رولبرینگ بشکهای (رولبرینگ کروی یا Spherical Roller Bearing) برای جاهایی ساخته شده که بار سنگین است، ضربه دارد و محور هم همیشه کاملاً هم‌راستا نمی‌ماند: سنگ‌شکن، سرند لرزان، نوار نقاله، ماشین کاغذ، فن‌های بزرگ، گیربکس‌های صنعتی و غلتک‌ها. در این صفحه توضیح داده‌ایم این رولبرینگ چطور کار میکند، کد آن را چطور بخوانیم، سریهای 222، 223، 230، 231، 232، 240 و 241 چه فرقی دارند، و جدول ابعاد پرمصرف‌ترین سری‌ها را هم آورده‌ایم.
ابعاد اصلی رولبرینگ بشکهای را استاندارد ISO 15 تعیین میکند؛ پس یک 22220 از SKF، FAG، NSK، NTN، TIMKEN، NACHI یا KOYO همان ۱۰۰ × ۱۸۰ × ۴۶ میلیمتر است و جای هم می‌نشینند. آنچه بین برندها فرق میکند حروف بعد از کد است: طرح داخلی، جنس قفسه، شیار روانکاری و لقی. هر کد در جدول‌ها به صفحه‌ی همان رولبرینگ لینک شده و در آن صفحه بار، سرعت، کدهای سفارش و «هم‌اندازه در برندهای دیگر» را هم می‌بینید.
رولبرینگ بشکهای چیست و کجا به کار می‌رود؟
رولبرینگ بشکهای دو ردیف غلتک دارد که شکلشان مثل بشکه است: وسطشان کمی پهن‌تر از دو سرشان. رینگ داخلی دو مسیر جدا و مایل برای این دو ردیف دارد، اما مسیر رینگ بیرونی یکی است و سطح آن بخشی از یک کره است که مرکزش روی محور رولبرینگ قرار دارد. همین مسیر کروی است که به رولبرینگ بشکهای خاصیت خودتنظیمی می‌دهد: رینگ داخلی، غلتک‌ها و قفسه می‌توانند همراه با محور کمی نسبت به رینگ بیرونی کج شوند، بی‌آنکه غلتک‌ها لبه‌ی مسیر را فشار دهند.
این ساختار سه نتیجه‌ی عملی دارد:
- بار شعاعی بسیار سنگین: غلتک‌ها با مسیرها تماس خطی دارند و دو ردیف بار را میان خود تقسیم میکنند؛ برای همین با قطر داخلی یکسان، ظرفیت بار رولبرینگ بشکهای از بلبرینگ خودتنظیم بسیار بیشتر است. تفاوت تماس خطی و نقطه‌ای را در مقاله‌ی تفاوت بلبرینگ و رولبرینگ توضیح داده‌ایم.
- بار محوری در هر دو جهت، ولی محدود: چون غلتکهای دو ردیف مایل‌اند، رولبرینگ بشکهای بار محوری را از هر دو طرف می‌پذیرد؛ اما اگر بار محوری غالب باشد، رولبرینگ مخروطی یا بلبرینگ و رولبرینگ کف‌گرد انتخاب درست‌تری است.
- تحمل کجشدن محور و خم شدن شفت: در شفت‌های بلند، پایه‌هایی که روی سازه‌ی جوشی بسته شده‌اند یا محورهایی که زیر بار خم میشوند، رولبرینگ بشکهای کار میکند در حالی که رولبرینگ استوانهای یا مخروطی زود آسیب می‌بیند.
به همین دلیل رولبرینگ بشکهای را تقریباً در همه‌ی ماشین‌آلات سنگین معدن، سیمان، فولاد، کاغذ و صنایع غذایی می‌بینید: یاتاقان‌های نوار نقاله و پولی‌ها، سنگ‌شکن‌های فکی و مخروطی، سرندهای لرزان، فن‌ها و دمنده‌های بزرگ، میکسرها، گیربکس‌های صنعتی و غلتکهای ماشین کاغذ. محدودیت آن دور است: سرعت حدی رولبرینگ بشکهای از بلبرینگ و رولبرینگ استوانهای هم‌اندازه کمتر است.
کد رولبرینگ بشکهای را چطور بخوانیم؟
کد پایه‌ی رولبرینگ بشکهای پنج رقم دارد. 22220 را مثال بزنیم:
- سه رقم اول، سری: 222. رقم اول (2) نوع رولبرینگ است و دو رقم بعد (22) سری ابعاد طبق ISO: اولی سری پهنا و دومی سری قطر.
- دو رقم آخر، قطر داخلی: 20. مثل بلبرینگ‌ها، این عدد را در ۵ ضرب کنید: ۲۰ × ۵ = ۱۰۰ میلیمتر. پس 22208 قطر داخلی ۴۰ دارد و 22316 قطر داخلی ۸۰. از قطر ۵۰۰ میلیمتر به بالا قطر را بعد از خط مورب می‌نویسند؛ مثل 230/500.
- حروف بعد از عدد: طرح داخلی و قفسه (E، CC، EJ و…)، سوراخ مخروطی (K)، شیار روانکاری (W33) و لقی (C3). این‌ها را پایین‌تر توضیح داده‌ایم.
قطر خارجی و پهنا را نمی‌شود از کد حساب کرد؛ این دو به سری بستگی دارند و باید از جدول خواند. سریهای رایج این‌ها هستند:
- سری 222 و 223: پرمصرف‌ترین سری‌ها در ماشین‌آلات عمومی. با قطر داخلی یکسان، 223 قطر خارجی و پهنای بیشتری دارد و برای بار سنگینتر و ضربهای است؛ در سرندهای لرزان معمولاً سری 223 به کار می‌رود.
- سری 230 و 231: قطر خارجی کوچک‌تر نسبت به قطر داخلی؛ برای جایی که محفظه کم‌عرض یا شفت درشت است، مثل گیربکس‌ها و غلتک‌ها.
- سری 232: هم‌قطر با سریهای پرظرفیت ولی پهن‌تر؛ مثلاً 23220 همان قطر خارجی 22220 را دارد، اما پهنایش ۶۰٫۳ میلیمتر است نه ۴۶.
- سری 240 و 241: پهن‌ترین سری‌ها نسبت به قطرشان، با ظرفیت زیاد در قطر خارجی کم؛ گونهی سوراخ مخروطی آن‌ها K30 است.
- سریهای 238، 239، 248 و 249: سریهای نازک برای قطرهای بزرگ (ماشین کاغذ، میز گردان، آسیاب‌ها) که کمتر در تعمیرات روزمره دیده میشوند.
معنای عمومی پسوندها (C3، 2RS و…) را در راهنمای معنی پسوندهای بلبرینگ هم آورده‌ایم.
مقایسه‌ی سری‌ها: یک قطر داخلی، هفت سری
بهترین راه دیدن تفاوت سری‌ها این است که قطر داخلی را ثابت نگه داریم. سه رولبرینگ زیر همه روی شفت ۱۰۰ میلی‌متری می‌نشینند، اما هرچه سری بزرگ‌تر باشد، رینگها ضخیم‌تر، غلتک‌ها درشت‌تر و ظرفیت بار بیشتر است. غلتکهای سری سنگینتر شیب بیشتری هم دارند و برای همین بار محوری بیشتری می‌پذیرند.
جدول زیر همین مقایسه را برای دو قطر داخلی ۱۰۰ و ۲۰۰ میلیمتر در هفت سری نشان می‌دهد. دقت کنید که چند سری قطر خارجی مشترک دارند و فقط پهنایشان فرق میکند: 23020 و 24020 هر دو ۱۵۰ میلیمتر قطر خارجی دارند (پهنای ۳۷ و ۵۰)، و 22220 و 23220 هر دو ۱۸۰ (پهنای ۴۶ و ۶۰٫۳). یعنی رولبرینگ پهن‌تر ممکن است در همان محفظه جا شود، اما فقط اگر محفظه و درپوش‌ها برای پهنای بیشتر ساخته شده باشند؛ بدون بررسی نقشه سری را عوض نکنید.
| کد | قطر داخلی d | قطر خارجی D | پهنا B |
|---|---|---|---|
| 22220 | ۱۰۰ | ۱۸۰ | ۴۶ |
| 22240 | ۲۰۰ | ۳۶۰ | ۹۸ |
| 22320 | ۱۰۰ | ۲۱۵ | ۷۳ |
| 22340 | ۲۰۰ | ۴۲۰ | ۱۳۸ |
| 23020 | ۱۰۰ | ۱۵۰ | ۳۷ |
| 23040 | ۲۰۰ | ۳۱۰ | ۸۲ |
| 23120 | ۱۰۰ | ۱۶۵ | ۵۲ |
| 23140 | ۲۰۰ | ۳۴۰ | ۱۱۲ |
| 23220 | ۱۰۰ | ۱۸۰ | ۶۰٫۳ |
| 23240 | ۲۰۰ | ۳۶۰ | ۱۲۸ |
| 24020 | ۱۰۰ | ۱۵۰ | ۵۰ |
| 24040 | ۲۰۰ | ۳۱۰ | ۱۰۹ |
| 24120 | ۱۰۰ | ۱۶۵ | ۶۵ |
| 24140 | ۲۰۰ | ۳۴۰ | ۱۴۰ |
جدول ابعاد رولبرینگ بشکهای سری 222
سری 222 پرفروش‌ترین سری رولبرینگ بشکهای است؛ از 22205 با ابعاد ۲۵ × ۵۲ × ۱۸ تا 22224 با ابعاد ۱۲۰ × ۲۱۵ × ۵۸. اندازه‌هایی مثل 22208، 22216 و 22220 در یاتاقان‌های SN نوار نقاله، فن‌ها و گیربکس‌ها بسیار رایج‌اند. ابعاد به میلیمتر (قطر داخلی × قطر خارجی × پهنا):
| کد | قطر داخلی d | قطر خارجی D | پهنا B |
|---|---|---|---|
| 22205 | ۲۵ | ۵۲ | ۱۸ |
| 22206 | ۳۰ | ۶۲ | ۲۰ |
| 22207 | ۳۵ | ۷۲ | ۲۳ |
| 22208 | ۴۰ | ۸۰ | ۲۳ |
| 22209 | ۴۵ | ۸۵ | ۲۳ |
| 22210 | ۵۰ | ۹۰ | ۲۳ |
| 22211 | ۵۵ | ۱۰۰ | ۲۵ |
| 22212 | ۶۰ | ۱۱۰ | ۲۸ |
| 22213 | ۶۵ | ۱۲۰ | ۳۱ |
| 22214 | ۷۰ | ۱۲۵ | ۳۱ |
| 22215 | ۷۵ | ۱۳۰ | ۳۱ |
| 22216 | ۸۰ | ۱۴۰ | ۳۳ |
| 22217 | ۸۵ | ۱۵۰ | ۳۶ |
| 22218 | ۹۰ | ۱۶۰ | ۴۰ |
| 22219 | ۹۵ | ۱۷۰ | ۴۳ |
| 22220 | ۱۰۰ | ۱۸۰ | ۴۶ |
| 22222 | ۱۱۰ | ۲۰۰ | ۵۳ |
| 22224 | ۱۲۰ | ۲۱۵ | ۵۸ |
جدول ابعاد رولبرینگ بشکهای سری 223
سری 223 برای بار سنگین و ضربهای است. مقایسه کنید: 22208 ابعاد ۴۰ × ۸۰ × ۲۳ دارد و 22308 با همان قطر داخلی ۴۰ × ۹۰ × ۳۳ است؛ یا 22216 با ۸۰ × ۱۴۰ × ۳۳ در برابر 22316 با ۸۰ × ۱۷۰ × ۵۸. رولبرینگ‌های سرند لرزان، سنگ‌شکن‌ها و گیربکس‌های سنگین بیشتر از این سری‌اند.
| کد | قطر داخلی d | قطر خارجی D | پهنا B |
|---|---|---|---|
| 22308 | ۴۰ | ۹۰ | ۳۳ |
| 22309 | ۴۵ | ۱۰۰ | ۳۶ |
| 22310 | ۵۰ | ۱۱۰ | ۴۰ |
| 22311 | ۵۵ | ۱۲۰ | ۴۳ |
| 22312 | ۶۰ | ۱۳۰ | ۴۶ |
| 22313 | ۶۵ | ۱۴۰ | ۴۸ |
| 22314 | ۷۰ | ۱۵۰ | ۵۱ |
| 22315 | ۷۵ | ۱۶۰ | ۵۵ |
| 22316 | ۸۰ | ۱۷۰ | ۵۸ |
| 22317 | ۸۵ | ۱۸۰ | ۶۰ |
| 22318 | ۹۰ | ۱۹۰ | ۶۴ |
| 22319 | ۹۵ | ۲۰۰ | ۶۷ |
| 22320 | ۱۰۰ | ۲۱۵ | ۷۳ |
| 22322 | ۱۱۰ | ۲۴۰ | ۸۰ |
| 22324 | ۱۲۰ | ۲۶۰ | ۸۶ |
اندازه‌های دیگر و سریهای 230 تا 241 را در دسته‌ی رولبرینگ بشکهای با فیلتر قطر داخلی و قطر خارجی پیدا کنید. اگر جدول کامل سازنده را می‌خواهید، صفحه‌ی کاتالوگ و جدول ابعاد رولبرینگ بشکهای کاتالوگ‌های SKF، FAG، NSK و برندهای دیگر را درست در صفحه‌ی جدول‌های این نوع باز میکند.
سوراخ مخروطی K و K30، بوش آداپتور و بوش بیرونکش
بیشتر رولبرینگ‌های بشکهای دو گونه دارند: با سوراخ استوانهای (بدون پسوند) و با سوراخ مخروطی. پسوند K یعنی سوراخ مخروطی با شیب ۱ به ۱۲ و K30 یعنی شیب ۱ به ۳۰؛ K30 را برای سریهای پهن 240 و 241 به کار می‌برند. ابعاد بیرونی هر دو گونه یکی است: 22220 K هم ۱۰۰ × ۱۸۰ × ۴۶ است.
رولبرینگ با سوراخ مخروطی را مستقیم روی شفت مخروطی، یا با یک بوش روی شفت ساده می‌بندند:
- بوش آداپتور (H): بوشی شکاف‌دار با سطح بیرونی مخروطی، مهره و واشر قفلی که رولبرینگ را روی شفت ساده و بدون پله نگه می‌دارد. رایج‌ترین روش در یاتاقان‌های SN و پایه‌های نوار نقاله است. مثلاً 22220 K روی بوش آداپتور H 320 بسته می‌شود که برای شفت ۹۰ میلی‌متری است؛ یعنی قطر شفت از قطر داخلی رولبرینگ کمتر است. برخی سازندگان حرفی به نام بوش اضافه میکنند (NTN آن را H 320X مینامد).
- بوش بیرونکش (AH یا AHX): بوشی که بین شفت و رولبرینگ رانده می‌شود و تکیه‌گاهش پله‌ی شفت است؛ پیاده کردنش با مهره‌ی بیرونکش ساده‌تر است و در رولبرینگ‌های بزرگ کاربرد دارد. برای همان 22220 K بوش بیرونکش AHX 320 است.
یک نکته‌ی مهم: رولبرینگ سوراخ مخروطی هنگام نصب روی مخروط جلو رانده می‌شود و رینگ داخلی کمی باز می‌شود؛ این کار لقی داخلی را کم میکند. سازندگان مقدار جلو راندن و کاهش لقی را در کاتالوگ‌هایشان جدول کرده‌اند، و لقی را باید با فیلر اندازه گرفت تا رولبرینگ نه شل بماند و نه بیش از حد سفت شود. به همین دلیل گونههای K را اغلب با لقی C3 سفارش می‌دهند.
حروف طرح و قفسه در برندهای مختلف
این‌جا بیشترین سردرگمی خریداران است. هر سازنده طرح داخلی و جنس قفسه‌ی رولبرینگ بشکهای را با حروف خودش می‌نویسد، و یک اندازه ممکن است در کاتالوگ‌ها چنین نام‌هایی داشته باشد:
- SKF: 22220 E، و در اندازه‌ها یا گونههای دیگر CC، CA و CAK (همان CA با سوراخ مخروطی).
- FAG (شِفلر): 22220-E1، با پسوندهای قفسه مثل M (برنجی) و TVPB (پلی‌آمید).
- NSK: 22220 EA، CAM و EAE4؛ در NSK پسوند E4 یعنی شیار و سوراخ روانکاری روی رینگ بیرونی.
- NTN: حروفی مثل EA، EM و B.
- TIMKEN: 22220EJ با دو قفسه‌ی فولادی پرسی، و EM یا YMB با قفسه‌ی برنجی.
نکته‌ی اصلی این است: حروف فرق میکنند، ابعاد یکی است. 22220 E در SKF، 22220-E1 در FAG، 22220 EAE4 در NSK و 22220EJ در TIMKEN همه ۱۰۰ × ۱۸۰ × ۴۶ هستند و جای هم نصب میشوند. تفاوتشان در طراحی داخلی، ظرفیت بار و جنس قفسه است. قفسه‌ی برنجی برای ضربه و لرزش شدید و دمای بالا مقاوم‌تر است و قفسه‌ی فولادی پرسی سبک‌تر و رایج‌تر. اگر دستگاه سازنده یا نقشه قفسه‌ی برنجی خواسته، هنگام سفارش بگویید.
دو پسوند دیگر را هم تقریباً همیشه در سفارش‌ها می‌بینید:
- W33: شیار محیطی و سه سوراخ روانکاری روی رینگ بیرونی، تا گریس از وسط به هر دو ردیف غلتک برسد. در بسیاری از طرح‌های امروزی، مثل طرح E در SKF، این شیار و سوراخ استاندارد است و جدا نوشته نمی‌شود؛ سازندگان دیگر نام خودشان را دارند (E4 در NSK). اگر یاتاقان شما گریس‌خور وسط دارد، رولبرینگ باید این شیار و سوراخ‌ها را داشته باشد.
- C3 و C4: لقی داخلی بیشتر از نرمال. برای دستگاه‌هایی که گرم کار میکنند، رولبرینگ‌های سوراخ مخروطی و سرندهای لرزان معمولاً C3 یا C4 را انتخاب میکنند. لقی را مطابق رولبرینگ قبلی یا نقشه‌ی دستگاه سفارش دهید.
برای انتخاب گریس و فاصله‌ی گریس‌کاری هم راهنمای انتخاب گریس مناسب برای بلبرینگ و رولبرینگ را بخوانید.
رولبرینگ‌های ویژه‌ی سرند لرزان
در سرندهای لرزان و ویبره‌ها، رولبرینگ علاوه بر بار سنگین، شتاب‌های بزرگ و تغییر جهت دائمی بار را تحمل میکند. سازندگان برای این کار گونههای جداگانه‌ای با قفسه‌ی مقاوم‌تر، سطح بیرونی با تلرانس ویژه و لقی بیشتر ساخته‌اند که با پسوند مخصوص شناخته میشوند:
- SKF: پسوند VA405 (و گونههای نزدیک به آن).
- FAG: پسوند T41A.
- NSK و NTN: این دو هم گونهی ویژه‌ی سرند لرزان دارند و آن را با حروف خودشان می‌نویسند؛ پسوند دقیق را از کاتالوگ یا صفحه‌ی همان کد ببینید.
- TIMKEN: پسوند W800.
ابعاد این گونه‌ها با رولبرینگ معمولی همان اندازه یکی است، اما جای آن را با رولبرینگ عادی پر نکنید؛ در سرند، رولبرینگ معمولی زودتر قفسه می‌شکند یا گرم میکند. اگر روی رولبرینگ قبلی یکی از این پسوندها را می‌بینید، کد کامل را هنگام سفارش بگویید.
کجشدن مجاز محور: چقدر خودتنظیم است؟
رولبرینگ بشکهای کجشدن محور را تحمل میکند، اما نه بی‌حد. سازندگان مقدار مجاز را در کاتالوگ‌هایشان برای بار و شرایط معمولی آورده‌اند و این مقدار به سری بستگی دارد: معمولاً حدود ۱ تا ۲٫۵ درجه، سریهای باریک‌تر کمتر و سریهای پهن‌تر و سنگینتر بیشتر (NTN برای رولبرینگ‌های بشکهای خود ۱ تا ۲ درجه ذکر میکند). در گونههای آببندیشده (با کاسه‌نمد روی دو طرف) این مقدار بسیار کمتر است، چون لب کاسه‌نمد نباید از جای خود خارج شود. عدد دقیق هر کد را در کاتالوگ سازندهی همان کد ببینید.
دو نکته‌ی عملی:
- خودتنظیمی یعنی جبران کجشدن ثابت یا خمیدگی شفت زیر بار؛ جایگزین هم‌راستا کردن درست پایه‌ها نیست. هرچه کجشدن کمتر باشد، عمر رولبرینگ بیشتر است.
- اگر رینگ بیرونی در محفظه آزاد نباشد یا یاتاقان خودش کج بسته شود، خاصیت خودتنظیمی از بین می‌رود. در یاتاقان‌های دوتکه‌ی SN معمولاً یک طرف ثابت (با رینگ نگه‌دارنده) و طرف دیگر آزاد بسته می‌شود تا انبساط حرارتی شفت آزاد بماند.
کدام برند رولبرینگ بشکهای را انتخاب کنیم؟
چون ابعاد همه‌ی برندها یکی است، انتخاب برند به کیفیت ساخت، ظرفیت بار طرح داخلی، در دسترس بودن گونهی مورد نیاز (سوراخ مخروطی، قفسه‌ی برنجی، ویژه‌ی سرند) و بودجه بستگی دارد. رولبرینگ‌های بشکهای هر برند را جداگانه ببینید:
- رولبرینگ بشکهای SKF: طرح‌های E و CC، با گونههای سوراخ مخروطی و ویژه‌ی سرند.
- رولبرینگ بشکهای FAG: طرح E1 شِفلر و گونههای T41A.
- رولبرینگ بشکهای NSK و رولبرینگ بشکهای NTN: دو برند ژاپنی پرمصرف در صنایع ایران.
- رولبرینگ بشکهای TIMKEN: با قفسه‌های فولادی EJ و برنجی EM و YMB.
مقایسه‌ی کلی برندها، خاستگاه و جایگاه هر کدام را در مقاله‌ی بهترین برند بلبرینگ آورده‌ایم. اگر هنوز مطمئن نیستید رولبرینگ بشکهای برای کار شما مناسب است، جدول ابعاد رولبرینگ استوانهای و جدول ابعاد رولبرینگ مخروطی و راهنمای انتخاب بلبرینگ را هم ببینید. کاتالوگ همه‌ی برندها در کتابخانه‌ی کاتالوگ‌ها است.
اگر کد پاک شده است و برای سفارش
کد رولبرینگ بشکهای معمولاً روی پهلوی رینگ بیرونی یا داخلی حک شده است. اگر خوانا نیست:
- قطر داخلی (d)، قطر خارجی (D) و پهنا (B) را با کولیس اندازه بگیرید و در جدول‌های بالا پیدا کنید. اگر دو سری با یک قطر خارجی پیدا کردید (مثل 22220 و 23220)، پهنا تعیین‌کننده است.
- سوراخ را نگاه کنید: اگر مخروطی است، گونهی K یا K30 است و بوشش را هم یادداشت کنید (کد روی بوش و مهره حک شده است).
- شیار و سوراخ روی رینگ بیرونی را ببینید (W33 یا معادل آن) و جنس قفسه را: فولاد پرسی یا برنج.
- کاربرد را بگویید: اگر سرند لرزان یا دستگاه داغ است، لقی و گونهی ویژه اهمیت دارد.
برای سفارش، کد کامل رولبرینگ قبلی را با همه‌ی حروف بعد از آن (مثلاً 22220 EK C3)، یا سه عدد اندازه و توضیح کاربرد را از راه تلفن یا واتس‌اپ برای ما بفرستید. کارشناسان ما گونهی معادل را در برندهای مختلف پیدا میکنند و موجودی و زمان تحویل را اعلام میکنند. راه‌های تماس در صفحه‌ی ارتباط با ما آمده است.
