رولبرینگ بشکه ای یا بلبرینگ بشکه ای به زبان انگلیسی  spherical roller bearing

 این نوع رولبرینگ به دلیل سطح کروی رینگ خارجی، دارای خاصیت خود تنظیمی می باشد و برای بارهای شعاعی ضربه ای بسیار مناسب و ایده آل است.

موارد استفاده رولبرینگ بشکه ای به طور کلی در تحمل بارهای سنگین است. این نوع رولبرینگ نوع پیشرفته ای از رولبرینگ ها می باشد که دارای قابلیت های بالایی بوده و بسیاری نقطه ضعف هایی که در ساختار برخی دیگر از انواع رولبرینگ مثل رولبرینگ های استوانه ای وجود داشت را تا حدود زیادی بر طرف می نماید.

هرچند میزان فشار وارده بر رولبرینگ بشکه ای نسبت به رولبرینگ استوانه ای کمی پایین تر است اما لبه های پخ شده ساچمه ها شرایطی عالی برای درجه آزاد بودن بالاتر و اصطکاک به مقدار قابل توجهه کمتر را در ساختار این نوع رولبرینگ نسبت به رولبرینگ استوانه ای ایجاد می کند.

میتوان گفت که رولبرینگ بشکه ای از نوع رولبرینگ خود تنظیم می باشد که این قابلیت باعث شده ناهمراستایی زاویه شفت نسب به محفظه نگهدارنده یا همان یاتاقان می شود.

با توجه به استفاده از ساچمه های استوانه ای متقارن بلند با قطر بسیار بالا در رولبرینگ بشکه ای این نوع برینگ مناسب برای استفاده در تحمل بار های بسیار بالا و سنگین می باشد. انعطاف کاری و عملکرد ویژه رولبرینگ این نوع رولبرینگ تحت تاثیر شکل هندسی خاص و ویژه ساچمه های بکار رفته در آن استفاده از این سبک رولبرینگ ها را در ماشین آلات صنعتی سنگین بخصوص به خصوص در قسمت شفت هایی با اینرسی بالا تحت سرعت زاویه ای دینامیکی  بسیار عالی است.

محدود دمای کارکرد این نوع برینگ تا 200 درجه سانتی گراد معین شده است.

طراحی برینگ بشکه ای به نوعی است که بارهای محوری را تحمل می کند ولی در صورتی که برینگ بر روی بوش نصب شده باشد، بسته به اندازه اصطکاک بین بوش و شافت داشته این رابطه و فرمول زیر بدست می آید.

Fap=3Bd
حداکثر بار محوری مجاز  Fap=N
پهنای رولبرینگ  B=mm
قطرسوراخ داخلی رولبرینگ  d=mm

پسوند ها و اصطلاحات فنی رولبرینگ بشکه ای

سوراخ داخلی رولبرینگ های بشکه ای در دو نوع استوانه ای و مخروطی با شیب 1:30 با پسوند K30و شیب 1:12  با پسوند k  طراحی و ساخته می شوند. این نوع طراحی منحصر به فرد یک پروفیل بیضوی شکل پخ شده را برای ساچمه های رولبرینگ بشکه ای فراهم می آورد که در مقایسه با ساچمه بلبرینگ تحمل بار و در واقع WLL  بالاتری بوده و در قیاس با ساچمه استوانه ای رولبرینگ ها دارای اصطکاک کمتر و درجه آزادی بالاتری بوده و در واقع حد فاصلی از بلبرینگ و رولبرینگ به صورت همزمان فراهم می کند.

در آن دسته که دارای پسوند های C ،CC، EC می باشد غلتک ها متقارن بوده، و حلقه داخلی لبه ندارد و تنها برای هر ردیف از آن یک پنجره ساچمه وجود دارد، حلقه راهنما (Guide Ring) روی حلقه داخلی متمرکز شده است. در نوع EC  با دارا بودن غلتک های تقویت شده، قدرت تحمل بار بیشتری دارند. در نوع CC  به دلیل پرداخت بیشتر غلتک ها و شیارها موجب به طور قابل توجهی  اصطکاک کاهش می یابد.

در خصوص طرح هایی که با پسوند های ECA،CA،ECAC،CAC تشخیص داده می شوند در سری هایی با سایز بزرگ تر به کار گرفته می شود. غلتک ها متقارن و حلقه داخلی لبه دار است. حلقه راهنما روی حلقه داخلی متمرکز است و پنجره ساچمه به صورت یک دست معمولا از جنس فولاد یا برنج می باشد.

در نوع CAC  و ECAC دارای سطوح پرداخت شده بالاتر از نوع CC بوده و دارای غلتک های تقویت شده با قابلیت تحمل بار های بیشتر می باشند.

در نوعی که با پسوند E  نشان داده می شود غلتک ها کاملا متقارن، حلقه های داخلی بدون لبه و حلقه راهنما در مرکز قرار دارد و در نزدیکی حلقه بیرونی قرار گرفته است. تعداد پنجره ساچمه دوتایی است، این نوع طراحی در اصل تمامی خصوصیات نوع CC  را دارا می باشد و طراحی پنجره ساچمه در آن به نوعی است که امکان اضافه کردن غلتک های بزرگتر و یا حتی تعداد بیشتر را فراهم می کرده است که در نتیجه قدرت آن در تحمل بار برینگ افزایش می یابد. در خصوص موقعیت دادن حلقه راهنما در نزدیک حلقه بیرونی موجب عملکرد بهتر روانکار (گریس) بین حلقه و غلتک ها می شود.

اکثر سری های این نوع رولبرینگ دارای 1  شیار و سه سوراخ در حلقه خارجی جهت راحت کردن عمل روانکاری است که این موضوع با پسوندW33  مشخص می شود. (در طراحی E پسوند W33 درج نمی شود)

رولبرینگ های بشکه اکثرا با کاسه نمد تولید می شوند. کاسه نمد در آنها به صورت دو تکه است و یک تکه به حلقه بالایی و قسمت دیگر به حلقه پایینی وصل شده است. در رولبرینگ های که دارای کاسه نمد هستند امکان انحراف تا 0.5  درجه در حلقه پایین نسبت به حلقه بالا وجود دارد. وجود کاسه نمد در محدوده دمای بین منفی -30  درجه تا مثبت 150+ درجه سانتی گراد کارکرد آن را کاهش می دهد و برینگ در این حالت دارای گریس است.

نکته : برای نقطه های که ارتعاش بالا می باشد رولبرینگ های ویژه ای وجود دارد که از طراحی نوع CC  الهام گرفته شده است.

نکته فنی مهم : حلقه راهنما قسمتی از برینگ است برای بهتر هدایت کردن غلتک ها در حرکت به سمت جلو و چرخیدن آنها.

چند نمونه از رولبرینگ های بشکه ای پر مصرف در بازار ایران

رولبرینگ بشکه ای شماره فنی 22210

رولبرینگ بشکه ای شماره فنی 22211

رولبرینگ بشکه ای شماره فنی 22216W33

رولبرینگ بشکه ای شماره فنی 2218KW33

رولبرینگ بشکه ای شماره فنی 22218KW33

عوامل موثر در قیمت گذاری

مولفه های زیادی درباره قیمت گذاری این نوع رولبرینگ وجود دارد که با تغییر هرکدام موازی با آن تعرفه تغییر خواهد کرد. با توجه به طراحی نوین رولبرینگ هایی با ساچمه های بشکه ای شکل و بسته به درجه لقی و کیفیت ساخت برند های مختلف تولید کننده تحت تاثیر سایز های مختلف، گرید آلیاژ های بکار رفته در تولید ردیف های ساچمه بلبرینگ بشکه ای که در نهایت سبب افزایش سایز قفسه ها و کونس ها می شود، قیمت رولبرینگ بشکه ای با تغییرات زیادی رو به رو خواهد شد.

برای مثال رولبرینگ بشکه ای با قفسه ای از جنس فولاد از نوع متریک با قطر داخلی 70 میلیمتر و قطر خارجی 125 میلیمتر، با ارتفاع 31 میلیمتر، با قابلیت بارگذاری استاتیک 51300 پوند و قابلیت بارگذاری دینامیک 46800 پوند در بازار های جهانی حدود 94  دلار  ایالات متحده امریکا می باشد. در مورد قیمت رولبرینگ بشکه ای با قابلیت سرعت زاویه ای و حداکثر سرعت زاویه اتصال که در مورد رولبرینگ بشکه ای مثال زده شده حدود 6700 RPM  است نیز از فاکتور های تعیین کننده در قیمت گذاری می باشند.

این در حالی است که قیمت رولبرینگ بشکه ای برند معتبر و معروف FAG محصول Schaeffler با قطر داخلی 120 میلیمتر و ارتفاع 58 میلیمتر از جنس فولادی با قابلیت استفاده در محدوده دمای 30- تا 200  درجه سانتی گراد با قابلیت لودینگ داینامیک تا میزان حداکثر 640000 نیوتن و بارگذاری استاتیک 740000 با قیمت حدودی 1200  دلار امریکا است. سرعت زاویه ای حداکثر این رولبرینگ حدودا 3400  دور در دقیقه است.