیارهای موج‌دار یا راه‌راه» (fluting) می‌نامد: خط‌های منظم و هم‌فاصله در عرض مسیر غلتش، که از ذوب موضعی زیر جرقه‌های ریز پدید می‌آیند. بلبرینگی که این‌طور خراب شده، با تعویض ساده دوباره همان سرنوشت را پیدا میکند؛ صدای آن و راه شناختنش را در مقاله‌ی صدای بلبرینگ شرح داده‌ایم.
راه‌حل‌هایی که سازندهها گفته‌اند:
- بلبرینگ با رینگ عایق: SKF آن را INSOCOAT می‌نامد. سطح بیرونی رینگ بیرونی (پسوند VL0241 لایه‌ی استاندارد، VL0246 لایه‌ی پیشرفته) یا رینگ داخلی (VL2071 و VL2076) با لایه‌ی اکسید آلومینیوم پاشش پلاسمایی پوشانده شده است. طبق جدول SKF، این لایه دست‌کم ۲۰۰ مگااهم (لایه‌ی پیشرفته ۴۰۰ مگااهم) مقاومت دارد و تا ۳۰۰۰ ولت مستقیم را تحمل میکند. SKF رینگ داخلیِ عایق را برای حفاظت بیشتر در برابر جریان‌های فرکانس بالا معرفی میکند. کد آن به شکل 6314/C3VL0241 نوشته میشود. NTN بلبرینگ‌های عایق خود را با نام MEGAOHM عرضه میکند و NSK بلبرینگ‌های با پوشش سرامیکی را برای موتورهای کششی با اینورتر.
- بلبرینگ هیبریدی: رینگ‌ها فولادی و ساچمه‌ها از نیترید سیلیسیم (سرامیک). SKF مینویسد این بلبرینگ‌ها رسانا نیستند و برای موتورها و ژنراتورهای AC و DC که جریان در آن‌ها هست مناسب‌اند، و برای اندازه‌های کوچک‌تر از محدوده‌ی INSOCOAT آن‌ها را توصیه میکند.
- زمین کردن شفت یا مسیر فرعی جریان: NSK در جدول عیب‌یابی خود برای این خرابی «نصب سیم اتصال زمین یا عایق کردن بلبرینگ» را میآورد و NTN «ایجاد مسیر فرعی برای جریان یا عایق کردن بلبرینگ» را. جاروبک زمین روی شفت همین مسیر فرعی است.
اینکه کدام راه برای یک موتور لازم است، به اندازهی موتور، نوع اینورتر و سیم‌کشی آن بستگی دارد و تصمیمش با سازندهی موتور یا مهندس برق کارخانه است. ما فقط می‌گوییم: اگر بلبرینگ موتوری که با اینورتر کار میکند بارها زودتر از عمر معمول خراب میشود و روی مسیر غلتش شیارهای منظم دیده میشود، علت را در گریس و نصب نجویید.
بلبرینگ موتور تکفاز و سهفاز فرق دارد؟
خود تعداد فاز تعیین‌کننده‌ی بلبرینگ نیست. بلبرینگ هر موتور را اندازهی بدنه (فریم)، قطر شفت، بار سمت محرک و دور تعیین میکند. یک موتور تکفاز کوچک کولر یا پمپ خانگی و یک موتور سهفاز کوچک صنعتی ممکن است هر دو بلبرینگ‌هایی از همان سری 62 داشته باشند، و یک موتور سهفاز بزرگ بلبرینگ‌های سری 63 یا رولبرینگ.
روش تعویض هم یکی است. تفاوت عملی بیشتر در اندازه است: موتورهای تکفاز معمولاً کوچک‌اند و بلبرینگ‌هایشان پولکدار و بدون گریس‌خور، و خازن و کلید گریز از مرکز دارند که هنگام باز کردن نباید آسیب ببینند. در موتورهای سهفاز بزرگ‌تر، احتمال دیدن گریس‌خور، رولبرینگ سمت محرک، بلبرینگ عایق و اینورتر بیشتر است. پس جواب «بلبرینگ موتور تکفاز من چیست؟» از پلاک همان موتور یا از روی بلبرینگ قبلی‌اش به دست می‌آید، نه از تعداد فاز.
تعویض بلبرینگ الکتروموتور مرحله به مرحله
روش کلی نصب و پیاده کردن بلبرینگ، ابزارها و دمای گرم کردن را در راهنمای نصب و پیاده کردن بلبرینگ آورده‌ایم. در اینجا نکته‌هایی را می‌گوییم که مخصوص الکتروموتور است:
- قطع و قفل برق: موتور را از برق جدا کنید، کلید را قفل و برچسب کنید و مطمئن شوید که موتور برق ندارد. در موتورهای با اینورتر، خازن‌های درایو تا مدتی پس از قطع برق شارژ می‌مانند؛ دستورالعمل سازندهی درایو را رعایت کنید.
- یادداشت و علامت‌گذاری: شماره‌ی هر دو بلبرینگ و همه‌ی داده‌های پلاک را بنویسید. روی بدنه و هر درپوش با سنبه یا ماژیک یک خط بزنید تا درپوش‌ها دقیقاً در همان وضعیت برگردند؛ جای واشر فنری، خارها و درپوش‌های داخلی بلبرینگ را هم یادداشت کنید.
- باز کردن پولی یا کوپلینگ و فن: پولی و کوپلینگ را با پولی‌کش بیرون بکشید، نه با ضربه به سر شفت؛ ضربه به شفت یعنی ضربه به هر دو بلبرینگ. کاور فن و فن را باز کنید.
- بیرون آوردن روتور: پیچ‌های درپوش‌ها را باز کنید و روتور را بدون اینکه به سیم‌پیچ استاتور بخورد، بیرون بکشید. وزن روتور نباید روی سیم‌پیچ بیفتد.
- بیرون کشیدن بلبرینگ: بلبرینگ‌کش را روی رینگ داخلی بگیرید. کشیدن از رینگ بیرونی نیرو را از ساچمه‌ها رد میکند؛ اگر بلبرینگ قرار است دوباره استفاده یا بررسی شود، این کار آن را خراب میکند. بلبرینگ کهنه را نگه دارید تا کد آن را بخوانید و آسیبش را ببینید.
- بررسی شفت و محفظه: جای بلبرینگ روی شفت و داخل درپوش را تمیز و بررسی کنید: خط، ساییدگی، رنگ‌گرفتگی از گرما یا لق بودن. محفظه‌ای که رینگ بیرونی در آن چرخیده و گشاد شده، با بلبرینگ نو هم مشکل را تکرار میکند و باید تعمیر شود. تلرانس‌هایی که NSK برای موتورها می‌دهد بالاتر آمد.
- نصب بلبرینگ نو: بلبرینگ را با هیتر القایی گرم کنید یا با بوش جازنی که فقط روی رینگ داخلی فشار میآورد، جا بزنید. بلبرینگ پولکدار یا آببندی را بیش از دمایی که سازنده برای آن گفته گرم نکنید؛ عددها در راهنمای نصب آمده است. اگر بلبرینگ باز است، آن را به اندازه‌ای که سازنده می‌گوید گریس کنید، نه بیشتر؛ مقدار پر کردن اولیه و گریس‌کاری بعدی را در مقاله‌ی گریس‌کاری بلبرینگ ببینید.
- بستن موتور: درپوش‌ها را با همان علامت‌ها و یکنواخت ببندید، پیچ‌ها را ضربدری سفت کنید و بعد شفت را با دست بچرخانید: باید نرم و بی‌گیر بچرخد و کمی در طول جابه‌جا شود. اگر سفت شد، درپوش کج نشسته یا محفظه‌ی سمت آزاد تنگ است.
- راه‌اندازی و پایش: موتور را بی‌بار روشن کنید، به صدا گوش دهید و دمای هر دو درپوش را در ساعت‌های اول بسنجید. بلبرینگ باز تازه‌گریس‌شده ممکن است در ساعت‌های نخست کمی گرمتر کار کند تا گریس جا بیفتد. بعد بار را وصل کنید و هم‌راستایی پولی‌ها یا کوپلینگ را دوباره بررسی کنید.
اگر پس از تعویض، صدا یا گرما ماند، فهرست علت‌ها را در مقاله‌ی صدای بلبرینگ و مقاله‌ی داغ کردن بلبرینگ دنبال کنید.
شماره و سایز بلبرینگ الکتروموتور را از کجا بخوانیم؟
سه منبع دارید، به این ترتیب:
- پلاک موتور: بیشتر سازندهها در پلاک یا روی برچسب کنار آن، بلبرینگ سمت محرک (DE) و سمت فن (NDE) را می‌نویسند؛ گاهی با نوع گریس و فاصله‌ی گریس‌کاری.
- کاتالوگ یا دفترچه‌ی سازندهی موتور: سازنده‌های موتور در کاتالوگ خود جدولی دارند که برای هر اندازهی بدنه و هر تعداد قطب، بلبرینگ هر دو سمت را می‌گوید. اگر پلاک پاک شده، با مدل و اندازهی بدنه‌ی موتور در آن جدول بگردید.
- بلبرینگ قبلی: شماره روی سطح جانبی رینگ بیرونی یا روی پولک حک شده است: شماره‌ی اصلی، پسوند آببندی و پسوند لقی، مثلاً 6205-2Z/C3. خواندن بخش‌های این کد را در راهنمای خواندن کد بلبرینگ توضیح داده‌ایم. اگر کد پاک شده، قطر داخلی، قطر خارجی و پهنا را با کولیس اندازه بگیرید و در جدول ابعاد پیدا کنید.
سایز بلبرینگ الکتروموتور با سایز شفت و بدنه بزرگ میشود و جدول واحدی برای «همه‌ی موتورها» نیست؛ دو موتور با یک توان از دو سازنده ممکن است بلبرینگ‌های متفاوتی داشته باشند. برای همین به جدول‌هایی که منبعشان معلوم نیست اعتماد نکنید و شماره را از خود موتور بخوانید.
کدام برند و کجا را ببینیم؟
ابعاد اصلی بلبرینگ‌های شیار عمیق و رولبرینگ‌های استوانهای را استاندارد ISO تعیین میکند؛ پس 6205 هر برندی جای 6205 دیگر مینشیند. تفاوت در کیفیت ساخت، گریس، آب‌بند، صدا و نوشتن پسوندهاست. معادل پسوندها در برندها را در مقاله‌ی معادل بلبرینگ در برندهای مختلف و مقایسه‌ی برندها را در بهترین برند بلبرینگ آورده‌ایم. چون بلبرینگ موتور قطعه‌ای پرمصرف است، نسخه‌ی تقلبی آن هم زیاد دیده میشود؛ نشانه‌هایش را در تشخیص بلبرینگ اصل از تقلبی ببینید.
بلبرینگ‌های شیار عمیق را به تفکیک برند در این صفحه‌ها می‌بینید: بلبرینگ شیار عمیق SKF، بلبرینگ شیار عمیق NSK، بلبرینگ شیار عمیق NTN و بلبرینگ شیار عمیق FAG. جدول‌های ابعاد کاتالوگ سازندهها هم در کاتالوگ و جدول ابعاد بلبرینگ شیار عمیق و کاتالوگ رولبرینگ استوانهای آمده است، و فصل‌های بلبرینگ عایق و هیبریدی SKF را در کاتالوگ SKF می‌توانید باز کنید.
سفارش بلبرینگ الکتروموتور
برای سفارش، کد کامل هر دو سمت را با همه‌ی پسوندهایش بفرستید، مثلاً سمت فن 6205-2Z/C3 و سمت محرک 6305-2Z/C3، یا اگر موتور بزرگ‌تر است، رولبرینگ NU سمت محرک با پسوند قفسه و لقی‌اش. پسوند آببندی (2Z، ZZ، 2RS)، پسوند لقی (C3، CM) و پسوند عایق (مثل VL0241) به اندازهی خود شماره مهم‌اند. اگر پلاک خوانا است، عکس آن را هم بفرستید؛ اگر کد پاک شده، سه بُعد اندازه‌گیری‌شده و مدل موتور کمک میکند.
کد یا عکس بلبرینگ قبلی را با تلفن یا واتس‌اپ از راه صفحه‌ی تماس با ما بفرستید تا بلبرینگ هر دو سمت را با همان مشخصات، در برندهایی که می‌خواهید، آماده کنیم.
