رولبرینگ استوانه‌ای؛ NU، NJ، NUP، N، NF و دوردیفه NN

رولبرینگ استوانه‌ای، که در بازار به آن «ساچمه استوانه‌ای» هم می‌گویند، ظرفیت بار شعاعی بسیار بالا را با دور مجاز بالا یک‌جا جمع کرده است. شماره‌اش با حروف N شروع می‌شود و همین حروف مهم‌ترین اطلاعات را می‌دهند: لبه‌ها روی کدام رینگ هستند و رولبرینگ می‌تواند شفت را در جهت محوری نگه دارد یا نه.

در این راهنما فرق NU، NJ، NUP، N و NF را باز می‌کنیم، سری‌های ابعادی و طراحی E را توضیح می‌دهیم، پسوندهای قفسه را در چند برند مقایسه می‌کنیم و به نوع دوردیفهٔ NN و کاربردهای اصلی می‌رسیم.

ساختار و ویژگی‌های اصلی

غلتک‌های این رولبرینگ استوانه‌ای‌اند و با رینگ‌ها تماس خطی دارند؛ به همین دلیل ظرفیت بار شعاعی و صلبیت بالایی دارند. غلتک‌ها بین لبه‌هایی (rib یا flange) که روی یکی یا هر دو رینگ ساخته شده هدایت می‌شوند.

سه ویژگی رفتار این خانواده را تعیین می‌کند:

• جداشدنی بودن: رینگ داخلی و بیرونی از هم جدا می‌شوند، پس می‌توان هر کدام را جداگانه و با انطباق تنگ روی شفت یا داخل محفظه نصب کرد.
• بار محوری محدود: فقط نوع‌های لبه‌دار بار محوری می‌گیرند، آن هم سبک؛ چون تماس سر غلتک با لبه لغزشی است.
• حساسیت به ناهم‌راستایی: تحمل کج‌شدن شفت معمولاً فقط چند دقیقهٔ قوسی است، پس شفت و محفظه باید هم‌محور باشند.

فرق NU، NJ، NUP، N و NF

ابعاد اصلی در یک شمارهٔ مشترک، مثلاً 210، برای همهٔ این حروف یکسان است. تفاوت فقط در جای لبه‌ها و در نتیجه در توان مهار محوری است:

NU و N اجازه می‌دهند شفت درون خود رولبرینگ جابه‌جا شود. این یعنی انبساط حرارتی شفت بدون ایجاد نیروی اضافه جذب می‌شود و این دو بهترین انتخاب برای طرف آزاد هستند. در یک شفت معمولاً یک NU به‌عنوان یاتاقان آزاد و یک NUP یا ترکیبی از رولبرینگ و بلبرینگ به‌عنوان یاتاقان ثابت به کار می‌رود؛ گاهی هم دو NJ روبه‌روی هم در دو سر شفت بسته می‌شوند.

حلقهٔ زاویه‌ای HJ یک رینگ L شکل است که کنار رینگ داخلی می‌نشیند و نقش لبهٔ اضافه را بازی می‌کند. NJ به همراه HJ شفت را در هر دو جهت مهار می‌کند (در SKF این ترکیب NH نام دارد) و NU به همراه HJ مهار در یک جهت می‌دهد (برخی سازنده‌ها آن را NUJ می‌نامند). شمارهٔ HJ هم‌شمارهٔ رولبرینگ است، مثل HJ 210 E برای NJ210 E؛ برای رولبرینگ طراحی E باید HJ با پسوند E گرفت. HJ معمولاً جدا فروخته می‌شود.

جایگزین کردن این حروف بدون فکر، خطرناک است. اگر NU جای NJ بنشیند، شفت تثبیت محوری‌اش را از دست می‌دهد. برعکس، اگر NJ یا NUP جای NU بسته شود و طرف دیگر هم ثابت باشد، شفت در اثر گرما قفل می‌شود و رولبرینگ داغ می‌کند و می‌سوزد.

سری‌های ابعادی

رقم‌های بعد از حروف سری ابعادی‌اند و دو رقم آخر ضرب در 5 قطر داخلی را می‌دهد. مثال با قطر داخلی 50 میلی‌متر:

سری 22 قطر بیرونی سری 2 را دارد ولی پهن‌تر است و سری 23 همین رابطه را با سری 3 دارد. فراموش کردن پهنا، یعنی اشتباه گرفتن 210 با 2210، از خطاهای رایج سفارش است. سری 4 سنگین است، معمولاً بدون طراحی E ساخته می‌شود و کمتر مصرف دارد. همهٔ نوع‌ها در همهٔ سری‌ها تولید نمی‌شوند. در قطرهای کوچک‌تر هم همین منطق برقرار است؛ برای نمونه NU205 و NJ205 قطر داخلی 25 و پهنای 15 میلی‌متر دارند.

طراحی E و پسوندهای قفسه

پسوند E (در SKF به شکل EC) طراحی تقویت‌شده را نشان می‌دهد: غلتک‌ها بزرگ‌تر یا تعدادشان بیشتر است و ظرفیت بار دینامیکی محسوس بالاتر می‌رود، بی‌آنکه ابعاد بیرونی تغییر کند. امروزه بیشتر سایزهای سری 2، 22، 3 و 23 با طراحی E عرضه می‌شوند. در کاتالوگ هم ظرفیت C نسخهٔ E معمولاً از نسخهٔ قدیمی بیشتر است.

حرف یا حروفی که بعد از E می‌آید معمولاً جنس قفسه را نشان می‌دهد:

چند نمونه از شماره‌های کامل: NU 210 ECP و NU 210 ECM در SKF، NU2210-E-TVP2 و NJ2312-E-M1-C3 در FAG، NU210 EW و NU210 ET در NSK و NU210 ET2 در NTN. ZKL در برخی سری‌ها حرف D را برای ظرفیت بیشتر و در مواردی مثل NU209E حرف E را به کار می‌برد.

قفسهٔ پلی‌آمید سبک و کم‌صداست، اما برای دمای کار بالا (معمولاً بیش از حدود 120 درجه) و برخی روغن‌های دنده‌ای پرافزودنی مناسب نیست؛ آنجا قفسهٔ برنجی یا فولادی بهتر است.

یک نکتهٔ ظریف: نسخه‌های E و غیر E از نظر ابعاد بیرونی جایگزین هم‌اند، ولی در برخی سایزها قطر مسیر رینگ داخلی فرق می‌کند. پس رینگ‌ها و غلتک‌های این دو طراحی را نمی‌توان با هم ترکیب کرد.

خواندن یک شمارهٔ کامل؛ NU 2210 ECP/C3

• NU: رینگ بیرونی دو لبه، رینگ داخلی بدون لبه؛ یاتاقان آزاد.
• 22: سری ابعادی، پهن‌تر از سری 2.
• 10: کد قطر داخلی؛ 10 × 5 یعنی 50 میلی‌متر. ابعاد کامل 50 × 90 × 23.
• EC: طراحی تقویت‌شدهٔ SKF.
• P: قفسهٔ پلی‌آمید 66 تقویت‌شده با الیاف شیشه.
• C3: لقی داخلی بیشتر از نرمال، رایج در الکتروموتور و جاهایی که گرم می‌شوند.

دوردیفه NN و NNU

رولبرینگ استوانه‌ای دوردیفه مثل NN 30xx و NNU 49xx صلبیت شعاعی و دقت گردش بسیار بالایی دارد و بیشتر در اسپیندل ماشین‌ابزار، تراش و فرز CNC و برخی غلتک‌های نورد دیده می‌شود. در NN لبه‌ها روی رینگ داخلی‌اند و در NNU روی رینگ بیرونی. هر دو یاتاقان آزادند و بار محوری را به یک بلبرینگ تماس زاویه‌ای یا کف‌گرد جداگانه می‌سپارند.

این رولبرینگ‌ها معمولاً سوراخ مخروطی K با شیب 1:12 دارند (مثل NN 3010 K) تا با جلو راندن روی شفت مخروطی، لقی دقیق تنظیم یا پیش‌بار داده شود. کلاس دقت معمولاً P5، P4 یا در SKF کلاس‌های SP و UP است و شیار و سوراخ روغن W33 هم رایج است. چون قطعهٔ دقیق محسوب می‌شوند، برند و کلاس دقت را نباید عوض کرد.

نوع دیگری هم وجود دارد که قفسه ندارد (full complement)، مثل NCF و NJG 23 یا سری SL در INA و FAG. ظرفیت شعاعی آن بیشتر ولی دور مجازش بسیار کمتر است و برای قرقرهٔ جرثقیل و کاربردهای کندگرد ساخته شده؛ با نوع قفسه‌دار هم‌ابعاد جابه‌جا نمی‌شود.

کاربردها

• الکتروموتور: در موتورهای متوسط و بزرگی که تسمه یا چرخ‌دنده بار شعاعی سنگین به سمت محرک (DE) می‌دهد، یک NU در آن سمت نصب می‌شود (مثل NU 312 ECP C3 یا NU 314 C3) و بلبرینگ شیار عمیق سمت فن (NDE) نقش یاتاقان ثابت را دارد. رولبرینگ استوانه‌ای برای کار سالم به حداقلی از بار شعاعی نیاز دارد؛ اگر موتور تسمه‌ای بدون بار یا با کوپلینگ کار کند، غلتک‌ها ممکن است بلغزند.
• گیربکس صنعتی: NU، NJ و NUP در سری‌های 2، 22، 3 و 23 با طراحی E برای شفت‌های پربار شعاعی، اغلب یکی آزاد و یکی ثابت؛ گاهی کنار یک بلبرینگ چهار نقطه تماس QJ که بار محوری را می‌گیرد. در گیربکس‌های بزرگ قفسهٔ برنجی رایج است.
• نورد فولاد: رولبرینگ استوانه‌ای چهارردیفه در گردن غلتک نورد، همراه یک رولبرینگ یا بلبرینگ جدا برای بار محوری. این‌ها معمولاً شمارهٔ اختصاصی سازنده دارند.
• سایر: پمپ، کمپرسور، جعبه محور واگن و گاردان.

چطور سفارش بدهیم

این اطلاعات را به فروشنده بدهید:

• شمارهٔ کامل با حروف ابتدا و انتها، مثل NU 2210 ECP/C3 یا NJ 312 ECM؛ اگر فقط عدد را دارید، حروف را از روی رینگ بخوانید یا از دستگاه بپرسید.
• ابعاد d × D × B، به‌ویژه پهنا.
• نوع قفسه: پلی‌آمید، فولادی یا برنجی.
• لقی: نرمال یا C3.
• کاربرد: الکتروموتور (سمت DE یا NDE)، گیربکس، پمپ یا نورد؛ دور و دمای کار.
• قطعات جانبی: اگر حلقهٔ HJ لازم است یا فقط یکی از رینگ‌ها را می‌خواهید، صریح بگویید.

برای انتخاب تلرانس شفت و محفظه، راهنمای «انطباق شفت و پوسته» و برای کلاس‌های لقی، راهنمای «لقی C3» را ببینید.

اگر مطمئن نیستید کدام حرف (NU، NJ یا NUP) برای دستگاهتان درست است، شمارهٔ رولبرینگ قبلی و نوع دستگاه را برای کارشناسان فروش آل‌نبی بفرستید یا از گفت‌وگوی آنلاین سایت بپرسید تا گزینهٔ مناسب را از برندهای موجود پیشنهاد کنند.