بلبرینگ کف گرد: انواع، جدول ابعاد 51100، 51200، 51300 و 51400

بلبرینگ کف گرد (Thrust Ball Bearing) برای کاری ساخته شده که بلبرینگ‌های معمولی در آن خوب کار نمی‌کنند: نگه‌داشتن باری که در امتداد محور شفت وارد می‌شود. جک‌ها، میزهای گردان، قلاب جرثقیل، مرغک ماشین تراش و شفت‌های عمودی سبک همه به بلبرینگی نیاز دارند که شفت را از بالا یا پایین نگه دارد، نه از کنار. در این راهنما ساختمان بلبرینگ کف گرد، روش خواندن کد آن، تفاوت سری‌های 51100، 51200، 51300 و 51400، نکته‌های مونتاژ و تفاوتش با رولبرینگ کف گرد را می‌گوییم و جدول ابعاد هر چهار سری را می‌آوریم.

ابعاد اصلی بلبرینگ‌های کف گرد ساچمه‌ای را استاندارد ISO 104 تعیین می‌کند؛ پس یک 51205 از SKF، FAG، NSK، NTN، NACHI یا KOYO همان ۲۵ × ۴۷ × ۱۵ میلی‌متر است. هر کد در جدول‌ها به صفحه‌ی آن بلبرینگ لینک شده و در آن صفحه بار، سرعت و «هم‌اندازه در برندهای دیگر» را هم می‌بینید.

بلبرینگ کف گرد چیست و چه باری را تحمل می‌کند؟

بلبرینگ کف گرد ساچمه‌ای یک‌طرفه سه قطعه‌ی جدا از هم دارد که هنگام مونتاژ روی هم قرار می‌گیرند:

• واشر شفت (Shaft Washer): حلقه‌ای تخت که سوراخش هم‌اندازه‌ی شفت است، روی شفت می‌نشیند و همراه آن می‌چرخد.
• ساچمه‌ها و قفسه: یک ردیف ساچمه که قفسه‌ی فلزی یا پلیمری آن‌ها را با فاصله‌ی مساوی نگه می‌دارد.
• واشر محفظه (Housing Washer): حلقه‌ی تخت دوم که روی کف محفظه یا بدنه تکیه می‌کند و ثابت می‌ماند.

روی هر دو واشر شیاری برای ساچمه‌ها تراشیده شده است. بار در امتداد محور از واشر شفت به ساچمه‌ها و از آن‌ها به واشر محفظه می‌رسد. خط تماس ساچمه با شیارها موازی محور است (زاویه‌ی تماس ۹۰ درجه)، و همین باعث می‌شود این بلبرینگ:

• فقط بار محوری را تحمل کند، آن هم در یک جهت؛ بار محوری در جهت مخالف واشرها را از هم جدا می‌کند.
• هیچ بار شعاعی را نتواند تحمل کند. واشرها در جهت شعاعی همدیگر را نگه نمی‌دارند و شفت باید با بلبرینگ یا بوش دیگری در جهت شعاعی هدایت شود.
• برای دور پایین تا متوسط مناسب باشد. در دور بالا نیروی گریز از مرکز ساچمه‌ها را به لبه‌ی بیرونی شیار می‌راند و تماس درست از بین می‌رود.

به همین دلیل بلبرینگ کف گرد معمولاً تنها کار نمی‌کند: در بیشتر طرح‌ها یک بلبرینگ شعاعی (مثلاً شیار عمیق یا سوزنی) کنارش شفت را در جهت شعاعی نگه می‌دارد و بلبرینگ کف گرد فقط فشار محوری را می‌گیرد. اگر بار شما ترکیبی از شعاعی و محوری است، بلبرینگ تماس زاویه‌ای یا رولبرینگ مخروطی انتخاب مناسب‌تری است. برای آشنایی کلی با انواع بار، تفاوت بلبرینگ و رولبرینگ را ببینید.

واشر شفت و واشر محفظه: کدام رو به کدام سو؟

دو واشر بلبرینگ کف گرد در نگاه اول شبیه هم‌اند، اما هم‌اندازه نیستند و جایشان عوض نمی‌شود:

• واشر شفت سوراخ کوچک‌تری دارد. سوراخ آن همان قطر داخلی d جدول است و روی شفت محکم می‌نشیند. قطر بیرونی‌اش کمی از D کمتر است تا به محفظه نساید.
• واشر محفظه سوراخ بزرگ‌تری دارد. سوراخ آن چند دهم میلی‌متر تا چند میلی‌متر از شفت بزرگ‌تر است تا شفت چرخان به آن نخورد، و قطر بیرونی‌اش همان D جدول است.

اگر کد پاک شده و دو واشر را از هم تشخیص نمی‌دهید، سوراخ هر دو را با کولیس اندازه بگیرید: واشری که سوراخ کوچک‌تری دارد، واشر شفت است. اگر جای دو واشر عوض شود، واشری که باید ثابت بماند با شفت درگیر می‌شود یا واشر چرخان به محفظه می‌ساید؛ نتیجه داغ‌کردن، سایش و خرابی زودهنگام است.

چند نکته‌ی دیگر هنگام نصب:

1. جهت بار را بشناسید. واشر شفت باید سمتی باشد که بار از آن وارد می‌شود و واشر محفظه سمتی که بار به بدنه منتقل می‌شود. در شفت عمودی که وزن رو به پایین است، واشر شفت بالا و واشر محفظه پایین قرار می‌گیرد.
2. سطح تکیه‌گاه‌ها باید عمود بر محور و صاف باشد. شانه‌ی شفت و کف محفظه اگر کج یا ناهموار باشند، بار فقط روی چند ساچمه می‌افتد. اگر عمود بودن تکیه‌گاه تضمین نمی‌شود، نسخه‌ی خودتنظیم (با واشر نشیمن کروی، پایین‌تر توضیح داده‌ایم) را در نظر بگیرید.
3. واشر محفظه را در جهت شعاعی سفت نکنید. سازندگان معمولاً بین قطر بیرونی واشر محفظه و دیواره‌ی محفظه کمی فاصله می‌گذارند تا بلبرینگ خودش را روی ساچمه‌ها مرکز کند. انطباق دقیق هر برند در کاتالوگ آن آمده است.
4. قطعات را از هم جدا نکنید و با قطعه‌ی برند دیگر جابه‌جا نکنید. واشرها و ساچمه‌های یک بلبرینگ با هم ساخته و بازرسی شده‌اند؛ واشر یک برند را با ساچمه‌ی برند دیگر سوار نکنید.

خواندن کد بلبرینگ کف گرد

کد پنج‌رقمی بلبرینگ کف گرد ساچمه‌ای یک‌طرفه از سه بخش تشکیل شده است:

• رقم اول، 5: نوع بلبرینگ را می‌گوید؛ کف گرد ساچمه‌ای.
• دو رقم بعد، سری ابعاد: 11، 12، 13 یا 14. هرچه این عدد بزرگ‌تر باشد، با همان قطر داخلی، قطر خارجی و ارتفاع بیشتر و ظرفیت بار بالاتر است.
• دو رقم آخر، شماره‌ی سوراخ: همان قاعده‌ی بلبرینگ‌های شیار عمیق. 00، 01، 02 و 03 یعنی ۱۰، ۱۲، ۱۵ و ۱۷ میلی‌متر، و از 04 به بعد دو رقم آخر ضرب در ۵ قطر داخلی است.

مثلاً 51208 یعنی کف گرد ساچمه‌ای، سری 12، با قطر داخلی ۸ × ۵ = ۴۰ میلی‌متر؛ جدول هم همین را می‌گوید: ۴۰ × ۶۸ × ۱۹. یا 51103 قطر داخلی ۱۷ دارد و ابعادش ۱۷ × ۳۰ × ۹ است. قطر خارجی و ارتفاع را اما نمی‌شود از کد حساب کرد و باید از جدول خواند. قاعده‌ی شماره‌ی سوراخ را با جزئیات در جدول ابعاد بلبرینگ 6000، 6200 و 6300 توضیح داده‌ایم.

بعد از کد اصلی ممکن است پسوندی هم بیاید که جنس قفسه یا نسخه‌ی خاصی را نشان می‌دهد؛ این پسوندها را هر برند به روش خودش می‌نویسد و معمولاً ابعاد را تغییر نمی‌دهند. برای آشنایی با منطق پسوندها، معنی پسوندهای بلبرینگ را ببینید.

تفاوت سری 51100، 51200، 51300 و 51400

چهار بلبرینگ کف گرد با قطر داخلی ۲۵ میلی‌متر را کنار هم بگذارید تا تفاوت سری‌ها روشن شود:

• سری 51100: کم‌ارتفاع‌ترین و سبک‌ترین؛ برای جایی که فضای محوری کم است و بار سبک، مثل مکانیزم‌های گردان کوچک.
• سری 51200: پرمصرف‌ترین سری؛ تعادل خوبی بین ابعاد و ظرفیت دارد و در جک‌ها، گیربکس‌ها و میزهای گردان زیاد دیده می‌شود.
• سری 51300: ساچمه‌های درشت‌تر و واشرهای ضخیم‌تر، برای بار محوری سنگین‌تر.
• سری 51400: سنگین‌ترین سری، برای بار محوری بزرگ و ضربه‌ای؛ ابعادش با همان قطر داخلی از بقیه بزرگ‌تر است.

نتیجه‌ی عملی مثل همه‌ی بلبرینگ‌ها: سری را عوض نکنید. ارتفاع H در طراحی دستگاه حساب شده است؛ 51305 جای 51205 سه میلی‌متر بلندتر است و فاصله‌ها و پیش‌بار را به هم می‌زند، و سری سبک‌تر هم بار طراحی‌شده را تحمل نمی‌کند.

جدول ابعاد بلبرینگ کف گرد سری 51100 تا 51400

در جدول‌های زیر همه‌ی ابعاد به میلی‌متر است: قطر داخلی واشر شفت (d)، قطر خارجی واشر محفظه (D) و ارتفاع کل بلبرینگ (H).

سری 51100

پرمصرف‌ترین اندازه‌های این سری 51104، 51105 و 51110 هستند.

سری 51200

سری 51200 پرمصرف‌ترین سری کف گرد است. برای نمونه 51206 ابعاد ۳۰ × ۵۲ × ۱۶ دارد و 51210 ابعاد ۵۰ × ۷۸ × ۲۲.

سری 51300

سری‌های 51300 و 51400 برای بار سنگین‌اند و در جدول از قطر داخلی ۲۵ میلی‌متر شروع می‌شوند. ارتفاع را دقیق مقایسه کنید: 51310 با قطر داخلی ۵۰، ارتفاع ۳۱ دارد و 51410 با همان قطر داخلی، ارتفاع ۴۳.

سری 51400

اندازه‌های بزرگ‌تر از ۱۰۰ میلی‌متر و سری‌های دیگر را در دسته‌ی بلبرینگ کف گرد با فیلتر قطر داخلی و قطر خارجی پیدا کنید.

کف گرد دوطرفه و کف گرد با نشیمن کروی

کنار سری‌های یک‌طرفه‌ی 511 تا 514، دو نسخه‌ی دیگر هم در کاتالوگ سازندگان آمده است:

• دوطرفه (سری‌های 522، 523 و 524): یک واشر شفت در وسط و دو ردیف ساچمه و دو واشر محفظه در دو طرف آن. این بلبرینگ بار محوری را در هر دو جهت تحمل می‌کند و شفت را در هر دو جهت محوری مهار می‌کند؛ مثلاً در پیچ‌هایی که هم می‌کشند و هم هل می‌دهند. سوراخ واشر وسط با شماره‌ی سوراخ سری یک‌طرفه‌ی هم‌اندازه یکی نیست؛ ابعاد این نسخه را جداگانه از جدول سازنده بخوانید، مثلاً 52205 در کاتالوگ SKF.
• با واشر محفظه‌ی کروی (سری‌های 532، 533 و 534): واشر محفظه پشتش کروی است و روی یک واشر نشیمن جداگانه با سطح کروی می‌نشیند؛ مثلاً 53205 با واشر نشیمن U 205 در SKF. این طرح کج‌بودن جزئی تکیه‌گاه را هنگام مونتاژ جبران می‌کند. سری 54 هم همین طرح را در نسخه‌ی دوطرفه دارد.

دقت کنید که نشیمن کروی برای جبران خطای مونتاژ است، نه برای شفتی که هنگام کار لنگ می‌زند. ارتفاع نسخه‌های با نشیمن کروی، با واشر نشیمن، از نسخه‌ی تخت هم‌شماره بیشتر است؛ پس جای همدیگر نمی‌نشینند.

بلبرینگ کف گرد یا رولبرینگ کف گرد؟

وقتی بار محوری از توان بلبرینگ کف گرد ساچمه‌ای بیشتر می‌شود، نوبت رولبرینگ‌های کف گرد است. در این‌ها به جای ساچمه، غلتک بار را منتقل می‌کند؛ تماس خطی غلتک ظرفیت بار را بسیار بالا می‌برد، اما اصطکاک و گرما بیشتر و دور مجاز کمتر است:

• رولبرینگ کف گرد استوانه‌ای (سری‌های 811 و 812، مثل 81102): غلتک‌های استوانه‌ای کوتاه بین دو واشر؛ برای بار محوری سنگین و ضربه‌ای در دور پایین، و مثل کف گرد ساچمه‌ای فقط بار محوری یک‌طرفه را تحمل می‌کند.
• رولبرینگ کف گرد بشکه‌ای (سری‌های 292، 293 و 294): غلتک‌های بشکه‌ای مایل و واشر محفظه‌ی کروی؛ علاوه بر بار محوری بسیار سنگین، مقداری بار شعاعی هم می‌گیرد و کج‌شدن شفت را تحمل می‌کند. در پمپ‌های عمودی بزرگ و جرثقیل‌ها کاربرد دارد.
• رولبرینگ کف گرد سوزنی (AXK): قفسه‌ای با غلتک‌های سوزنی که بین دو واشر نازک یا مستقیماً روی سطح سخت‌کاری‌شده‌ی دستگاه کار می‌کند؛ کم‌ارتفاع‌ترین گزینه برای جاهایی که فضای محوری بسیار کم است.

به‌طور خلاصه: برای بار محوری سبک تا متوسط و دور نسبتاً بالاتر، بلبرینگ کف گرد ساچمه‌ای؛ برای بار محوری سنگین، رولبرینگ کف گرد. همه‌ی این انواع را در دسته‌ی رولبرینگ کف گرد می‌بینید. ابعاد کف گرد ساچمه‌ای و رولبرینگ کف گرد با شماره‌ی سوراخ یکسان برابر نیست؛ یکی را بدون بررسی جای دیگری نگذارید.

حداقل بار محوری، سرعت و روانکاری

بلبرینگ کف گرد ساچمه‌ای دو محدودیت مهم دارد که در انتخاب و کار باید رعایتشان کرد:

• همیشه باید کمی بار محوری روی آن باشد. سازندگان در کاتالوگ برای هر اندازه حداقل بار محوری تعیین می‌کنند که با بالا رفتن دور زیاد می‌شود. اگر بار از این حد کمتر شود (مثلاً در دور بالا یا وقتی بار محوری گاهی برداشته می‌شود)، ساچمه‌ها به جای غلتیدن روی شیار می‌لغزند و سطح شیار آسیب می‌بیند. در چنین طرح‌هایی معمولاً با فنر یا مهره پیش‌بار محوری می‌دهند.
• دور مجاز آن از بلبرینگ شعاعی هم‌اندازه کمتر است. سرعت مرجع و سرعت حدی هر کد در صفحه‌ی همان کد و کاتالوگ سازنده آمده است. اگر دستگاه شما دور بالا دارد و بار محوری هم زیاد است، بلبرینگ تماس زاویه‌ای انتخاب رایج سازندگان است.
• روانکاری را فراموش نکنید. بلبرینگ کف گرد معمولاً باز و بدون آب‌بند است و روانکاری‌اش به محفظه بستگی دارد؛ در شفت عمودی گریس یا روغن باید طوری باشد که از روی شیارها بیرون نرود. برای انتخاب گریس، راهنمای انتخاب گریس بلبرینگ را بخوانید.

این‌ها محدودیت‌های کلی این نوع بلبرینگ است؛ عدد دقیق حداقل بار و سرعت هر کد را از کاتالوگ همان برند بخوانید یا با کارشناسان ما بررسی کنید.

برندها و کاتالوگ بلبرینگ کف گرد

همه‌ی سازندگان بزرگ بلبرینگ، سری‌های کف گرد ساچمه‌ای را با ابعاد استاندارد می‌سازند. فهرست هر برند در سایت جداست:

• بلبرینگ کف گرد SKF: سری‌های یک‌طرفه، دوطرفه و با نشیمن کروی همراه با واشر نشیمن U.
• بلبرینگ کف گرد NSK: یک‌طرفه، با واشر نشیمن و دوطرفه.
• بلبرینگ کف گرد FAG: سری‌های یک‌طرفه و دوطرفه.
• بلبرینگ کف گرد NTN: سری‌های استاندارد با همان ابعاد ISO.

جدول‌های کف گرد را در کاتالوگ اصلی هر سازنده هم می‌توانید ببینید؛ در صفحه‌ی کاتالوگ و جدول ابعاد بلبرینگ کف گرد هر فایل درست در صفحه‌ی جدول‌های کف گرد باز می‌شود، و فهرست همه‌ی کاتالوگ‌ها در کتابخانه‌ی کاتالوگ‌ها است. برای مقایسه‌ی کیفیت برندها، بهترین برند بلبرینگ را بخوانید.

سفارش بلبرینگ کف گرد

ساده‌ترین راه سفارش، کد روی واشرهاست. کد معمولاً روی لبه یا پشت واشرها حک شده است؛ همه‌ی حروف و اعداد را، همراه با نام برند، یادداشت کنید. اگر کد پاک شده:

1. قطر داخلی (d): سوراخ واشر شفت را، که کوچک‌تر است، اندازه بگیرید.
2. قطر خارجی (D): بیرونی‌ترین قطر واشر محفظه را بخوانید.
3. ارتفاع (H): بلبرینگ را سوار کنید و ارتفاع کل سه قطعه را روی هم اندازه بگیرید.
4. با جدول مقایسه کنید. اگر سه عدد در جدول‌های بالا نبود، ممکن است بلبرینگ دوطرفه، با نشیمن کروی یا اینچی باشد؛ اعداد را برای ما بفرستید.

کد یا سه عدد را از طریق تلفن یا واتس‌اپ به ما بگویید؛ راه‌های تماس در صفحه‌ی ارتباط با ما آمده است. کارشناسان ما کد را با برندهای موجود تطبیق می‌دهند و اگر بلبرینگ برای کاری تازه است، در انتخاب سری و نوع (ساچمه‌ای یا غلتکی) کمکتان می‌کنند. برای نکته‌های کلی انتخاب هم راهنمای انتخاب بلبرینگ را ببینید.