رولبرینگ سوزنی: انواع و جدول ابعاد HK و NK و NA 4900

رولبرینگ سوزنی (که گاهی «بلبرینگ سوزنی» هم صدایش می‌کنند) رولبرینگی است که به جای ساچمه، غلتک‌های بلند و باریکی به نام سوزن دارد؛ برای همین در کمترین فضای شعاعی، بار شعاعی سنگینی می‌گیرد. در این صفحه انواع آن، یعنی پوسته‌ای HK و BK، بدون رینگ داخلی NK و RNA و با رینگ داخلی NA، را توضیح داده‌ایم و جدول ابعاد پرمصرف‌ترین سری‌هایشان را آورده‌ایم: HK از قطر محور ۶ تا ۴۰، NK از ۱۰ تا ۵۰ و سری NA 4900 و RNA 4900 تا قطر داخلی ۱۰۰ میلی‌متر.

هر کد در جدول‌ها به صفحه‌ی همان رولبرینگ لینک شده است؛ در آن صفحه بار، سرعت، کدهای سفارش و «هم‌اندازه در برندهای دیگر» را هم می‌بینید. پیش از جدول‌ها یک نکته را حتماً بخوانید: در بیشتر رولبرینگ‌های سوزنی، عدد اول جدول قطر داخلی نیست، قطر محور زیر سوزن‌ها (Fw) است.

رولبرینگ سوزنی چیست و کجا به کار می‌رود؟

رولبرینگ سوزنی در واقع یک رولبرینگ استوانه‌ای است که غلتک‌هایش بسیار باریک و بلندند: طول سوزن چند برابر قطر آن است. چون قطر سوزن کم است، فاصله‌ی رینگ بیرونی تا محور، یعنی ارتفاع مقطع، از هر رولبرینگ دیگری کمتر می‌شود؛ و چون سوزن‌ها زیادند و هرکدام در تمام طولش با مسیر غلتش تماس خطی دارد، ظرفیت بار شعاعی در همین فضای کم بالا می‌ماند. برای مقایسه، یک HK 3016 روی محور ۳۰ میلی‌متری با قطر خارجی ۳۷ کار می‌کند؛ یعنی کل رولبرینگ فقط ۳٫۵ میلی‌متر در هر طرف جا می‌گیرد.

این مزیت با چند محدودیت همراه است که باید از آن‌ها خبر داشت:

• بار محوری نمی‌گیرد. رولبرینگ سوزنی شعاعی، محور را در طول نگه نمی‌دارد؛ اگر بار محوری هم هست، باید کنار آن یک رولبرینگ کف گرد سوزنی، بلبرینگ یا واشر تکیه‌گاه گذاشت.
• کج‌شدن محور را تحمل نمی‌کند. سوزن‌های بلند به هم‌راستایی دقیق محور و محفظه حساس‌اند؛ اگر محور خم می‌شود، فشار روی لبه‌ی سوزن‌ها جمع می‌شود.
• به محور و محفظه‌ی دقیق نیاز دارد. در طرح‌های بدون رینگ داخلی، خود محور مسیر غلتش است و باید سخت و سنگ‌خورده باشد (پایین‌تر توضیح داده‌ایم).

کاربردهای رایج: چرخ‌دنده‌های هرزگرد و شفت‌های گیربکس، چهارشاخ گاردان، پمپ‌ها و موتورهای هیدرولیک، ابزار برقی، اهرم‌ها و بازوهای نوسانی، ماشین‌آلات کشاورزی و نساجی و هر جایی که محفظه‌ی کوچکی باید بار زیادی را تحمل کند. برای آشنایی با رولبرینگ‌های هم‌خانواده، جدول ابعاد رولبرینگ استوانه‌ای را ببینید.

قطر Fw و d: دو قطری که نباید اشتباه شوند

در بلبرینگ و رولبرینگ معمولی، قطر داخلی (d) قطر سوراخ رینگ داخلی است که روی محور می‌نشیند. اما بیشتر رولبرینگ‌های سوزنی رینگ داخلی ندارند و سوزن‌ها مستقیم روی محور می‌چرخند. در این رولبرینگ‌ها، اندازه‌ی مهم Fw است: قطر دایره‌ای که زیر سوزن‌ها تشکیل می‌شود، یعنی قطر محوری که سوزن‌ها روی آن می‌غلتند. در جدول‌های سازندگان و در جدول‌های همین صفحه، ستون اولِ HK، NK و RNA همین Fw است.

در رولبرینگ سوزنی با رینگ داخلی (NA یا NKI)، هر دو اندازه وجود دارند: d سوراخ رینگ داخلی است که روی محور می‌نشیند و Fw قطر بیرونی رینگ داخلی، یعنی همان جایی که سوزن‌ها روی آن می‌چرخند. پهنا را هم سازندگان در رولبرینگ‌های بدون رینگ داخلی معمولاً C و در رولبرینگ‌های با رینگ داخلی B می‌نامند.

مثال بالا رابطه را روشن می‌کند: RNA 4905 با Fw برابر ۳۰، قطر خارجی ۴۲ و پهنای ۱۷ میلی‌متر، همان رولبرینگ NA 4905 است بدون رینگ داخلی. NA 4905 با رینگ داخلی‌اش قطر داخلی ۲۵ دارد. پس اگر کسی «رولبرینگ سوزنی ۲۵ × ۴۲» خواست، منظورش NA 4905 است؛ و اگر «۳۰ × ۴۲»، احتمالاً RNA 4905. همیشه بپرسید عدد اول قطر محور است یا قطر سوراخ رینگ داخلی.

انواع رولبرینگ سوزنی

رولبرینگ سوزنی پوسته‌ای: HK و BK

رایج‌ترین و ارزان‌ترین نوع. رینگ بیرونی آن یک پوسته‌ی نازک فولادی است که با کشش و شکل‌دهی ورق ساخته می‌شود، نه با تراش؛ سوزن‌ها در قفسه داخل آن‌اند و رینگ داخلی ندارد. ابعاد آن را استاندارد ISO 3245 تعیین می‌کند. دو شکل دارد:

• HK: دو سر باز. محور از آن رد می‌شود.
• BK: یک سر بسته. برای انتهای محور، جایی که پوسته‌ی بسته هم سر محور را می‌پوشاند و هم جلوی خروج گریس و ورود آلودگی را می‌گیرد.

پوسته به خودی خود دقیق نیست؛ شکل و اندازه‌ی نهایی‌اش را پرس شدن در محفظه می‌دهد. برای همین این رولبرینگ با تداخل در سوراخ محفظه پرس می‌شود و نگه‌دارنده‌ی محوری دیگری لازم ندارد. نوع آب‌بندی‌شده هم دارد؛ مثلاً در SKF، HK 2016.2RS همان HK 2016 با کاسه‌نمد در دو طرف است. نوع بدون قفسه، پر از سوزن (Full complement)، هم ساخته می‌شود که بار بیشتری می‌گیرد اما برای دور پایین‌تر است؛ INA آن را HN می‌نامد.

بدون رینگ داخلی: NK و RNA

در این نوع، رینگ بیرونی تراش‌خورده و ضخیم است و لبه دارد؛ سوزن‌ها و قفسه با رینگ بیرونی یک مجموعه‌ی آماده‌ی نصب‌اند. چون رینگ بیرونی صلب است، به دقت محفظه کمتر وابسته است و برای بارهای سنگین‌تر و ضربه‌ای از نوع پوسته‌ای مناسب‌تر است. سوزن‌ها مستقیم روی محور سخت‌کاری‌شده می‌چرخند.

• NK: سری‌ای که با دو عدد نام‌گذاری می‌شود: قطر محور و پهنا (پایین‌تر).
• RNA: هم‌اندازه با سری‌های استاندارد NA (مثل RNA 4900) اما بدون رینگ داخلی. ابعاد سری‌های 48، 49 و 69 را استاندارد ISO 1206 تعیین می‌کند.

بعضی سازندگان گونه‌ای با رینگ بیرونی کروی هم دارند که ناهم‌راستایی اولیه‌ی نصب را جبران می‌کند؛ SKF آن را RPNA (و با رینگ داخلی PNA) می‌نامد.

با رینگ داخلی: NKI و NA

اگر محور را نمی‌شود سخت‌کاری و سنگ‌زنی کرد، یا محور قبلاً ساخته شده و نرم است، رولبرینگ سوزنی با رینگ داخلی به کار می‌رود. NKI همان NK با رینگ داخلی است و NA همان RNA با رینگ داخلی. رینگ داخلی سخت‌کاری‌شده، مسیر غلتش را فراهم می‌کند و رولبرینگ مثل یک رولبرینگ معمولی روی محور با رواداری عادی می‌نشیند. بهای این راحتی، ارتفاع مقطع بیشتر است: در NA 4905، فاصله‌ی سوراخ تا قطر خارجی ۸٫۵ میلی‌متر در هر طرف است، در حالی که RNA 4905 فقط ۶ میلی‌متر جا می‌گیرد.

رینگ داخلی را جداگانه هم می‌فروشند (SKF و INA آن را IR می‌نامند). اگر یک HK یا NK روی محوری کار می‌کند که سطحش ساییده شده، می‌شود محور را کمی تراشید و رولبرینگ را با یک رینگ داخلی جداگانه به کار برد؛ به شرطی که اندازه‌ها با هم جور باشند.

رولبرینگ سوزنی کف گرد: AXK

برای بار محوری، سوزن‌ها در یک قفسه‌ی دیسکی شکل، شعاعی چیده می‌شوند. این مجموعه، که SKF و INA آن را AXK می‌نامند، با کمترین ارتفاع، بار محوری سنگین را در یک جهت می‌گیرد. خودش واشر ندارد: یا روی سطوح سخت‌کاری‌شده‌ی محور و محفظه کار می‌کند یا روی واشرهای جداگانه (در SKF، واشر نازک AS یا واشرهای ضخیم‌تر LS، WS و GS). کدش قطر داخلی و قطر خارجی را می‌گوید. انواع کف گرد را در مقاله‌ی بلبرینگ کف گرد توضیح داده‌ایم.

خواندن کد رولبرینگ سوزنی

کد رولبرینگ سوزنی، برخلاف بلبرینگ‌ها، در هر نوع به یک شکل خوانده می‌شود:

• HK 1612: دو رقم اول قطر محور (Fw برابر ۱۶) و دو رقم آخر پهنا (۱۲ میلی‌متر). قطر خارجی در کد نیست و باید از جدول خواند: HK 1612 قطر خارجی ۲۲ دارد. برای قطرهای زیر ۱۰، یک صفر جلوی عدد می‌آید: HK 0810 یعنی محور ۸ و پهنای ۱۰.
• NK 20/20: عدد قبل از خط مورب قطر محور و عدد بعد از آن پهناست. NK 20/20 محور ۲۰، قطر خارجی ۲۸ و پهنای ۲۰ دارد؛ NK 20/16 همان قطرها را با پهنای ۱۶.
• NA 4905: 49 سری ابعاد است و دو رقم آخر شماره‌ی سوراخ، مثل بلبرینگ‌ها: از 04 به بعد، ضرب در ۵ قطر داخلی را می‌دهد (05 یعنی ۲۵). برای 00 تا 03 قطرها ۱۰، ۱۲، ۱۵ و ۱۷ است؛ NA 4900 قطر داخلی ۱۰ دارد. این قاعده را در جدول ابعاد بلبرینگ سری 6000 و 6200 و 6300 هم توضیح داده‌ایم.
• RNA 4905: همان NA 4905 بدون رینگ داخلی. اینجا دو رقم آخر قطر محور را نمی‌گویند: Fw برابر ۳۰ است، نه ۲۵. قطر خارجی (۴۲) و پهنا (۱۷) با NA 4905 یکی است. هرچه سری بزرگ‌تر شود فاصله بیشتر است: RNA 4910 محور ۵۸ دارد و NA 4910 سوراخ ۵۰.

حرف‌ها و عددهای بعد از کد اصلی جزئیات را می‌گویند و هر سازنده آن‌ها را به شکل خودش می‌نویسد: آب‌بندی (مثلاً RS و 2RS)، رواداری یا لقی، یا در INA پسوند XL که کیفیت X-life شفلر را نشان می‌دهد. یک تفاوت هم در نوشتن هست: SKF کد را با فاصله می‌نویسد (HK 1612) و INA بدون فاصله (HK1612)؛ هر دو یک رولبرینگ‌اند. برای پسوندهای رایج، مقاله‌ی معنی پسوندهای بلبرینگ را ببینید.

جدول ابعاد رولبرینگ سوزنی

جدول‌های زیر ابعاد اصلی را از کاتالوگ‌های سازندگان می‌آورند. ابعاد اصلی این سری‌ها استاندارد است، پس یک HK 2016 از SKF، INA یا هر سازنده‌ی دیگر همان ۲۰ × ۲۶ × ۱۶ است؛ اما بار، سرعت حدی و پسوندها از برندی به برند دیگر فرق دارد و در صفحه‌ی هر کالا آمده است.

رولبرینگ سوزنی پوسته‌ای HK

پرمصرف‌ترین اندازه‌ها، از محور ۶ تا ۴۰ میلی‌متر. HK 2016 و HK 2520 از رایج‌ترین‌ها هستند. ستون اول قطر محور است، نه قطر سوراخ.

رولبرینگ سوزنی NK

با رینگ بیرونی تراش‌خورده و بدون رینگ داخلی. با یک قطر محور، چند پهنا ساخته می‌شود؛ مثلاً NK 25/16 و NK 25/20 هر دو روی محور ۲۵ و در محفظه‌ی ۳۳ میلی‌متری کار می‌کنند.

رولبرینگ سوزنی NA 4900 (با رینگ داخلی)

ستون اول این جدول، برخلاف بقیه، قطر سوراخ رینگ داخلی (d) است. NA 4904 با ۲۰ × ۳۷ × ۱۷ و NA 4910 با ۵۰ × ۷۲ × ۲۲ نمونه‌های رایج آن‌اند.

رولبرینگ سوزنی RNA 4900 (بدون رینگ داخلی)

همان رینگ بیرونی سری NA 4900، با ستون اول Fw. اگر یک NA را با RNA هم‌شماره عوض می‌کنید، باید محور را به اندازه‌ی Fw و با سختی مسیر غلتش بسازید؛ مثلاً RNA 4904 محور ۲۵ می‌خواهد، در حالی که NA 4904 روی محور ۲۰ می‌نشیند.

همه‌ی رولبرینگ‌های سوزنی سایت، با فیلتر قطر محور، قطر خارجی و پهنا، در دسته‌ی رولبرینگ سوزنی هستند. جدول‌های کامل‌تر، با بار و سرعت هر اندازه، در صفحه‌ی کاتالوگ و جدول ابعاد رولبرینگ سوزنی به صفحه‌ی همان جدول در کاتالوگ هر سازنده لینک شده‌اند.

وقتی محور مسیر غلتش است: سختی، صافی و رواداری

در HK، BK، NK و RNA، سوزن‌ها مستقیم روی محور می‌چرخند و عمر رولبرینگ به کیفیت همان سطح بستگی دارد. سوزنی که روی محور نرم بچرخد، در مدت کوتاهی رد خودش را روی محور می‌اندازد و رولبرینگ نو هم روی همان شیارها زود از کار می‌افتد. خواسته‌های سازندگان نزدیک به هم است، اما عددها را هرکدام به شکل خودش می‌دهد:

• سختی: INA (شفلر) سختی دست‌کم ۶۷۰ ویکرز (HV)، حدود ۵۸ راکول C، و در رولبرینگ‌های تراش‌خورده ۶۷۰ تا ۸۴۰ ویکرز می‌خواهد. NSK سختی ۵۸ تا ۶۴ راکول C (HRC) را برای سطح محور می‌خواهد.
• صافی سطح: سطح باید سنگ‌زنی شود؛ NSK زبری Ra 0.4 میکرون را ذکر می‌کند.
• رواداری محور: برای رولبرینگ پوسته‌ای در کار معمولی، هم INA و هم NSK محور h6 را پیشنهاد می‌کنند. در NK و RNA، لقی کار را رواداری محور تعیین می‌کند و سازنده آن را برای هر اندازه می‌دهد؛ INA قطر Fw را پیش از نصب در رواداری F6 می‌سازد.
• اگر محور سطح لازم را ندارد: INA می‌گوید اگر سطح محور فقط در حد استاندارد DIN 617 ساخته شود، بار پایه‌ی جدول را باید ۱۵ درصد کم کرد. راه بهتر، رولبرینگ با رینگ داخلی (NA یا NKI) یا یک رینگ داخلی جداگانه است.

محفظه‌ی رولبرینگ پوسته‌ای هم اهمیت دارد، چون شکل پوسته را همان می‌دهد. INA برای محفظه‌ی فولادی یا چدنی سوراخ N6، برای آلومینیوم R6 و برای منیزیم S6 می‌خواهد؛ NSK برای محفظه‌ی فولادی ضخیم N7 را پیشنهاد می‌کند و برای محفظه‌ی نازک‌تر یا آلیاژ سبک، سوراخ تنگ‌تر. NSK همچنین یادآوری می‌کند که قطر زیر سوزن‌های رولبرینگ پوسته‌ای را فقط پس از پرس در یک رینگ اندازه‌گیری استاندارد می‌شود درست سنجید. پوسته را با سنبه‌ی مخصوصی که روی لبه‌ی آن (سمتی که حک دارد) فشار می‌آورد پرس کنید، نه با ضربه‌ی چکش. INA برای جا رفتن بی‌آسیب محور در سوزن‌ها، یک پخ راهنمای ۱۰ تا ۱۵ درجه روی سر محور توصیه می‌کند.

روانکاری: نوع آب‌بندی‌شده معمولاً از کارخانه گریس‌کاری شده است، اما نوع باز را باید پیش از کار با گریس یا روغن روانکاری کرد. برای انتخاب گریس، مقاله‌ی انتخاب گریس مناسب برای رولبرینگ‌ها را ببینید.

اگر کد پاک شده است: شناسایی رولبرینگ سوزنی

کد روی پوسته‌ی نازک HK معمولاً روی لبه‌ی آن حک شده و با کار کم‌رنگ می‌شود. اگر خوانا نیست، این‌ها را بسنجید:

1. رینگ بیرونی نازک (پوسته) است یا ضخیم و تراش‌خورده؟ پوسته‌ی نازک یعنی HK یا BK؛ ضخیم یعنی NK، RNA یا NA.
2. دو سر باز است یا یک سر بسته؟ یک سر بسته یعنی BK.
3. رینگ داخلی دارد؟ اگر دارد، هم قطر سوراخ و هم قطر بیرونی رینگ داخلی را بسنجید.
4. قطر محور زیر سوزن‌ها: قطر محور را در جایی که سوزن‌ها کار نکرده‌اند و ساییده نشده بسنجید، نه روی رد سوزن‌ها.
5. قطر خارجی و پهنا را با کولیس بسنجید و در جدول‌های بالا پیدا کنید.
6. آب‌بند دارد یا نه و اگر دارد، در یک طرف یا دو طرف.

با این سه عدد و این چند نکته، کد تقریباً همیشه پیدا می‌شود. اگر دو کد با ابعاد نزدیک ماند، عکس رولبرینگ و محل کارش را بفرستید.

INA: برند رولبرینگ سوزنی

INA، که در ۱۹۴۶ به دست برادران شفلر پایه‌گذاری شد و امروز با FAG در گروه شفلر (Schaeffler) است، نامش با رولبرینگ سوزنی گره خورده است. در سبد شفلر هم تقسیم کار روشن است: رولبرینگ‌ها و بلبرینگ‌های معمولی با نام FAG و رولبرینگ‌های سوزنی با نام INA عرضه می‌شوند. برای همین وقتی تعمیرکاری می‌گوید «سوزنی اینا»، بیشتر منظورش یک کیفیت شناخته‌شده است تا یک کد خاص.

با این حال INA تنها سازنده‌ی خوب این رولبرینگ‌ها نیست: SKF، NSK و سازندگان بزرگ دیگر همین سری‌ها را با همان ابعاد استاندارد می‌سازند. رولبرینگ‌های HK و NK سایت در برندهای SKF و INA، و سری‌های NA 4900 و RNA 4900 در SKF، INA و NSK آمده‌اند؛ در صفحه‌ی هر کد، معادل آن در برندهای دیگر را در بخش «هم‌اندازه در برندهای دیگر» می‌بینید. برای مقایسه‌ی کلی سازندگان، بهترین برند بلبرینگ و برای پیدا کردن معادل یک کد در برند دیگر، معادل بلبرینگ در برندهای مختلف را بخوانید.

رولبرینگ سوزنی SKF و NSK در سایت

• رولبرینگ سوزنی SKF: رولبرینگ‌های پوسته‌ای HK و BK، رولبرینگ‌های بدون رینگ داخلی NK، RNA و RPNA و با رینگ داخلی NA، NKI و PNA، با کدهای سفارش هر اندازه.
• رولبرینگ سوزنی NSK: رولبرینگ‌های پوسته‌ای NSK و سری‌های NA و RNA.

کاتالوگ‌های سازندگان و فهرست مطالب هرکدام به فارسی در کاتالوگ SKF، کاتالوگ NSK و کتابخانه‌ی کاتالوگ‌ها هستند. اگر نگران اصالت رولبرینگ هستید، تشخیص بلبرینگ اصل از تقلبی را بخوانید.

سفارش رولبرینگ سوزنی

ساده‌ترین راه سفارش، کد کامل روی رولبرینگ قبلی است، با هر حرفی که بعد از آن آمده؛ مثل HK 2016.2RS یا NA 4905. اگر کد پاک شده، سه عدد را بفرستید و بگویید عدد اول قطر محور زیر سوزن‌هاست یا قطر سوراخ رینگ داخلی؛ و اینکه رینگ بیرونی پوسته‌ی نازک است یا ضخیم، یک سر آن بسته است یا نه و آب‌بند دارد یا نه. اگر می‌خواهید از رولبرینگ بدون رینگ داخلی به نوع با رینگ داخلی بروید (یا برعکس)، قطر محور فعلی را هم بگویید.

کد یا عکس رولبرینگ را از راه تماس با ما، با تلفن یا واتس‌اپ برای کارشناسان ما بفرستید تا موجودی و برندهای در دسترس را بگوییم. برای آشنایی با رولبرینگ‌های دیگر، جدول ابعاد رولبرینگ مخروطی و رولبرینگ بشکه‌ای را هم ببینید.